基于OBE教育理念的船舶電力拖動設(shè)備課程教學(xué)改革與實踐

宗許寧 謝元輝

（1.江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 211170；2.深圳海順海事服務(wù)有限公司，廣東深圳 518067）

2021年10月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》下簡稱《意見》，共計22 條，進(jìn)一步確定了職業(yè)教育的地位，它是國民教育體系和人力資源開發(fā)的重要組成部分，肩負(fù)著培養(yǎng)多樣化人才、傳承技術(shù)技能、促進(jìn)就業(yè)創(chuàng)業(yè)的重要職責(zé)。在全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程中，職業(yè)教育前途廣闊、大有可為。其中第13～16條為全面深化教育教學(xué)改革的意見，在第14 條中強(qiáng)調(diào)要普遍開展項目教學(xué)、情境教學(xué)、模塊化教學(xué)，推動現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。在認(rèn)真領(lǐng)會《意見》精神基礎(chǔ)，本文結(jié)合江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院“雙高”課程建設(shè)項目，以“船舶電力拖動設(shè)備維護(hù)與管理”課程為例，探索職業(yè)院校專業(yè)課程教育教學(xué)改革的路徑和方法。

1 課程教學(xué)狀況及其存在的問題

船舶電力拖動設(shè)備維護(hù)與管理課程是船舶電子電氣技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程，主要面向船舶電子電氣員崗位，課程內(nèi)容涉及船舶電子電氣員的兩大職能，即電子電氣控制工程、維護(hù)和修理，主要讓學(xué)生掌握船舶常用輔機(jī)的工作原理，學(xué)會分析船舶輔機(jī)電力拖動控制線路，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，能快速準(zhǔn)確地進(jìn)行故障排除，這些是成為一名合格船舶電子電氣員的必備技能。

該課程內(nèi)容繁雜，既包括船舶常用低壓電器，三相異步電動機(jī)基本控制線路，也包括船舶電力拖動設(shè)備，例如機(jī)艙泵浦，甲板機(jī)械，機(jī)艙輔助機(jī)械等，綜合性強(qiáng)，需要大量的實踐教學(xué)以訓(xùn)練學(xué)生技能。該課程經(jīng)歷學(xué)校省級示范院校建設(shè)，完成了項目化課程改革，建設(shè)了一些實訓(xùn)設(shè)備，但在實際授課過程中，仍然存在以下問題。

第一，課時不足。課程內(nèi)容涵蓋了低壓電器、三相異步電動機(jī)起動、制動控制線路，船舶甲板機(jī)械控制系統(tǒng)，機(jī)艙輔助機(jī)械控制系統(tǒng)，既要講解基本原理、線路分析，又要兼顧維護(hù)保養(yǎng)，故障排除，原有的課堂，基本依靠教師“填鴨式”教學(xué)，滿堂灌，與學(xué)生缺少互動討論，造成學(xué)生興趣索然，心不在焉，教學(xué)效果差。

第二，教學(xué)手段單一。基本依靠多媒體課件和板書進(jìn)行教學(xué)，課程成績主要依據(jù)學(xué)生期末考試成績和課堂出勤情況而定，造成學(xué)生平時上課關(guān)注度不高，課下應(yīng)付作業(yè)，考前臨時抱佛腳的應(yīng)試型學(xué)習(xí)狀態(tài)的突出問題，降低了教與學(xué)的效率，傷害了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第三，實訓(xùn)裝置不足。經(jīng)歷了省級示范建設(shè)，目前，課程擁有舵機(jī)、起貨機(jī)、空壓機(jī)仿真實訓(xùn)裝置，三速電動錨機(jī)控制線路實訓(xùn)板，除了三速電動錨機(jī)控制線路實訓(xùn)板臺套數(shù)充足外，其他設(shè)備臺套數(shù)都是1套或兩套，不能滿足學(xué)生訓(xùn)練要求，同時，這些仿真設(shè)備用作操作演示較好，用于向同學(xué)們演示甲板機(jī)械工作過程，但只實現(xiàn)了一部分課程目標(biāo)，對于課程的高階目標(biāo)，控制線路的分析、維護(hù)、管理并不能起到作用。

2 基于OBE的線上、線下教學(xué)設(shè)計

2.1 教學(xué)目標(biāo)

針對目前的課程教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合《關(guān)于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》中全面深化教育教學(xué)改革的建議，對船舶電力拖動設(shè)備維護(hù)與管理課程進(jìn)行教育教學(xué)改革，根據(jù)成果導(dǎo)向教育理念，反向設(shè)計教學(xué)，首先確定教學(xué)目標(biāo)。依據(jù)國際海事組織發(fā)布的《STCW公約馬尼拉修正案》和我國海船船員培訓(xùn)大綱（2021 版），結(jié)合750kW 以上海船電子電氣員崗位具體要求和立德樹人的教育任務(wù)，勾勒出了本課程知識、技能、思政與素質(zhì)四個方面的教學(xué)目標(biāo)，主要讓學(xué)生掌握船舶常用低壓電器結(jié)構(gòu)、原理及維護(hù)等基本知識，掌握船舶電力拖動設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理，學(xué)會分析控制線路圖，解決典型電氣故障，旨在培養(yǎng)學(xué)生對拖動設(shè)備的維護(hù)與管理能力、職業(yè)素質(zhì)、工匠精神、團(tuán)隊合作精神、社會能力等素質(zhì)與能力。具體如圖1所示。

圖1 教學(xué)目標(biāo)

2.2 教學(xué)內(nèi)容

課程教學(xué)內(nèi)容打破原有教學(xué)體系，依據(jù)遠(yuǎn)洋船舶電子電氣員的培養(yǎng)目標(biāo)和定位，結(jié)合電子電氣員日常工作中的典型工作任務(wù)以及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行梳理，本課程在人才培養(yǎng)方案中定位為90 課時，設(shè)計了9個項目，分別為船舶低壓電器、三相異步電動機(jī)基本控制線路的安裝與調(diào)試，船舶錨機(jī)、起貨機(jī)、舵機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)與管理，船舶空壓機(jī)、輔鍋爐、制冷裝置的維護(hù)與管理，課程內(nèi)容從繼電器-接觸器控制電路基本元件講起，然后進(jìn)入電力拖動基本控制電路，最后進(jìn)入船舶電力拖動設(shè)備控制線路的學(xué)習(xí)，由元件到整體，由淺入深，逐層遞進(jìn)，更加符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。每個項目又分多個工作任務(wù)，共計30個任務(wù)。具體如圖2所示。

圖2 教學(xué)內(nèi)容

2.3 學(xué)情分析

本課程的授課對象主要是高職類船舶電子電氣技術(shù)專業(yè)大二的學(xué)生，通過問卷調(diào)查，談心談話以及多年的教學(xué)經(jīng)驗可知，他們自制力較差，需要加強(qiáng)督促，專業(yè)基礎(chǔ)薄弱，相對于理論教學(xué)，他們對動手實踐興趣更高，由于高考的失利，使他們更想在學(xué)習(xí)中得到認(rèn)可，需要增強(qiáng)學(xué)習(xí)獲得感。

2.4 教學(xué)方法及手段

基于學(xué)生的性格特點及課程特點，本文設(shè)計了以“產(chǎn)出為導(dǎo)向的”、虛實結(jié)合、線上線下混合的教學(xué)模式。

2.4.1 以產(chǎn)出為導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。

根據(jù)電子電氣員崗位職責(zé)梳理課程項目及任務(wù)，每個項目基本分為三個任務(wù)，任務(wù)一為電力拖動設(shè)備基本知識，以利用思維導(dǎo)圖梳理知識點為任務(wù)，任務(wù)二為電力拖動設(shè)備控制線路的分析，以利用Cade_Simu軟件繪制控制電路圖為任務(wù)，任務(wù)三為電力拖動設(shè)備控制電路維護(hù)與管理，以撰寫維修報告書為任務(wù)。

2.4.2 小組合作探究教學(xué)

針對高職院校學(xué)生自制力差的教學(xué)痛點，采用小組合作探究式教學(xué)，將班級同學(xué)分為若干學(xué)習(xí)小組，每3～4人為一組，每個小組安排一名學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、責(zé)任心強(qiáng)的同學(xué)為組長，負(fù)責(zé)幫扶和督促每名組員完成學(xué)習(xí)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作意識，溝通能力、領(lǐng)導(dǎo)力、表達(dá)能力。

2.4.3 虛實結(jié)合教學(xué)

針對實訓(xùn)設(shè)備臺套數(shù)不足，與培養(yǎng)目標(biāo)不夠適配等教學(xué)痛點，引入控制電路仿真軟件Cade_Simu，它是一款經(jīng)典實用的電路圖繪制仿真軟件,能進(jìn)行電路圖的仿真運行。它有豐富的工具欄，可以顯示電源，保險絲，隔離開關(guān)，接觸器開關(guān)和電機(jī)電氣部件，顯示觸點開關(guān)按鈕，電子原件和接觸器等工具，提供各種常用的電路元件符號，用戶可以直接調(diào)用，幫助用戶輕松繪制電路圖，并可以模擬操作，支持單步模擬。并且軟件還提供PLC，氣動控制等工具，可以滿足常規(guī)電力拖動控制的全部部件。

對拖動設(shè)備控制電路的分析，傳統(tǒng)教學(xué)方式是教師依照圖紙講解，學(xué)生跟隨教師講解分析圖紙，由于圖紙往往比較復(fù)雜，學(xué)生一旦走神，可能就跟不上教師的思路，導(dǎo)致放棄學(xué)習(xí)，教學(xué)效果很差，往往結(jié)果是教師講完了，學(xué)生也忘完了，好像什么也沒學(xué)到，引入Cade_Simu軟件之后，課堂上，學(xué)生利用軟件繪制電路圖，進(jìn)行仿真運行，靜態(tài)圖紙變成了動態(tài)圖紙，小組合作探究，梳理出電路圖的動作過程，進(jìn)行分組匯報，教師進(jìn)行互動點評，挖掘電路圖中深層次的原理，增加學(xué)習(xí)深度，由以教師為中心的傳統(tǒng)課堂變成以學(xué)生為中心的翻轉(zhuǎn)課程，每個學(xué)生都有自己的學(xué)習(xí)作品，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)獲得感。

2.4.4 線上、線下混合教學(xué)

針對教學(xué)課時少，學(xué)習(xí)深度不夠等教學(xué)痛點，設(shè)計基于信息技術(shù)的線上線下混合教學(xué)，利用超星學(xué)習(xí)通軟件，建立在線開放課程平臺，線上課程資源包括：400 分鐘的微課視頻，覆蓋課程全部知識點，學(xué)習(xí)任務(wù)單30 個，動畫資源42 個，測試題目500 余道，教學(xué)課件、教案、圖片資源、實船圖紙等。利用線上課程平臺，采用由視頻任務(wù)點、測試任務(wù)點組成的全程闖關(guān)式線上學(xué)習(xí)模式，既保證了思維能力存在差異的每個學(xué)生都有充足的時間思考、理解知識點，又方便教師根據(jù)測試結(jié)果掌握每名同學(xué)的學(xué)習(xí)情況，找到同學(xué)們的難點問題，線下課堂教學(xué)采用以“學(xué)生為中心的引導(dǎo)式教學(xué)”，每個任務(wù)由學(xué)生先匯報線上學(xué)生成果，教師進(jìn)行提問互動，突破每個任務(wù)的重點、難點內(nèi)容，提升教學(xué)深度。

2.4.5 融入思政元素，促進(jìn)德技并修

將社會主義核心價值觀、交通強(qiáng)國、工匠精神等元素通過案例融入到課堂教學(xué)中來，真正做到“立德樹人”，“教書育人”，促進(jìn)學(xué)生德技并修，如下表1所示，為課程思政教學(xué)對照表。

表1 船舶電力拖動設(shè)備維護(hù)與管理課程思政教學(xué)對照表

2.5 教學(xué)評價

打破常規(guī)的教學(xué)評價機(jī)制，本課程實施多樣多元的課程評價體系。教師點評、小組互評，生生互評相結(jié)合，課中在線實時測評和課前課后在線非實時性測評相結(jié)合，過程性評價和結(jié)果性評價相結(jié)合，結(jié)果性評價就是期末考試成績，權(quán)重0.4，過程性評價權(quán)重為0.6，分為課前、課中和課后，課前包括考勤和預(yù)習(xí)測試，課中主要是任務(wù)的完成，課后就是作業(yè)測試。具體的評價指標(biāo)如下表2中所示。

表2 過程性評價明細(xì)表

表3 船電專業(yè)2021、2022年度電子電氣員考證情況表

3 教學(xué)實施

基于BOPPPS 混合教學(xué)模型，將教學(xué)實施分課前、課中和課后三個階段，6個環(huán)節(jié)，以完成任務(wù)為主線，實施教學(xué)做一體化教學(xué)。課前發(fā)布任務(wù)，明確重點、難點；課中教師創(chuàng)設(shè)情境，理實一體，虛實結(jié)合，抓住重點、突破難點，解決學(xué)生疑點；課后復(fù)習(xí)、鞏固、拓展。

下面以船舶錨機(jī)電力拖動控制系統(tǒng)的維護(hù)與管理為例，介紹“以產(chǎn)出為導(dǎo)向的、虛實結(jié)合、線上線下混合式教學(xué)”的實施過程。

3.1 課前

教師在超星課程平臺上發(fā)布任務(wù)，學(xué)生依據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單，通過觀看視頻、查閱資料、小組研討等方式，完成錨機(jī)的作用、結(jié)構(gòu)、分類、起拋錨過程等學(xué)習(xí)內(nèi)容的預(yù)習(xí)，并且完成測試題目。

3.2 課中

以學(xué)生為中心、理實一體、虛實結(jié)合，以產(chǎn)出成果為導(dǎo)向。

（1）任務(wù)導(dǎo)入。教師情境創(chuàng)設(shè)，播放由在船電子電氣員錄制的錨機(jī)維護(hù)管理要點視頻，導(dǎo)入任務(wù)，以船舶真實環(huán)境、真實任務(wù)激發(fā)學(xué)生興趣；引入課程思政，介紹我國鋪管船的發(fā)展成就，對學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育，增強(qiáng)民族自豪感、行業(yè)自豪感。

（2）原理探究。根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)測試結(jié)果，教師引導(dǎo)式教學(xué)，師生互動，完成原理探究模塊內(nèi)容，學(xué)生利用思維導(dǎo)圖梳理錨機(jī)的結(jié)構(gòu)、分類、起拋錨過程、控制要求等內(nèi)容，分組匯報，教師點評。

（3）仿真訓(xùn)練。學(xué)生利用仿真軟件Cade_Simu，以小組為單位，繪制三速錨機(jī)主電路及控制電路，并完成仿真調(diào)試，教師巡回指導(dǎo)，協(xié)助各組完成任務(wù)，然后，各小組展示、匯報成果，教師及時點評打分。

（4）實物訓(xùn)練。各組領(lǐng)取工具、耗材，依據(jù)電路圖完成三速電動錨機(jī)控制電路的安裝與調(diào)試，在調(diào)試環(huán)節(jié)，鼓勵小組間相互協(xié)助，訓(xùn)練故障排除能力，教師巡回指導(dǎo)，打分評價。

（5）小組展示。各組匯總本項目學(xué)習(xí)成果，進(jìn)行展示匯報，提升學(xué)習(xí)獲得感，教師點評。

3.3 課后

以鞏固、復(fù)習(xí)、拓展為主，教師在課程平臺發(fā)布測試題目和實船錨機(jī)控制線路圖，學(xué)生完成測試題目，檢驗學(xué)習(xí)成果，教師關(guān)注測試結(jié)果，作為持續(xù)改進(jìn)教學(xué)的依據(jù)。教師整理課程平臺上學(xué)生的互動數(shù)據(jù)，給予適當(dāng)?shù)募訙p分，進(jìn)一步提升學(xué)生互動參與度。在課程平臺上建立互動交流群，主要解決學(xué)生的疑難問題。

4 教學(xué)效果

4.1 教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度得到提升

基于OBE 教學(xué)理念重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，以船舶電子電氣員崗位工作內(nèi)容為教學(xué)載體，實施教學(xué)做一體化教學(xué)，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，極大提升了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，對每個任務(wù)的學(xué)習(xí)學(xué)生有明確的目標(biāo)，完成任務(wù)之后，學(xué)生有顯性成果，提高了學(xué)習(xí)獲得感和成就感，學(xué)生在知識、技能、素質(zhì)等方面都有了很大提升，課程總體通過率接近百分之百，達(dá)到了98,15%，班級學(xué)生參加校級技能大賽“大連國際杯”電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試取得良好成績，獲得一個一等獎，兩個三等獎。

4.2 融入思政元素，提升職業(yè)素養(yǎng)

通過融入思政元素，落實立德樹人，達(dá)到德技并修，提升學(xué)生專業(yè)自豪感，促使電子電氣員考證通過率穩(wěn)步提升，在航海類專業(yè)學(xué)生從事上船工作意愿普遍降低的大環(huán)境下，我院船電專業(yè)近兩年并沒有下滑，2021、2022年度船電專業(yè)學(xué)生考證報名人數(shù)和通過率都逐年提高。

5 結(jié)語

為了有效解決船舶電力拖動設(shè)備維護(hù)與管理課程教學(xué)中存在的突出問題和矛盾，基于OBE 的教育教學(xué)理念，利用超星課程平臺，設(shè)計了虛實結(jié)合、融入思政、線上線下混合式教學(xué)模式，全方位提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，兩年的教學(xué)實踐表明，該教學(xué)模式能夠極大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，便于學(xué)生利用碎片化時間鞏固理論知識，利用仿真軟件變靜態(tài)圖紙為動態(tài)圖紙，提升學(xué)生分析控制線路，解決故障的能力，引入思政案例，有助于培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷、工匠精神、職業(yè)素質(zhì)，提升專業(yè)自豪感，促進(jìn)學(xué)生德技并修。