“線上線下虛實結合”在高職理實一體課程中的應用

陳孝偉 邵聯合 黃桂梅 許紅兵

摘要：本文以《控制裝置安裝與檢修》理實一體課程為例，說明在混合式教學大背景下，結合真實和虛擬的仿真設備對學生進行理論和實操的訓練，同時將第一課堂知識縱向延伸至第二課堂，達到了較好的學習效果。

關鍵詞：混合教學;虛實結合;理實一體;第二課堂

《控制裝置安裝與檢修》是電廠熱工自動化專業的一門專業核心課程。在保定電力職業技術學院的麥克斯年度質量報告中，畢業生連續幾年的反饋情況是該課程對于學生的工作重要度很高，而學習的滿足度相對較低。針對這種情況，《控制裝置安裝與檢修》課程組對課程內容進行整合改進，在理論教學方面采用線上線下混合式教學模式，提高學生的自主學習能力。在實操方面，以自主研發的實踐平臺為載體，輔以交互式仿真系統，更大限度的與現場對接，提升學生的職業素養。同時積極開拓第二課堂，將第一課堂知識縱向延伸至第二課堂，拓展學生思維，帶動教師、學生科研能力的提升，達到了較好的學習效果。

一、混合教學，提高學習效率

混合教學模式在實施過程中，需要從教學的7個要素進行混合教學模式，不僅需要考慮線上線下虛實交替的關系，還要考慮這七要素對混合式教學模式的影響，比如教學目標，教學方法，教學組織形式，教學環境等。在《控制裝置安裝與檢修》課程改革中，從課程標準，教學方法和教學組織形式均進行了調整。首先實現了項目化教學，對課程的內容進行調整，設置五個教學項目，項目間的邏輯關系為：綜合→具體→綜合，任務間的邏輯關系為認識→校驗→安裝與投運→故障檢修，由易到難，由簡單到復雜。同時根據企業調研、畢業生反饋修訂了的人才培養方案和課程標準確定教學目標。教學目標是否達成，必須有對應的評價標準，做到可評可測。在課程實施過程中，以優慕課app為平臺，采取“學、做、教”一體化教學模式，充分發揮學生主體地位，通過課前自學、課中導學、課后助學，自主學習能力增強。

（一）課前部分

課前教師在平臺上傳資源、布置任務，師生交流互動;根據課前自測、作業評價，及時反饋學習情況，確定學生學習中的難點，便于教師調整教學策略。學生則完成課前準備，利用手機APP在線學習，完成課前自測。

（二）課中導學

在教學環節的組織方面主要包括以下四個環節：（1）課前回顧：分析自測和答疑情況，引出本次任務的難點。（2）情境引入：通過情境引入，激發學習興趣，快速進入崗位學習狀態。（3）任務實施：該環節是整堂課的核心，學生通過觀看微課、視頻，自主探究、合作學習，解決操作過程中存在的問題。教師在此過程中巡回指導，遇到共性問題集中解析。（4）自測歸納：在線檢測學習目標的掌握程度，分析自測結果，指出改進方向，保證學習效果。通過“畫思維導圖”等活動，也可鍛煉學生歸納能力，開闊思維，提升文字能力，此環節師生共同完成。

（三）課后助學

（1）鞏固提高：教師、學生利用優慕課互動交流，答疑解惑;預習了解下次課任務。（2）遷移拓展：鍛煉學生技能遷移和搜集資料的能力，拓展專業知識。線上自主學習、線下實踐體驗，教室即現場，學習即工作;規程引入課堂，案例激發興趣、動畫展示結構，視頻規范操作、微課突破難點、實戰積累經驗。與往屆學生相比，參與的主動性得到了增強。同時操作的規范性得到了強化，工作的責任心得到了培養，解決問題的能力也得到提升。

二、虛實結合，提升職業素養

以真實任務為主線，真實設備為載體，仿真系統及信息化手段為輔助，錘煉了學生的實踐技能。學-做-教的教學模式激發了學生的學習熱情，主動學習、創新學習、快樂學習。理實一體課程是理論與實踐相結合的一門課程，理論方面采用了翻轉課堂的教學模式，能調動學生的學習積極性，達到較好的學習效果。在實操方面，以自主研發的實踐平臺為載體，配以交互式仿真系統，讓學生能夠隨時隨地進行操作。整個課程設計是以自主研發水箱水位控制實踐平臺為載體，將測量，變送，控制及執行機構完整的復制現場。學生可在系統上進行設備的校驗，操作及安裝，與工作現場零距離。但是僅靠真實的實踐平臺教學效果不佳，究其原因，有以下幾點：一，正常的安裝，投運等工作能夠很好地滿足學生的要求，但是很難在設備上進行故障的設置，即使設置其種類也有限且容易造成設備損壞，學生很難從全局上掌握故障處理方法，實訓教學效果不佳：其二，實訓設備由于投資大、占地面積大等，其臺件數不能滿足學生的實際操作需求，容易造成多人圍觀的現象，實訓效果不理想：其三，受時間、空間限制，存在安全隱患等，設備運行效率較低，經常出現人等設備或設備等人的情況：而且，由于課程時間的限制，學生可能在沒有完全熟悉設備的情況下就操作設備，存在一定的設備安全隱患和人身安全隱患。因此，為了解決這些問題，我們在實踐平臺的基礎上，引入了交互式故障處理系統，將目前現場可能存在的故障加入故障庫，學生可以在虛擬平臺根據故障現象進行故障的判別及處理，這樣學生的學習可以不受時間和空間的限制，可以隨時隨地無限次的進行故障處理學習。而對于系統投運方面可能存在的問題，教學團隊研發了基于虛擬DCS的仿真教學系統，學生可以在仿真系統上搭建各種控制系統并且進行控制器的整定及投運，等學生掌握了整定及投運技巧后再進行實際系統的投運，這樣避免了可能存在的設備安全隱患，也能把實踐平臺的利用率大大提高。虛擬系統的引入，補充了實踐平臺的不足，解決了實驗室場地局限、設備不足、利用率不高、實訓教學效果不佳等教學難題，不僅大大地提高了實驗設備的使用效率，而且能使學生通過“虛實結合”實驗，從全局掌握，達到“以虛補實、以虛促實”的教學效果。

三、第二課堂，促進師生科研

在國家大力提倡大眾創業，萬眾創新的形勢下，促進學生創新創業能力培養和提高就業質量顯得尤為重要。在進行教學改革、人才培養模式更新時，應設計科學合理的教學體系，明確第一課堂、第二課堂所承載的功能與各自的定位，第二課堂與其相互補充、相互作用，使學生的主體課程設置與實踐活動安排相結合，有意識的、卓效的增強專業能力。學生課堂上的學習大部分同學都能夠掌握。如何提升和拓展學習能力突出的同學的專業能力，是我們開展第二課堂的目的。《控制裝置安裝與檢修》課程的第二課堂以實踐平 臺及虛擬交互仿真系統為載體，讓學生在原來的基礎上進行拓展和補充，提升學生能力。對于實踐平臺，系統操作時總會有這樣那樣的情況出現，讓學生在故障出現時積極地去分析并處理，加強學生學習。故障排除永遠是個難點，在交互式虛擬平臺上，構建的典型故障有限，但是，現場故障是復雜多變的，引導學生和教師一起進一步豐富故障資源庫，構建虛擬平臺，靈活組建檢測控制系統，模擬更多故障，提升故障排除能力，提升教師和學生的科研能力。基于虛擬DCS的仿真系統，仿真軟件模擬現場操作，體驗現場真實場景，但模型類別少，不利于拓展學習，在第二課堂讓學生進行在學習的基礎上進一步豐富完善，讓學生學以致用。第二課堂是第一課堂的延伸和補充，因此，考核評價是在第一課堂的基礎上進行加分來實現的，這也是分層教學的一部分。

四、結論

教學改革以線上線下混合式教學為基礎，學-做-教的教學模式激發了學生的學習熱情，主動學習、創新學習、快樂學習。在實訓條件方面，傳統的實踐平臺和虛擬仿真相結合打破了學生實踐空間和時間的限制，能夠達到很好的教學效果。第二課堂的開展，不僅能夠改善教學條件，豐富實踐內容，保證項目化教學的有效落地，也助力教師的職業成長，帶動了教師、學生科研能力的提升。

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