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智慧教学背景下高职课程教学设计探究

2020-06-15 130 上传者：管理员

摘要：随着时代的发展，传统式的课堂教学模式在实践性课程存在较大的局限性。智慧教学是信息化技术与课堂教学深度融合的产物，本文探索将智慧教学模式融入高职实践教学，开展以学生为主体，任务驱动，线上线下相结合的课堂教学模式，以和谐号内燃机车头为场景，主电路故障检修为任务导向的教学设计。

关键词：
三相桥式整流
教学设计
智慧教学
电力电子
职业教学法
高职课程
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随着多媒体和信息技术的不断发展，网络资源不断渗透入我们生活学习的各个角落，也更新了我们获取知识和信息的方式。微课、慕课、翻转课堂等新兴教学模式的涌现，对现有高职院校的教学模式提出了新的挑战。《国家教育事业发展“十三五”规划》中明确提出：鼓励教师利用信息技术提升教学水平、创新教学模式，利用翻转课堂、混合式教学等多种方式用好优质数字资源[1]。

高职教育不同于其他高等教育，以实践为核心，目的是为了培养高素质的技能型人才。如何在运用信息化教学手段更好地推进实践技能教学，是摆在高职教师面前的重大课题。高职教育急需从传统的教育教学模式向智慧化教育教学模式进化。本文在研究了智慧教学的内涵的基础上，以《电力电子技术》课程设计了基于智慧教学模式的项目化教学，并应用于实际教学中，进一步总结了智慧教学的优势，以及在实施过程中发现的一些实际困难。

1、智慧教学内涵

智慧教学指的是依托物联网、互联网、云计算、移动通信、大数据分析等新一代信息技术，所打造出的具有智能化、互动化、协作化、自主化、泛在化的新型教学形态和教学模式。随着信息技术深入到育人全过程，并成为其重要的技术支持，智慧教学也成为信息技术与教育教学深度融合的产物[2]。

智慧教学与传统教学最大的不同是“智慧”，智慧体现在哪？

1.1教法的智慧

教师改变传统的以教师为中心的填鸭式教学模式，不再是仅仅依据教学要求模式化教学，需全方位多角度衡量教学对象、培养目标、教学内容等因素，规划合理的教学活动。课前制作多样性、互动性、趣味化的教学资源，通过信息化技术平台开展线上、线下混合式翻转课堂，展开分组探究、游戏教学等教学活动，课后通过大数据分析学生活动和作业的变化趋势，对于学生智慧学习效果给出全方位全过程评价，推测学生学习兴趣和困扰，即时给出个性化意见与建议。

1.2学法的智慧

智慧课堂使学生的学习不再仅仅依赖课堂教学，信息技术打破了学习者的学习时间与空间的束缚。智慧教学为学生配备了丰富的网络学习资源，便于学生随时获取，激发学生的学习兴趣与成就感，培养学生的自学能力，利于智慧学法的养成。互联网技术为学生的自适性个性化学习提供技术支持，也更便于教师进行针对性指导性教学服务。智慧学习通过不断师生互动和生生互动，拓展了学生的自主探究和小组协作能力，并通过贯穿始终的相互评价和自我测评帮助学生了解自己认识自己，在共享学习的过程中提升自我。

2、智慧教学应用的课程教学背景

2.1《电力电子技术》课程教学特点

《电力电子技术》课程作为高职电类专业一门重要的核心课程，具有理论性强、实践难度大的特点。电力电子技术位于电力学、电子学和控制理论三个学科交叉的交叉领域[3]。

该课程需要综合运用之前学习的《电路》《模拟电子技术》《电机与电气控制技术》等课程的基础知识。传统的教学模式下，对于普遍理论基础较差的高职学生而言学习难度较大。同时课程中实践内容较多，实践设备工作于强电环境，对于学生的实际动手和安全用电能力提出了较高的要求[4]。

2.2《电力电子技术》教学现状分析

2.2.1高职学生学习能力较弱

随着高校的不断扩招和生源的不断减少，高职教育的对象大多是学习能力较差、知识基础薄弱、自控能力欠缺、自我要求不高的手机党。他们获得新知识和经验的途径更倾向于观察和实际动手操作，相较于抽象的理论更喜欢具体的事物；喜欢新鲜、有趣和变化着的事物，不善思维但善于动手，表现出较强的操作能力、表演欲望和情境驾驭能力，实践能力较强；自信、喜欢表现，但学习缺乏计划性和执行力，易挫折，组织纪律性较差，缺乏团队协作能力[4]；系统运用综合知识的能力较弱。

2.2.2课程综合性较强，学生融会贯通困难

电力电子技术即应用于电力领域的电子技术，是一门综合性学科，既涵盖了信息处理的信息电子技术，又包括了能量传递的电气工程技术，同时又和控制理论的自动化技术有着密切联系。因而在学习的过程中，学生需要综合运用之前所学的多门基础课程知识。这就导致一方面教师在教学时需要花大量时间讲解相关理论知识，另一方面学生自身学习能力较差，知识内容繁杂，学生学习兴趣不高，总体学习效果较差。

3、教学设计的策略

本次教学设计以《电力电子技术》课程中的相控整流单元中的三相桥式全控整流电路的分析与诊断项目为例。

3.1设计理念

以和谐号HXN5型大功率内燃机车检修这一实际工作岗位任务为导向，三相桥式全控整流电路的分析与诊断排除项目为依托，开展教学活动；教师引导、学生主体，在真实的情境中自主学习讨论、团队协作，学中做，做中学；注重专业知识讲授与德育元素和谐自然引入，真正做到“润物无声”；融入职业素养，开展工匠精神培养，培养真正符合企业需要的技术技能型人才。

3.2教学手段与资源

采用问题导向、任务驱动、线上线下相结合的教学手段与方法。教师运用课程平台，“激活”每一个教学环节，把整个课程学习分为：课前自学、课中导学、课后拓展。提高了课堂利用率，提高学生自主学习能力，利用网络课程平台监控教学全过程。

为了让学生理解和掌握知识，提高学习兴趣，将枯燥的理论生动化，形象化，趣味化，建设了丰富的教学资源，包括微课、二维动画、交互演练软件、虚拟仿真平台等。

4、教学规划与实施

课程教学过程打破了“教师讲学生听学生练”的传统实践课程的教学模式，先进入企业工作情境，认识装置，引出问题；带着疑问回归课堂，解析原理；运用仿真软件，建立模型，模拟仿真；操作实训设备，诊断电路排除故障。

4.1总体规划

整个教学过程分为项目准备、项目实施和项目总结三个步骤，项目实施又分为行知合一（明图物、观表现、悟本质、思原理）→知行合一（透原理、析现象、虚仿真、验虚实）→融创提升（确诊断、知现象、实演练、奔工匠）三个环节，共8学时，如图1所示。

4.2教学实施

4.2.1项目准备

课程组教师集中备课，确定课程实施方案，分配教学任务，撰写格式规范的教案，开发形式多样的课程资源，拍摄课前预习小视频，将线上活动录入交互平台，发布任务。根据学生线上完成的课前自学情况，调整授课侧重点，确保课程教学在紧贴学生学情的基础上，达成教学目标。

图1总体规划

4.2.2项目实施

第1～2课时为导入课。进入校企合作企业，真切感受三相桥式全控整流电路在和谐号HXN5型大功率内燃机车上应用，实现了前导与后续课程内容的融会贯通；通过图物对比、火车运行过程及故障出现的表象，引导学生悟出本质；从感性认知出发，引出理论知识学习的必要性，激发学生探索知识的兴趣和欲望。教学中融入思政教育，具体体现为一是培养学生的安全意识，二是由和谐号HXN5型大功率内燃机车核心技术由美国掌控这一现象出发，引入知识产权、中美贸易战、大国工匠等时政内容，激发学生爱国热情。

第3～4课时理论探索。学生从企业实践课堂中带着问题回归学校课堂，通过趣玩游戏、教师讲析、自主绘图并分析不同控制角、不同负载时的工作原理及波形，熟练掌握相控整流电路的分析方法。通过观察电力电子虚拟仿真平台不同控制角下波形变化，进一步理解机车推杆和运行速度的本质关系。

第5～6课时虚实操作。运用MATLAB仿真软件搭建电路模型，实现虚拟仿真。通过视频再现机车故障现象，以主电路1个晶闸管不导通为例，引导学生探讨故障电路的搭建方案，通过仿真，得出故障电路波形，探寻诊断规律。利用自制实训装置完成阻性负载和阻感负载电路搭建和实践操作，通过调节触发信号，观察波形变化、灯泡亮灭以及电机转速变化，进一步理解电路原理，将抽象的理论知识再落回实处。

第7～8课时故障诊断与排除。以第6课时学生上传实践波形为切入点，结合机车故障现象和MATLAB仿真波形，引出本次课内容。从1个晶闸管损坏的故障诊断与排除方法为起点，教师现场在自制实训装置上复原机车故障波形，示范操作诊断方法，学生实践演练，寻规律；掌握单一故障排除方法后，不断将故障叠加、复杂化，让学生用原理去分析诊断，用所学方法去检修排除，验规律；教师拓展归纳，总结最优方案，培养学生严谨的学习态度，追求精益求精，传承工匠精神。

4.2.3项目总结

课后学生通过线上平台填写课程评价、教师评价和个人评价，并完成课后考核。教师查看课程实施中所有线上活动情况和数据分析，教研组总结课程实施经验，完善授课教案，为下个项目单元和下一轮教学周期的展开总结教学经验。

5、总结

5.1教学成效

采用虚实交融的教学情境，引入生动化、形象化的现代化教学方法，激起学生求知欲，激发学习兴趣，教学活动参与度高，课堂气氛活跃。

本课程是专业核心课程，与技能大赛各赛项所需知识结合紧密。学生学完本课程能透彻掌握知识，明显提高技能。2019年我院获国家职业技能大赛二等奖3项，三等奖1项。

本课程也是电工职业技能鉴定（中级、高级）的重要考核内容，2019届毕业生获得电工职业技能鉴定高级工人数368人，占毕业生总人数的52%。

5.2教学特色

以和谐号HXN5型大功率内燃机车为场景，主电路故障检修为任务导向，从感观认知到原理分析、再现情景，虚拟仿真，诊断检修，实践演练，达到行知合一，知行合一，融创提升，实现实、虚、践、诊相互交融的一体化教学模式。

利用自制实训设备，创造了贴近职业岗位和工作环境的教学情境，融入职业素养，开展工匠精神培养，实现德技并修。

以学生为主体，问题为导向，任务驱动，线上线下相结合的课堂教学模式。

团队教师自主研发虚拟仿真平台，建设微课、二维动画、交互演练软件等资源将枯燥理论生动化、情景化、趣味化。

5.3教学反思

智慧教学对于教师提出了更高的要求，教师不仅要熟练掌握专业知识与技能，也需要掌握一些信息化技术手段，具备制作多媒体课件、教学视频音频、维护网络平台等技术，教师个人的信息化能力需要不断加强。自制设备需要继续升级改造，开发虚实一体系统，以更好地为教学服务。随着百万扩招政策的实施，不同学习程度的新生将走入高职院校，需不断探索分级式教学摸索。

参考文献：

[1]刘景宜.混合学习模式下智慧课堂的构建——基于“雨课堂”教学工具的运用[J].现代教育,2018(12):21-24.

[2]散晓燕.基于职业教学的高职院校网络学习空间设计与实践[J].中国职业技术教育,2018(2):66-70.

[3]万兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2018.

[4]张昊.高职院校学生的认知特征与EEP教学模式的构建[J].辽宁师专学报,2015,17(4):27-30.

陈蕊,方忠,辛建军.基于智慧教学的高职课程教学设计——以《电力电子技术》课程为例[J].轻工科技,2020,36(06):163-165.

基金:2015年度安徽省专业综合改革试点项目:机电一体化技术专业综合改革试点(项目编号2015zy085);2019年度安徽省高水平高职专业项目:机电一体化技术(项目编号2018ylzy157);2016年度安徽省省教育厅教育教学研究一般项目:自制电类教学设备完善实训教学平台(项目编号2016jyxm1127)