田文君 孫志強(qiáng) 王田戈

摘?要：隨著國家對職業(yè)教育的愈加重視和高速鐵路的快速發(fā)展，如何高效培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的高素質(zhì)人才是高職院校面臨的首要任務(wù)。將虛擬仿真技術(shù)引入職業(yè)教育中，以“牽引變電所運(yùn)行及維護(hù)”課程為例，模擬牽引變電所的實(shí)際運(yùn)行情況，構(gòu)建過程性考核N+1評價體系，并在教學(xué)過程中實(shí)施了該評價體系，通過對參與該評價體系的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查問卷分析，說明該評價體系可行且有效。

關(guān)鍵詞：職業(yè)教育;虛擬仿真平臺;過程性考核;牽引變電所

中圖分類號：TM401

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。要優(yōu)化職業(yè)教育類型定位，深入推進(jìn)育人方式，加大校企合作，探索符合職業(yè)教育特點(diǎn)的評價方法，培養(yǎng)更多高素質(zhì)技術(shù)技能人才。隨著高速鐵路的快速發(fā)展，現(xiàn)有人才規(guī)模與用工需求的矛盾日益凸顯，鐵路相關(guān)專業(yè)人才需求增多，尤其是現(xiàn)場優(yōu)秀的操作人員數(shù)量需要進(jìn)一步增大。從只具備理論知識到具備實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)需要一段很長時間，這對于用工單位來說耗時耗力，所以鐵路職業(yè)院校肩負(fù)著培養(yǎng)鐵路高技能高素質(zhì)人才的重任[1]。在人才培養(yǎng)過程中，以需求為導(dǎo)向，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的工作情況制訂培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容實(shí)施過程中如何“教”影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，如何“考”決定了是否能有助于促進(jìn)老師“教”和學(xué)生“學(xué)”。讓教學(xué)更加生動貼合實(shí)際，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度且學(xué)而不厭，讓考核方式更加有效合理是現(xiàn)階段教學(xué)改革的主要目的[2]。因此有效合理的教學(xué)方法和教學(xué)評價體系是提高教學(xué)質(zhì)量、客觀檢驗(yàn)學(xué)生掌握知識技能程度及調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的重要保障[3]。

一、“牽引變電所運(yùn)行及維護(hù)”課程特點(diǎn)及存在問題

“牽引變電所運(yùn)行及維護(hù)”課程[4]系統(tǒng)地介紹了牽引變電所的設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、主接線形式、倒閘操作等，是一門與牽引變電所值班員工作內(nèi)容息息相關(guān)的專業(yè)核心課程。通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生具備牽引變電所檢修作業(yè)程序的基本知識和技能，對學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成及畢業(yè)后從事牽引變電值班員工作奠定良好的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐支撐。但由于課程涉及的設(shè)備種類繁多，學(xué)生對設(shè)備認(rèn)知和運(yùn)行維護(hù)只能通過觀看相關(guān)圖片和視頻來加深印象;一次主接線圖復(fù)雜，大部分學(xué)生面臨著識圖困難的問題;倒閘程序嚴(yán)格、步驟多，學(xué)生需要掌握的知識點(diǎn)龐大且具體。

在傳統(tǒng)的教考模式下，總評成績由期末考試成績和平時成績構(gòu)成，其中期末考試成績占70%，平時成績占30%（由課堂表現(xiàn)、出勤、作業(yè)答疑三部分組成）。整個教學(xué)過程中大部分課時是由老師獨(dú)自講解、演示，學(xué)生參與度不夠，進(jìn)而感到所學(xué)內(nèi)容枯燥乏味。部分學(xué)生臨時抱佛腳突擊復(fù)習(xí)也能有一個不錯的考試成績，但對知識點(diǎn)的掌握和應(yīng)用并不牢固，對重點(diǎn)和難點(diǎn)容易遺忘，不能全面及時客觀反映學(xué)生的技能水平?，F(xiàn)場學(xué)習(xí)是在所有教學(xué)內(nèi)容結(jié)束之后在實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)上進(jìn)行，成本高、跨度時間長，理論知識跟實(shí)際工作狀況不能及時有效結(jié)合，而且有些故障只能在實(shí)際發(fā)生時才能得到實(shí)際操作的機(jī)會，導(dǎo)致部分學(xué)生不清楚所學(xué)內(nèi)容有何用途和意義，同時若因操作不當(dāng)引起設(shè)備損壞帶來的損失也會大大增加。

二、基于虛擬仿真平臺的過程性考核評價N+1體系的構(gòu)建

針對以上存在的問題，通過校企合作，引進(jìn)了教學(xué)—實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)，仿真畫面按照現(xiàn)場變電所的設(shè)備實(shí)物三維建模，并模擬牽引變電所實(shí)際工作狀況和運(yùn)行環(huán)境，便于學(xué)生能快速熟悉現(xiàn)場設(shè)備的布置和性能[56]。該仿真平臺可以提供多學(xué)員、多任務(wù)，同時進(jìn)行各種模擬技能訓(xùn)練，感受實(shí)際的現(xiàn)場氛圍，從而將實(shí)作訓(xùn)練考核轉(zhuǎn)換為虛擬練習(xí)考核，同時避免運(yùn)用實(shí)際系統(tǒng)時可能帶來的危險和高昂的代價。

根據(jù)現(xiàn)場具體的工作任務(wù)、教學(xué)大綱及牽引變電所虛擬仿真平臺，將教學(xué)內(nèi)容以單個教學(xué)項(xiàng)目的形式呈現(xiàn)，共有6個項(xiàng)目，如表1所示，每個項(xiàng)目的操作都是嚴(yán)格按照實(shí)際現(xiàn)場的巡視步驟和巡視風(fēng)險項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行，教學(xué)場所由課堂教學(xué)傾向于實(shí)驗(yàn)室虛擬仿真的場景教學(xué)。通過完整的巡視標(biāo)準(zhǔn)和路徑，使學(xué)生進(jìn)一步熟悉鞏固設(shè)備的組成、作用、運(yùn)行及維護(hù);通過對各類倒閘作業(yè)的練習(xí)，熟悉牽引變電所規(guī)范的倒閘作業(yè)流程。

表1中的各教學(xué)項(xiàng)目在虛擬仿真平臺上均有練習(xí)和考核兩種模式，在練習(xí)考核模式下每個項(xiàng)目的操作步驟均有提示，任務(wù)考核模式下的操作步驟沒有提示，每個操作步驟完成有相應(yīng)的得分，所有操作步驟都按要求完成，可得滿分100分。若操作過程中步驟有失誤，則扣除相應(yīng)分?jǐn)?shù)，最后由虛擬仿真平臺計(jì)算總分。

在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建過程性考核評價N+1體系。該評價體系由過程性考核成績和期末考試成績兩部分組成，N代表過程性考核成績，占總評成績的50%，1代表期末考試成績，占總評成績的50%。過程性考核成績N包括考勤答疑、作業(yè)提問、練習(xí)考核、任務(wù)考核四個部分，各部分比重如表2所示，可以看出練習(xí)考核和任務(wù)考核占比較重。在練習(xí)和考核模式下，各模擬實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目所占的比重如表3所示。

在每個課堂教學(xué)項(xiàng)目結(jié)束之后，安排學(xué)生以小組為單位，首先上機(jī)練習(xí)、考核，且上機(jī)練習(xí)次數(shù)和考核次數(shù)不受限制。若小組成員考核成績不合格或不滿意，通過查找相應(yīng)步驟扣分點(diǎn)，針對性地反復(fù)學(xué)、反復(fù)練、反復(fù)考，直到合格并滿意為止，然后計(jì)算小組各成員的平均考核成績，最后統(tǒng)計(jì)各組的平均考核成績。通過課堂教學(xué)和虛擬仿真平臺上兩種模式的交替進(jìn)行，循序漸進(jìn)完成每個教學(xué)項(xiàng)目。在整個過程中，老師可以通過虛擬平臺實(shí)時查看學(xué)生的模擬實(shí)訓(xùn)情況，對普遍出現(xiàn)的問題在課堂上強(qiáng)調(diào)講解，對個別有問題的學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)答疑輔導(dǎo)。

結(jié)合2020—2021第一學(xué)期課程安排，在鐵道供電技術(shù)1902班（共40人）實(shí)施了該評價體系。將學(xué)生分成10個小組，每個小組4個人，經(jīng)過一個完整的學(xué)期，在學(xué)期末統(tǒng)計(jì)虛擬仿真平臺下6個項(xiàng)目的練習(xí)、考核次數(shù)及平均上機(jī)次數(shù)如圖1所示，成績?nèi)鐖D2所示。

由圖1可以看出，每個項(xiàng)目上機(jī)操作次數(shù)達(dá)到2次以上，尤其是1號主變壓器的上機(jī)次數(shù)達(dá)到3.1次/人之多，這是因?yàn)橹髯儔浩髟跔恳冸娝衅鹬餍呐K的作用，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難，引起了大部分學(xué)生的興趣和注意。通過多次的上機(jī)練習(xí)、考核更進(jìn)一步鞏固了對設(shè)備的認(rèn)知和對倒閘規(guī)范流程的掌握。由圖2可以看出經(jīng)過多次練習(xí)和考核后，6個項(xiàng)目的最終考核成績均有大幅提升，且在最終的期末考試中，絕大部分同學(xué)卷面成績達(dá)到70分以上，“教”“學(xué)”效果明顯。

三、調(diào)查問卷

在基于虛擬仿真平臺的“牽引變電所運(yùn)行及維護(hù)”課程過程性考核N+1評價體系試行之后，對參與該方法的同學(xué)進(jìn)行了問卷調(diào)查。調(diào)查結(jié)果如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4的問卷結(jié)果可以看出，絕大部分同學(xué)可以接受該評價體系，認(rèn)為最終的成績可以體現(xiàn)真實(shí)的學(xué)習(xí)情況，過程性考核的占比分配合理，且對自主學(xué)習(xí)能力的提高有幫助，并能將過程性考核的壓力轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的動力。

四、總結(jié)與反思

借助虛擬仿真平臺，通過一個學(xué)期過程性考核評價體系的實(shí)施，使學(xué)生更加直觀、立體地理解了牽引變電所實(shí)際的運(yùn)行情況，也客觀反映了大部分學(xué)生能很好地掌握教學(xué)大綱要求的知識點(diǎn)。由于整個教學(xué)過程處于教—練—考……教—練—考的模式，學(xué)生始終保持一種清醒緊張的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而引導(dǎo)學(xué)生改善學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方式，變被動式學(xué)習(xí)為主動式，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力;學(xué)生能及時查缺補(bǔ)漏、取長補(bǔ)短，激發(fā)學(xué)并針對具體問題給出相應(yīng)的解決辦法;小組成員之間相互督促、學(xué)習(xí)，培養(yǎng)溝通團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力;仿真平臺的反復(fù)使用提高了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的利用率。

隨著社會需求的變化，虛擬仿真平臺還需進(jìn)一步更新;通過對過程性考核中出現(xiàn)的問題和每次考核成績的分析，該過程性評價體系的各個細(xì)則還需不斷優(yōu)化和完善。

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基金項(xiàng)目：渭南市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2020ZDYFJCYJ177）

作者簡介：田文君（1985—?），女，甘肅民勤人，碩士，講師，研究方向：電力電子與電力傳動。