張景庫

摘 要：在探索實訓(xùn)教學(xué)模式改革的實踐中，遼寧煤炭技師學(xué)院礦山機電專業(yè)以信息化資源為支撐，以實訓(xùn)基地建設(shè)為突破口，逐步探索出“虛實結(jié)合”的實訓(xùn)教學(xué)模式，有效提升了崗位職業(yè)能力培養(yǎng)的質(zhì)量和效率，學(xué)生動手能力得到全面提高。

關(guān)鍵詞：虛實結(jié)合 實訓(xùn)教學(xué) 模式創(chuàng)新

一、實訓(xùn)教學(xué)模式改革的背景

礦山涉煤專業(yè)的學(xué)生實習(xí)實訓(xùn)都面臨著高危險性，礦山企業(yè)普遍不愿接納學(xué)生下礦實習(xí)，學(xué)校只能把大部分實習(xí)實訓(xùn)內(nèi)容安排在校內(nèi)進行。筆者所在的遼寧煤炭技師學(xué)院礦山機電專業(yè)的學(xué)生在校內(nèi)實訓(xùn)教學(xué)中遇到了如下困難。

1.實訓(xùn)設(shè)備不足，實訓(xùn)場所具有高危險性

礦山機電設(shè)備價格都比較昂貴，學(xué)校沒有條件將各類實訓(xùn)設(shè)備配備齊全，只能象征性地購置幾臺，無法滿足多學(xué)科、多班級實訓(xùn)教學(xué)的需求。而且礦山機電設(shè)備大多屬高壓設(shè)備，實訓(xùn)場所具有高危險性，不利于學(xué)生實訓(xùn)。

2.設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便拆裝

由于礦山機電設(shè)備體形較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此在實訓(xùn)教學(xué)中不易于對設(shè)備進行拆裝，無法使學(xué)生真正了解設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不能方便地進行電氣控制線路的安裝調(diào)試及故障檢修，更不能實現(xiàn)通電狀態(tài)下的調(diào)試過程，關(guān)鍵操作技能無法反復(fù)訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生實訓(xùn)時不能很好地完成實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)，影響教學(xué)效果。

上述問題嚴重制約著礦山機電專業(yè)學(xué)生崗位職業(yè)能力的培養(yǎng)。筆者所在學(xué)院礦山機電專業(yè)運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，開發(fā)了以虛擬現(xiàn)實設(shè)備和模擬崗位工作過程情境的信息化教學(xué)資源，先后開發(fā)了電動機與變壓器維修虛擬仿真教學(xué)軟件、綜采高低壓變配電設(shè)備虛擬仿真實訓(xùn)軟件、綜采啟動控制設(shè)備虛擬仿真實訓(xùn)軟件和綜采機械電氣控制虛擬仿真實訓(xùn)軟件。利用這些信息化教學(xué)資源，對教學(xué)方法、教學(xué)模式和教學(xué)策略進行了重新整合，從觀念、過程、方法及模式等層面賦予實訓(xùn)教學(xué)新的含義，既破解了實訓(xùn)教學(xué)難題，又創(chuàng)新了現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)實踐科學(xué)結(jié)合的一種全新的“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式。

二、“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式的主要目標(biāo)

1.虛實結(jié)合，實現(xiàn)教學(xué)過程與工作過程有效對接

實施以信息化資源為支撐的“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式，運用虛擬的信息化資源，再現(xiàn)實際設(shè)備的拆裝過程、電氣線路的安裝與調(diào)試過程及故障檢修過程，結(jié)合真實的實訓(xùn)設(shè)備，實現(xiàn)專業(yè)教學(xué)過程與崗位工作過程在信息化環(huán)境下的完全對接。

2.創(chuàng)新載體，凸顯教學(xué)中學(xué)生的主體地位

基于職業(yè)學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)的認知心理特點，創(chuàng)設(shè)虛擬現(xiàn)實的游戲情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，自我評價。學(xué)生在虛擬環(huán)境中，按照實際崗位工作過程，自主操作虛擬設(shè)備，邊操作邊學(xué)習(xí)，踐行“做中學(xué)”，使學(xué)生全面了解和把握崗位工作過程，鍛煉了學(xué)生的綜合技能。

3.輻射帶動，引領(lǐng)中職院校的教育教學(xué)改革

“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式，開發(fā)虛擬現(xiàn)實設(shè)備和崗位工作過程情境的煤礦電氣設(shè)備資源平臺，為東北地區(qū)涉煤職業(yè)院校提供了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，為推動兄弟院校開展職業(yè)資格技能培訓(xùn)和鑒定提供了良好的教學(xué)手段，輻射帶動職業(yè)教育教學(xué)水平均衡化發(fā)展。

三、“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式的實施過程

1.“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式的方法設(shè)計

筆者所在學(xué)院在“采區(qū)機電設(shè)備實訓(xùn)”教學(xué)過程中，采用循序漸進的科學(xué)方式，將實訓(xùn)教學(xué)階段劃分、實訓(xùn)教學(xué)載體設(shè)計等方面有機結(jié)合，將虛擬仿真實訓(xùn)與實操實訓(xùn)分階段、交替實施。即將實訓(xùn)教學(xué)劃分為虛擬仿真、實操等不同階段，再根據(jù)實訓(xùn)課題、實訓(xùn)項目的特點，按照“實操—虛擬仿真—再實操”或“虛擬仿真—實操—再虛擬仿真”的模式進行。在虛擬仿真中理解，在實際操作中鞏固，在反復(fù)訓(xùn)練中提高。

2.“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)的交替融合過程

“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)的交替融合過程，以如下兩個項目為例進行說明。

項目一：礦用隔爆啟動控制設(shè)備的安裝與檢修，包含以下3個任務(wù)。

任務(wù)1，礦用隔爆啟動控制設(shè)備的概述;

任務(wù)2，礦用隔爆啟動控制設(shè)備的安裝操作;

任務(wù)3，礦用隔爆啟動控制設(shè)備的故障檢查及處理方法。

任務(wù)1的目的是了解設(shè)備的型號、內(nèi)外結(jié)構(gòu)及電氣系統(tǒng)。其中型號及外部結(jié)構(gòu)可以從設(shè)備上看得到，先采用實物教學(xué)，學(xué)生通過觀察，對設(shè)備型號、外部結(jié)構(gòu)有了直觀印象;設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電氣系統(tǒng)從實物外部是看不到的，就轉(zhuǎn)入第二階段的虛擬仿真實訓(xùn)過程，通過虛擬實訓(xùn)認識、理解后，再剖析實物進一步鞏固。

任務(wù)2和任務(wù)3是礦用隔爆啟動控制設(shè)備的安裝操作、故障檢查及處理方法。如果直接操作，不但難以滿足工藝要求，而且可能因操作失誤損壞電氣設(shè)備。因此，可以先進行虛擬實訓(xùn)，使學(xué)生對安裝工藝、安裝過程進行必要的了解，第二階段再進行實操實訓(xùn)。有了虛擬仿真實訓(xùn)的基礎(chǔ)，再進行實物安裝操作時，就會大大降低設(shè)備損壞的可能性，確保高效、高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)。

項目二：采煤機電氣控制線路的安裝與調(diào)試。

煤礦綜合采煤機是大型礦山機電設(shè)備，一臺價值幾千萬元，其電氣控制線路非常復(fù)雜，因此安裝與調(diào)試實訓(xùn)不便于在真實設(shè)備上進行，這一直是困擾礦山機電專業(yè)大型設(shè)備教學(xué)實訓(xùn)的難題。筆者所在學(xué)院與合作企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的綜采機械電氣控制虛擬仿真實訓(xùn)軟件，較好地解決了這一問題。

第一階段進行虛擬仿真實訓(xùn)。學(xué)生在計算機上按照實訓(xùn)軟件的提示，對采煤機的電氣控制線路進行虛擬安裝與調(diào)試，通過與軟件的互動，反復(fù)練習(xí)，很好地掌握了虛擬環(huán)境下的操作技能。第二階段安排在一體化教學(xué)工作室中進行，模擬安裝與調(diào)試。這一階段教師給出具體工作任務(wù)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下自主設(shè)計電路并進行安裝與調(diào)試，提升學(xué)生的裝調(diào)能力及安裝工藝水平。經(jīng)過這兩個階段的訓(xùn)練，學(xué)生裝調(diào)技能基本成熟，進入到第三階段的實際訓(xùn)練。學(xué)生掌握了在虛擬仿真實訓(xùn)和模擬實訓(xùn)中形成的技能，在學(xué)校模擬礦井內(nèi)真實的綜合采煤機上進行實操實訓(xùn)，實現(xiàn)了教學(xué)過程與崗位工作過程的有效對接。

“虛實結(jié)合”的教學(xué)模式并不是簡單的虛實相加，更不是一成不變的模式，而是一個優(yōu)化融合的過程。虛擬實訓(xùn)可以讓每位學(xué)生都有獨立思考和操作的機會，既突出學(xué)生的主體作用，又可為重復(fù)練習(xí)提供便利條件。而實物實訓(xùn)的最大優(yōu)勢在于既培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作精神。

在采區(qū)機電設(shè)備實訓(xùn)的實踐教學(xué)中，通過探索和實踐，有效地將虛擬仿真實訓(xùn)與實操實訓(xùn)相結(jié)合，充分利用虛實結(jié)合的教學(xué)模式，發(fā)揮了兩種實訓(xùn)模式的優(yōu)勢，解決了實訓(xùn)設(shè)備和實訓(xùn)經(jīng)費不足的問題及現(xiàn)場實訓(xùn)的高危險性問題，降低了成本，提高了實訓(xùn)教學(xué)的效率和效果。

運用信息化資源進行虛擬演練，配以現(xiàn)場實物訓(xùn)練，不僅創(chuàng)新了載體，凸顯了教學(xué)中學(xué)生的主體地位，更重要的是創(chuàng)設(shè)了虛擬實物的情境，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣及主動學(xué)習(xí)的熱情?！皬奶摰綄?、以實為本”，只有做到對真實設(shè)備的完全掌握，才能掌握真正的職業(yè)核心技能，形成與職業(yè)工作崗位很好的對接。

四、實施“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式的保障

1.設(shè)備設(shè)施資源保障

要想搞好虛擬仿真教學(xué)，虛擬仿真實訓(xùn)教室、信息化教學(xué)資源、健全的設(shè)備設(shè)施是教學(xué)實施的資源保障。

2.師資能力保障

教師的實踐動手能力、軟件應(yīng)用能力、將真實工作任務(wù)轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容的能力，是實施“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式的師資能力保障。

3.教學(xué)機制保障

完善的教學(xué)設(shè)計方案、健全的實訓(xùn)教學(xué)管理機制及配套的教學(xué)文件是實施“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式的教學(xué)機制保障。

五、“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式的成效及推廣

1.破解了實踐教學(xué)難題

一是用有限的資金投入，解決了實訓(xùn)場地、實訓(xùn)設(shè)備不足，實訓(xùn)場所高危險性的難題。學(xué)校虛擬仿真實訓(xùn)室可同時供120名學(xué)生實訓(xùn)教學(xué)使用，每人一機，指導(dǎo)教師與學(xué)生利用局域網(wǎng)交互，實訓(xùn)在舒適安全的環(huán)境中進行。二是可以根據(jù)學(xué)生不同的學(xué)習(xí)能力和基礎(chǔ)，開展分層教學(xué)，因材施教。

2.促進了學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

運用“虛實結(jié)合”教學(xué)模式進行教學(xué)，學(xué)生不再是知識的被動接受者，而變成知識的主動探究者，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力顯著增強。該專業(yè)學(xué)生多次在集團公司技能運動會上取得佳績，在“華晨杯”沈陽技工院校職業(yè)技能大賽維修電工組及全國職業(yè)院校“淮北礦業(yè)杯”綜采電氣設(shè)備維修項目比賽中都取得優(yōu)異成績。

3.提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

運用“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式，學(xué)生不再是面對枯燥的硬件設(shè)備，而是面對動畫片式過關(guān)方式的仿真軟件，增強了對學(xué)生的吸引力。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)也可以像玩游戲一樣輕松，自然就解決了學(xué)習(xí)興趣不濃的問題。

4.增強了項目的可推廣性

虛擬仿真實訓(xùn)項目集中了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，投入后教學(xué)質(zhì)量顯著提升。礦山機電專業(yè)年均實訓(xùn)總成本消耗節(jié)省近1/4，虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)低成本消耗、高效率產(chǎn)出的優(yōu)勢增強了項目推廣的吸引力。

六、體會與思考

“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式改革不是一項簡單的工作，它需要對人才培養(yǎng)方案、教學(xué)計劃、方法手段、課程設(shè)置、實訓(xùn)基地建設(shè)、考核評價體系等諸多方面重新進行設(shè)計，需要構(gòu)建以“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式為核心的教學(xué)體系。要深入推進虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)模式改革，還需要在以下方面繼續(xù)努力。

1.進一步提升信息化教學(xué)資源的針對性、實效性

信息化教學(xué)資源開發(fā)的內(nèi)容與企業(yè)崗位工作任務(wù)的對接面還需進一步擴大，對接點還需更加具體，提升軟件開發(fā)設(shè)計的針對性、實效性。在今后的教學(xué)實施中，進一步吸納企業(yè)參與信息化教學(xué)資源的升級改進，利用企業(yè)資源更好地實現(xiàn)專業(yè)教學(xué)過程與煤礦崗位工作過程及關(guān)鍵技術(shù)的完美對接。

2.進一步完善“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)的交替過程

在推進“虛實結(jié)合”實訓(xùn)教學(xué)模式改革過程中，如何將學(xué)習(xí)任務(wù)中的知識、能力、過程密切銜接，實現(xiàn)“虛與實”過程完美交替、有效融合，是一個值得進一步探討的問題。既要發(fā)揮設(shè)備、信息化資源優(yōu)勢，又要充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，使 “虛與實”相互融合，才能達到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的。

（作者單位：遼寧煤炭技師學(xué)院）