“线上线下虚实结合”在高职理实一体课程中的应用

陈孝伟 邵联合 黄桂梅 许红兵

摘要：本文以《控制装置安装与检修》理实一体课程为例，说明在混合式教学大背景下，结合真实和虚拟的仿真设备对学生进行理论和实操的训练，同时将第一课堂知识纵向延伸至第二课堂，达到了较好的学习效果。

关键词：混合教学;虚实结合;理实一体;第二课堂

《控制装置安装与检修》是电厂热工自动化专业的一门专业核心课程。在保定电力职业技术学院的麦克斯年度质量报告中，毕业生连续几年的反馈情况是该课程对于学生的工作重要度很高，而学习的满足度相对较低。针对这种情况，《控制装置安装与检修》课程组对课程内容进行整合改进，在理论教学方面采用线上线下混合式教学模式，提高学生的自主学习能力。在实操方面，以自主研发的实践平台为载体，辅以交互式仿真系统，更大限度的与现场对接，提升学生的职业素养。同时积极开拓第二课堂，将第一课堂知识纵向延伸至第二课堂，拓展学生思维，带动教师、学生科研能力的提升，达到了较好的学习效果。

一、混合教学，提高学习效率

混合教学模式在实施过程中，需要从教学的7个要素进行混合教学模式，不仅需要考虑线上线下虚实交替的关系，还要考虑这七要素对混合式教学模式的影响，比如教学目标，教学方法，教学组织形式，教学环境等。在《控制装置安装与检修》课程改革中，從课程标准，教学方法和教学组织形式均进行了调整。首先实现了项目化教学，对课程的内容进行调整，设置五个教学项目，项目间的逻辑关系为：综合→具体→综合，任务间的逻辑关系为认识→校验→安装与投运→故障检修，由易到难，由简单到复杂。同时根据企业调研、毕业生反馈修订了的人才培养方案和课程标准确定教学目标。教学目标是否达成，必须有对应的评价标准，做到可评可测。在课程实施过程中，以优慕课app为平台，采取“学、做、教”一体化教学模式，充分发挥学生主体地位，通过课前自学、课中导学、课后助学，自主学习能力增强。

（一）课前部分

课前教师在平台上传资源、布置任务，师生交流互动;根据课前自测、作业评价，及时反馈学习情况，确定学生学习中的难点，便于教师调整教学策略。学生则完成课前准备，利用手机APP在线学习，完成课前自测。

（二）课中导学

在教学环节的组织方面主要包括以下四个环节：（1）课前回顾：分析自测和答疑情况，引出本次任务的难点。（2）情境引入：通过情境引入，激发学习兴趣，快速进入岗位学习状态。（3）任务实施：该环节是整堂课的核心，学生通过观看微课、视频，自主探究、合作学习，解决操作过程中存在的问题。教师在此过程中巡回指导，遇到共性问题集中解析。（4）自测归纳：在线检测学习目标的掌握程度，分析自测结果，指出改进方向，保证学习效果。通过“画思维导图”等活动，也可锻炼学生归纳能力，开阔思维，提升文字能力，此环节师生共同完成。

（三）课后助学

（1）巩固提高：教师、学生利用优慕课互动交流，答疑解惑;预习了解下次课任务。（2）迁移拓展：锻炼学生技能迁移和搜集资料的能力，拓展专业知识。线上自主学习、线下实践体验，教室即现场，学习即工作;规程引入课堂，案例激发兴趣、动画展示结构，视频规范操作、微课突破难点、实战积累经验。与往届学生相比，参与的主动性得到了增强。同时操作的规范性得到了强化，工作的责任心得到了培养，解决问题的能力也得到提升。

二、虚实结合，提升职业素养

以真实任务为主线，真实设备为载体，仿真系统及信息化手段为辅助，锤炼了学生的实践技能。学-做-教的教学模式激发了学生的学习热情，主动学习、创新学习、快乐学习。理实一体课程是理论与实践相结合的一门课程，理论方面采用了翻转课堂的教学模式，能调动学生的学习积极性，达到较好的学习效果。在实操方面，以自主研发的实践平台为载体，配以交互式仿真系统，让学生能够随时随地进行操作。整个课程设计是以自主研发水箱水位控制实践平台为载体，将测量，变送，控制及执行机构完整的复制现场。学生可在系统上进行设备的校验，操作及安装，与工作现场零距离。但是仅靠真实的实践平台教学效果不佳，究其原因，有以下几点：一，正常的安装，投运等工作能够很好地满足学生的要求，但是很难在设备上进行故障的设置，即使设置其种类也有限且容易造成设备损坏，学生很难从全局上掌握故障处理方法，实训教学效果不佳：其二，实训设备由于投资大、占地面积大等，其台件数不能满足学生的实际操作需求，容易造成多人围观的现象，实训效果不理想：其三，受时间、空间限制，存在安全隐患等，设备运行效率较低，经常出现人等设备或设备等人的情况：而且，由于课程时间的限制，学生可能在没有完全熟悉设备的情况下就操作设备，存在一定的设备安全隐患和人身安全隐患。因此，为了解决这些问题，我们在实践平台的基础上，引入了交互式故障处理系统，将目前现场可能存在的故障加入故障库，学生可以在虚拟平台根据故障现象进行故障的判别及处理，这样学生的学习可以不受时间和空间的限制，可以随时随地无限次的进行故障处理学习。而对于系统投运方面可能存在的问题，教学团队研发了基于虚拟DCS的仿真教学系统，学生可以在仿真系统上搭建各种控制系统并且进行控制器的整定及投运，等学生掌握了整定及投运技巧后再进行实际系统的投运，这样避免了可能存在的设备安全隐患，也能把实践平台的利用率大大提高。虚拟系统的引入，补充了实践平台的不足，解决了实验室场地局限、设备不足、利用率不高、实训教学效果不佳等教学难题，不仅大大地提高了实验设备的使用效率，而且能使学生通过“虚实结合”实验，从全局掌握，达到“以虚补实、以虚促实”的教学效果。

三、第二课堂，促进师生科研

在国家大力提倡大众创业，万众创新的形势下，促进学生创新创业能力培养和提高就业质量显得尤为重要。在进行教学改革、人才培养模式更新时，应设计科学合理的教学体系，明确第一课堂、第二课堂所承载的功能与各自的定位，第二课堂与其相互补充、相互作用，使学生的主体课程设置与实践活动安排相结合，有意识的、卓效的增强专业能力。学生课堂上的学习大部分同学都能够掌握。如何提升和拓展学习能力突出的同学的专业能力，是我们开展第二课堂的目的。《控制装置安装与检修》课程的第二课堂以实践平 台及虚拟交互仿真系统为载体，让学生在原来的基础上进行拓展和补充，提升学生能力。对于实践平台，系统操作时总会有这样那样的情况出现，让学生在故障出现时积极地去分析并处理，加强学生学习。故障排除永远是个难点，在交互式虚拟平台上，构建的典型故障有限，但是，现场故障是复杂多变的，引导学生和教师一起进一步丰富故障资源库，构建虚拟平台，灵活组建检测控制系统，模拟更多故障，提升故障排除能力，提升教师和学生的科研能力。基于虚拟DCS的仿真系统，仿真软件模拟现场操作，体验现场真实场景，但模型类别少，不利于拓展学习，在第二课堂让学生进行在学习的基础上进一步丰富完善，让学生学以致用。第二课堂是第一课堂的延伸和补充，因此，考核评价是在第一课堂的基础上进行加分来实现的，这也是分层教学的一部分。

四、结论

教学改革以线上线下混合式教学为基础，学-做-教的教学模式激发了学生的学习热情，主动学习、创新学习、快乐学习。在实训条件方面，传统的实践平台和虚拟仿真相结合打破了学生实践空间和时间的限制，能够达到很好的教学效果。第二课堂的开展，不仅能够改善教学条件，丰富实践内容，保证项目化教学的有效落地，也助力教师的职业成长，带动了教师、学生科研能力的提升。

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