创新“虚实结合”的实训教学模式——以辽宁煤炭技师学院矿山机电专业实训教学为例.doc

创新“虚实结合”的实训教学模式以辽宁煤炭技师学院矿山机电专业实训教学为例 文/张景库 摘要：在探索实训教学模式改革的实践中，辽宁煤炭技师学院矿山机电专业以信息化资源为支撑，以实训基地建设为突破口，逐步探索出“虚实结合”的实训教学模式，有效提升了岗位职业能力培养的质量和效率，学生动手能力得到全面提高。 关键词：虚实结合实训教学模式创新 一、实训教学模式改革的背景 矿山涉煤专业的学生实习实训都面临着高危险性，矿山企业普遍不愿接纳学生下矿实习，学校只能把大部分实习实训内容安排在校内进行。笔者所在的辽宁煤炭技师学院矿山机电专业的学生在校内实训教学中遇到了如下困难。 1.实训设备不足，实训场所具有高危险性 矿山机电设备价格都比较昂贵，学校没有条件将各类实训设备配备齐全，只能象征性地购置几台，无法满足多学科、多班级实训教学的需求。而且矿山机电设备大多属高压设备，实训场所具有高危险性，不利于学生实训。 2.设备结构复杂，不便拆装 由于矿山机电设备体形较大、结构复杂，因此在实训教学中不易于对设备进行拆装，无法使学生真正了解设备的内部结构，不能方便地进行电气控制线路的安装调试及故障检修，更不能实现通电状态下的调试过程，关键操作技能无法反复训练，导致学生实训时不能很好地完成实训教学目标，影响教学效果。 上述问题严重制约着矿山机电专业学生岗位职业能力的培养。笔者所在学院矿山机电专业运用虚拟现实技术，开发了以虚拟现实设备和模拟岗位工作过程情境的信息化教学资源，先后开发了电动机与变压器维修虚拟仿真教学软件、综采高低压变配电设备虚拟仿真实训软件、综采启动控制设备虚拟仿真实训软件和综采机械电气控制虚拟仿真实训软件。利用这些信息化教学资源，对教学方法、教学模式和教学策略进行了重新整合，从观念、过程、方法及模式等层面赋予实训教学新的含义，既破解了实训教学难题，又创新了现代信息技术与教学实践科学结合的一种全新的“虚实结合”实训教学模式。 二、“虚实结合”实训教学模式的主要目标 1.虚实结合，实现教学过程与工作过程有效对接 实施以信息化资源为支撑的“虚实结合”实训教学模式，运用虚拟的信息化资源，再现实际设备的拆装过程、电气线路的安装与调试过程及故障检修过程，结合真实的实训设备，实现专业教学过程与岗位工作过程在信息化环境下的完全对接。 2.创新载体，凸显教学中学生的主体地位 基于职业学校学生学习的认知心理特点，创设虚拟现实的游戏情境，激发学生的学习兴趣，引导学生自主探究，自我评价。学生在虚拟环境中，按照实际岗位工作过程，自主操作虚拟设备，边操作边学习，践行“做中学”，使学生全面了解和把握岗位工作过程，锻炼了学生的综合技能。 3.辐射带动，引领中职院校的教育教学改革 “虚实结合”实训教学模式，开发虚拟现实设备和岗位工作过程情境的煤矿电气设备资源平台，为东北地区涉煤职业院校提供了优质教学资源，为推动兄弟院校开展职业资格技能培训和鉴定提供了良好的教学手段，辐射带动职业教育教学水平均衡化发展。 三、“虚实结合”实训教学模式的实施过程 1.“虚实结合”实训教学模式的方法设计 笔者所在学院在“采区机电设备实训”教学过程中，采用循序渐进的科学方式，将实训教学阶段划分、实训教学载体设计等方面有机结合，将虚拟仿真实训与实操实训分阶段、交替实施。即将实训教学划分为虚拟仿真、实操等不同阶段，再根据实训课题、实训项目的特点，按照“实操虚拟仿真再实操”或“虚拟仿真实操再虚拟仿真”的模式进行。在虚拟仿真中理解，在实际操作中巩固，在反复训练中提高。 2.“虚实结合”实训教学的交替融合过程 “虚实结合”实训教学的交替融合过程，以如下两个项目为例进行说明。 项目一：矿用隔爆启动控制设备的安装与检修，包含以下3个任务。 任务1，矿用隔爆启动控制设备的概述； 任务2，矿用隔爆启动控制设备的安装操作； 任务3，矿用隔爆启动控制设备的故障检查及处理方法。 任务1的目的是了解设备的型号、内外结构及电气系统。其中型号及外部结构可以从设备上看得到，先采用实物教学，学生通过观察，对设备型号、外部结构有了直观印象；设备的内部结构及电气系统从实物外部是看不到的，就转入第二阶段的虚拟仿真实训过程，通过虚拟实训认识、理解后，再剖析实物进一步巩固。 任务2和任务3是矿用隔爆启动控制设备的安装操作、故障检查及处理方法。如果直接操作，不但难以满足工艺要求，而且可能因操作失误损坏电气设备。因此，可以先进行虚拟实训，使学生对安装工艺、安装过程进行必要的了解，第二阶段再进行实操实训。有了虚拟仿真实训的基础，再进行实物安装操作时，就会大大降低设备损坏的可能性，确保高效、高质量地完成教学任务。 项目二：采煤机电气控制线路的安装与调试。 煤矿综合采煤机是大型矿山机电设备，一台价值几千万元，其电气控制线路非常复杂，因此安装与调试实训不便于在真实设备上进行，这一直是困扰矿山机电专业大型设备教学实训的难题。笔者所在学院与合作企业联合开发的综采机械电气控制虚拟仿真实训软件，较好地解决了这一问题。 第一阶段进行虚拟仿真实训。学生在计算机上按照实训软件的提示，对采煤机的电气控制线路进行虚拟安装与调试，通过与软件的互动，反复练习，很好地掌握了虚拟环境下的操作技能。第二阶段安排在一体化教学工作室中进行，模拟安装与调试。这一阶段教师给出具体工作任务，学生在教师指导下自主设计电路并进行安装与调试，提升学生的装调能力及安装工艺水平。经过这两个阶段的训练，学生装调技能基本成熟，进入到第三阶段的实际训练。学生掌握了在虚拟仿真实训和模拟实训中形成的技能，在学校模拟矿井内真实的综合采煤机上进行实操实训，实现了教学过程与岗位工作过程的有效对接。 “虚实结合”的教学模式并不是简单的虚实相加，更不是一成不变的模式，而是一个优化融合的过程。虚拟实训可以让每位学生都有独立思考和操作的机会，既突出学生的主体作用，又可为重复练习提供便利条件。而实物实训的最大优势在于既培养学生解决实际问题的能力，又可以培养学生团结协作精神。 在采区机电设备实训的实践教学中，通过探索和实践，有效地将虚拟仿真实训与实操实训相结合，充分利用虚实结合的教学模式，发挥了两种实训模式的优势，解决了实训设备和实训经费不足的问题及现场实训的高危险性问题，降低了成本，提高了实训教学的效率和效果。 运用信息化资源进行虚拟演练，配以现场实物训练，不仅创新了载体，凸显了教学中学生的主体地位，更重要的是创设了虚拟实物的情境，激发了学生学习的兴趣及主动学习的热情。“从虚到实、以实为本”，只有做到对真实设备的完全掌握，才能掌握真正的职业核心技能，形成与职业工作岗位很好的对接。 四、实施“虚实结合”实训教学模式的保障 1.设备设施资源保障 要想搞好虚拟仿真教学，虚拟仿真实训教室、信息化教学资源、健全的设备设施是教学实施的资源保障。 2.师资能力保障 教师的实践动手能力、软件应用能力、将真实工作任务转化为教学内容的能力，是实施“虚实结合”实训教学模式的师资能力保障。 3.教学机制保障 完善的教学设计方案、健全的实训教学管理机制及配套的教学文件是实施“虚实结合”实训教学模式的教学机制保障。 五、“虚实结合”实训教学模式的成效及推广 1.破解了实践教学难题 一是用有限的资金投入，解决了实训场地、实训设备不足，实训场所高危险性的难题。学校虚拟仿真实训室可同时供120名学生实训教学使用，每人一机，指导教师与学生利用局域网交互，实训在舒适安全的环境中进行。二是可以根据学生不同的学习能力和基础，开展分层教学，因材施教。 2.促进了学生学习能力的培养 运用“虚实结合”教学模式进行教学，学生不再是知识的被动接受者，而变成知识的主动探究者，学生自主学习能力显著增强。该专业学生多次在集团公司技能运动会上取得佳绩，在“华晨杯”沈阳技工院校职业技能大赛维修电工组及全国职业院校“淮北矿业杯”综采电气设备维修项目比赛中都取得优异成绩。 3.提高了学生的学习兴趣 运用“虚实结合”实训教学模式，学生不再是面对枯燥的硬件设备，而是面对动画片式过关方式的仿真软件，增强了对学生的吸引力。学生发现，学习也可以像玩游戏一样轻松，自然就解决了学习兴趣不浓的问题。 4.增强了项目的可推广性 虚拟仿真实训项目集中了优质教学资源，投入后教学质量显著提升。矿山机电专业年均实训总成本消耗节省近1/4，虚拟仿真实训教学低成本消耗、高效率产出的优势增强了项目推广的吸引力。 六、体会与思考 “虚实结合”实训教学模式改革不是一项简单的工作，它需要对人才培养方案、教学计划、方法手段、课程设置、实训基地建设、考核评价体系等诸多方面重新进行设计，需要构建以“虚实结合”实训教学模式为核心的教学体系。要深入推进虚拟仿真实训教学模式改革，还需要在以下方面继续努力。 1.进一步提升信息化教学资源的针对性、实效性 信息化教学资源开发的内容与企业岗位工作任务的对接面还需进一步扩大，对接点还需更加具体，提升软件开发设计的针对性、实效性。在今后的教学实施中，进一步吸纳企业参与信息化教学资源的升级改进，利用企业资源更好地实