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信息技术与职业学校 电子技能实训教学深度融合之探索 ——以《万用表的组装与调试》信息化实训教学系统为例

2020-09-17 12:08:57


摘要:
积极推进信息技术与电子专业实训教学深度融合,有助于破解困扰当前职业学校电子技能实训教学中存在的问题,结合《万用表的组装与调试》教学案例分析,关键在融合时做到针对性、拓展性、易用性、系统性和开放性。

关键词:信息技术;电子专业;实训教学;深度融合

*职业学校电子技术应用专业技能课程信息化教学模式的实践与研究”(2015LX059)的成果之一。

如何利用信息技术改善教学和学习方式,提高教学效率是当前职业教育教学改革的重要内容。,为教师将信息技术与专业课程教学的深度融合的提供了政策保障。

职校电子专业主要是培训直接从事生产、服务、操作、技术和管理一线的应用型人才,因此电子专业技能尤为重要,主要包括熟悉使用常用仪器仪表的能力、元器件识别和检测能力、电路安装调试与分析能力、故障排除能力等,掌握上述专业技能,实训教学最为关键。

一、当前职校电子技能实训教学存在的困惑

学生电子技能的掌握往往经历一个复杂的过程,需要通过大量的实训,实现由易到难、由浅到深、由单一技能向综合技能、由感知到领悟的转变。但在电子技能实训教学中,老师感觉难教、学生感觉难学、教学效果很难保证等现象普遍存在,突出表现在以下几方面:

(一)老师重点很难教透。电子专业方面的实训涉及到难点和重点很多,比如根据色环读出电阻的阻值、三极管类型及其管脚的测别、焊接的基本流程及技巧、电路原理图的识别、集成块的分脚、故障分析与排除、安全注意事项等等,这些既是实训中的基本技能,也是整个过程中的各个关键环节,而实际上,大多数学生往往对某个和多个难点重点掌握不全,知识点和相关技能弱缺现象严重。由于时间和条件有限,老师很难把各个难点讲透,即使提及了,也很难有条件让学生提前反复练习、熟悉于心,因此许多老师在实训教学中,往往有心有余而力不足的感觉。

(二)学生兴趣很难培养。电子技能实训需要系统掌握的知识很多,零散的知识点也很多,学生只要有一个知识点不掌握、一个环节跟不上,就会影响整个实训过程;另外传统的实训手段单一、繁枯无味,因此一到实训课,知识点薄弱和操作能力弱的学生往往表现为自信心不足、心里惧怕、忐忑不安,要么停在某一个关键点卡住,等待老师解决;要么就机械模仿其他学生,别人做什么,自己做什么,脑海没有一种清晰的步骤感;要么就不停地问其他学生,既打扰别人操作,又容易跟不上整个实训的节奏等等;可以说,相当一部分学生对实训的兴趣普遍不高,有畏难情绪,存在蒙混过关的心理。

(三)动手能力很难提升。职业教育的特点,就是要注重对学生实用、实训和应用等方面训练,不断培养出社会所需的一线技能型和应用型人才,因此对学生动手操作和专业技能的要求很高。尽管各个职校每年都安排大量课时让学生参加实训,但实际效果并不尽人意,主要原因是近年来,学生整体素质和个人求知欲普遍下降,对关键知识点严重缺失。比如在电子技能实训中,有的学生单单在读电阻值、测三极管等方面就花了大量的时间,部分学生在故障排除环节等方面反复纠结,许多学生稀里湖涂就完成了实训,实际收获并不大。由于时间、场所受限,学生事前事后缺少反复练习、反复操作的机会,实际动手能力很难有大的提升。

(四)教学效果很难评估。一方面,在实际环境中,由于老师怕出安全事故、实训室怕损坏元器件、学生怕跟不上节奏,多方都很难放开手脚,因此教学效果很难保证。另一方面,由于学生不停地问,老师忙着提醒指导,一堂实训课下来,老师很难知道哪些学生真的掌握了实训技能,哪些学生还存在某些不足等等,没有一个科学的评估体系来体现整个实训的效果、来显示每位学生的能力素质和薄弱环节等。

(五)实训内容很难拓展。职校电子专业开展技能实训,最主要的目的就是培训社会所需要电子电工方面的人才,因此实训内容必须与时俱进、举一反三,适时拓展相关专业知识,不断开阔学生眼界,增强与社会实际相融合的能力。比如工厂实际生产的场面、新型元器件的测别、贵重精密仪器和仪表的使用、模拟发生安全事故的场景等等,这些时代性和实战性都很强,很难通过传统的实训手段达到目的,必须借助先进的信息化手段来拓展。

二、推进信息化与实训教学深度融合的展望

对于传统实训的局限性,许多职业教育界的有识人士都有了深刻的认识并作了许多有效的探索。尤其是近年来,随着信息化技术的蓬勃兴起和发展,教学手段发生了翻天覆地的变化,许多职校电子专业的老师,不断将信息化技术应用在教学中,取得了良好的实际效果。笔者认为,在新的形势下,将信息化与实训教学深度融合,来破解传统电子技能实训中的困惑,已经具备成熟的条件并有广阔的前景。

(一)推进两者深度融合,在电子实训教学中已经有广泛的需求。前面我们已经谈及,在职校电子技能实训教学中存在诸多的困惑,这是制约实训效果和学生技能水平提升的瓶颈。近年来,笔者一直探索将信息化在电子技能实训中的运用,其间越来越深切地体会到,我们电子专业的实训要想走出困境、突破瓶颈,就必须紧紧抓住信息化的机遇,利用其虚拟功能对实训过程进行仿真教学,满足规模教学的要求,弥补常规实训器材仪器的不足,方便知识拓展,大大节省设备投资成本;学生通过虚拟仿真软件反复演练,不仅能提高初学者的技能水平、操作规范,还降低了实训操作的事故率,大大提升了实训效果。在实际教学中,广大职校的师生对将信息化与实训相融合也表现出极大的兴趣和期待。

(二)推进两者深度融合,在职校电子专业中已经有坚实的基础。息技术历来与电子技术与生俱来、相互促进、同步发展,而且电子方面的知识也易于用信息化手段来呈现表达,因此对于信息化在教学中的运用,电子专业的老师一直是这方面的先行者、主力军。近十年来,许多专业老师利用PPT、Flash、Web、Authorware的多媒体CAI等技术,来制作课件或多媒体授课软件,受到了学生的青眯,取得了非常好的效果。这些专业老师已经具备非常坚实的信息化技术基础,在无形中成为信息化的学习者、推广者和使用者,因此,推动信息化技术在职校电子专业实训中的运用,促进两者在更深层次结合,目前各个职校有这个基础、有这个条件。

(三)推进两者深度融合,在各个职业学校中已经有明显的趋势。近年来,,提到了要加快职业教育信息化建设,支撑高素质技能型人才培养,其中尤其强调要推动职业教育实践教学水平显著提升,提高虚拟实训软件数量、应用满意度、专业覆盖面和教师教育技术职业能力考核通过率,促进虚拟仿真实训教学软件、实训基地与国家重点产业和战略性新兴产业的对接等。可以说,10年发展规划的公布,使职业教育迎来了信息化的春天,各个职校明显对信息化的推广和运用普遍重视,都将其纳入学校中长远发展规划,许多学校纷纷组织或激励优秀老师参加各类信息化教学大赛,以赛促用。少数有前瞩性的职校已经研发出功能强大的虚拟仿真实训系统并投入运用,成为信息化运用的领跑者和示范者。综观目前各个职校发展态势,将信息化与实训相融合的趋势越来越明显。

三、信息化与实训教学有效融合的案例分析

近年来,我们淮安高级职业技术学校非常重视信息化在实训教学中的运用,组织专门力量开发出《万用表的组装与调试》信息化实训教学系统,以此来突破电子专业实训中的难点和重点。笔者作为参与其中的开发者和运用者,深感这套系统的功能强大和实训便利,现简要介绍如下,希望能对同行有所启发,更希望能进一步推动信息化在职校实训教学中推广和运用。

(一)开发背景。万用表是电工必备的仪表之一,应用范围广泛,每个职校电子专业的学生都应该熟练掌握其工作原理及使用方法。在传统教学中,学生很难有机会反复练习、反复操作。本系统以万用表的组装、调试与故障排除作为示范,充分运用现代媒体技术,将知识体系与职业技能体系整合于一体,使学生在轻松愉快的氛围中学习。



图1:主要登录界面,分教师身份和学生身份登录


(二)技术支撑。
本系统的核心技术为在线虚拟现实技术(Web3D),它综合了虚拟现实技术、计算机图像技术及网络技术优势,能够创建一个基于互联网的虚拟世界,使用者可以通过互联网络,获得和真实世界一样的真实体验。

(三)主要功能。经过2年的实践,《万用表的组装与调试》信息化实训教学系统取得了良好的教学效果,主要体现在五个方面:

1.学生分析电路的能力大大提高。学生利用电路分解参考图,在学习过程中随时查询各档位的单项结构原理图,学生分析和理解电路的能力得到有效提高,由以前只学会安装万用表,到现在能理解万用表的测量原理的转变。

图2 学生通过多媒体动画和音频讲解,

学习万用表各挡位的电路组成结构。


2.
元器件的检测识读能力大大提高。学生可以在虚拟教学平台学习元器件检测和识别的方法,并进行仿真练习,使学生对元器件的识读能力和检测能力大大提高

3.万用表的安装的成功率大大提高。学生通过在虚拟教学平台反复进行仿真练习,使学生在实际操作之前就已经基本掌握操作方法,使万用表安装的成功率大大提高,由传统的成功率50%提高到90%左右。

图3 学生根据电路安装图,在虚拟教学系统的

电路板上模拟仿真插接元器件,进一步熟悉电路板。


4.
学生故障分析和排除能力大大提高。学生安装的万用表在产生故障后,可以先在虚拟教学平台仿真排除故障,从而逐步掌握故障排除的方法与步骤,再进行实物操作,大大提高学生排除故障的能力。

5.实训评估和教学水平大大提高。该信息化实训系统反馈实时,利于教师和学生及时掌握学习进程并调整教与学的策略。开发试题库,可以自动生成试卷,学生练习测试后自动生成成绩。全面评估实训效果,教师通过后台,可以查看学生在元器件识读、电路分析、仿真实训内容等环节的学习信息。

图4 系统对学生的实训情况进行全面评估


(四)效果评估。
本信息化实训系统根据教学需要不断摸索,边开发边试用和使用。通过由繁到简分解电路,解决学生分析电路困难的问题;学生虚拟教学平台,通过反复虚拟仿真练习,不仅提高安装的成功率,还突破故障排除这一教学难点;通过视频教学,学生直观清晰地看清操作过程并能反复学习。从而实现教学做合一。通过该软件的辅助教学,将本教学内容由原来的18到24课时缩短到5到8课时,不仅大大提高了教学效率,还提升了学生的学习兴趣和教学效果,大幅提升学生的动手能力,并增强学生掌握知识的系统性的能力。

四、信息化与实训教学深度融合的几点启示

对于上述《万用表的组装与调试》信息化实训教学系统,笔者亲自参与流程设计、脚本编写和试用修改等,历时近一年的时间。从目前实际运用效果来看,师生的反映都非常好,应该说这套系统很适合当前职校电子技能实训教学。在参与研发和使用的过程中,笔者对信息化与实训教学深度融合有几点深刻体会,愿与各位读者分享:

(一)要有针对性。信息化实训系统不能大而全,一定要专而精,有针对性。如果片面的追求内容全、功能多,既增加了系统操作的复杂性,又背离仿真系统是针对重点难点设计的原则。因此我们一定要针对教材上的重点和难点,有针对性的开发相关实训系统。

(二)要有拓展性。信息化实训系统的开发是一项工作量很大的工程,需要大量的人物、财力的投入,不可能一有新的变化就推翻重来。因此在设计的时候,就要考虑到既能保证方便修改编辑原有资源或添加新的内容元素,又能拓展新的功能,确保系统常用常新。

(三)要有易用性。评估一套信息化实训系统好不好,不但要看功能是否强大,更要看界面是否友好、操作是否方便、运用是否便利。因此需要我们专业老师与研发人员大力配合,一切从教学实际出发、主要以学生反馈为主,坚持边开发、边试用、边修改,直到系统安装起来顺利、老师教起来顺心、学生用起来顺手。

(四)要有系统性。信息化实训系统不是多媒体课件,必须有一整套仿真练习、故障分析、科学评估等严密细致的流程。因此在对系统进行顶层设计时,专职老师必须紧紧按照教材和大纲的要求,结合实训实际和经验积累,认真细化分解教学任务、科学设计系统流程、合理分配仿真环节,做到步步衔接、环环相扣,体现出科学性、系统性,避免走弯路。

(五)要有开放性。信息化实训系统应该具备网络开放功能,既能承载规模实训,又方便学生毕业后,通过学校网站后续学习。要充分考虑到系统使用环境的多样性和复杂性。如服务器端,是否能与Windows NT、Linux和Unix等系统兼容,客户端能不能都在Windows、Windowsxp、Windows Vista、Windows7等常见系统中正常运行等等,这些技术性要求,都要靠学校师生在不同的环境下进行严格的测试使用,及时将问题反馈给软件开发公司,确保系统性能可靠、开放安全。

作者简介:杨祾,淮安市高级职业技术学校教师。高级讲师,江苏省职业教育领军人才,电子电工专业学科带头人


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