基于信息技術的新型工程實踐教學模式

◆孟垂成 陳延坤

基于信息技術的新型工程實踐教學模式

◆孟垂成 陳延坤

隨著實踐教學改革的進行，信息技術因其先進性和可操作性成為新教學模式的主要工具和手段，在實踐教學中發揮著重要作用。以實際課程為例，重點闡述信息化教學在實踐教學中的應用及效果。

實踐教學；新型教學模式；信息化教學

傳統的實踐教學模式是“傳遞—接受型”的教學方式，以教師為主體，學生為受體，很少考慮對人才綜合素質的培養；再加上起初技術與設備落后，學生的工程實踐活動非常有限，學習內容也局限在本單位的認知范圍內，缺乏對大工程意識的認識，因此實踐效果一般。但是這種最直接的傳授方式的優點是其他方式不具備的，即通過授課教師可以向學生提供更大容量的知識，及時捕捉學生的思維動向，答疑解惑。

隨著科技的進步和人們教育觀念的不斷更新，一種新型教學模式進入實踐教學課堂。新教學模式是以建構主義為模版，在教育思想與理論指導下，基于以學生為主體、理論與實踐相結合的理念，借助一定的教學環境而建立起來的一套教學體系。其具備可操作性，鼓勵學生主動參與、樂于探究，培養學生獲取新技能的能力、分析和解決問題的能力以及交流合作的能力。顯然，新型教學模式的教學主體發生轉變，教師成為學生的合作伙伴，成為指導者，整個教學體系的中心是圍繞學生的素質和學習接受程度進行，注重學生的個體需求，最終使之理解當前所學內容的認知結構，即達到課程的終極目標——意義建構。學生成為意義的主動建構者，獲得知識的多少不再單純取決于教師講授內容的能力，而在于學生根據學習過程去建構有關知識的意義的能力。

隨著多媒體技術、網絡技術在我國的快速發展，現代信息技術成為新型教學模式的主要工具和手段。在新型教學模式下，教學設計不僅要考慮教學目標分析，還要考慮有利于學生建構意義的情境的創設問題，并把情境創設看作教學設計的最重要內容之一。而信息技術特有的情境交互方式，為建構主義教學理論的實施提供了理想的教與學的環境，課程的重點、難點更容易理解，學生學習積極性大大提高，而且能有效將內容由點到線、由線到面地貫穿起來，使之銜接緊密流暢，形成完整的鏈條，課程內容在學習過程中也容易進行深化、擴展，有利于學生發散思維的培養，教學質量有明顯提高。

現以中國石油大學（華東）石油工業訓練中心鉆井機械實訓課程為例，具體探討信息化實踐教學的實施過程，課程體系框架圖如圖1所示。

圖1 鉆井機械課程體系框架圖

1 環境建設

從設計的角度看，信息化教學要求學生主動探索以完成對所學知識的意義建構，這一切必須建立在完善的教學環境基礎上，環境建設包括教學資源和學習工具兩部分，簡單說就是硬件和軟件建設。

信息化教學需要的硬件基礎設施包括計算機、多媒體設備以及網絡等，另外就是實踐教學的應用設備及工具等。鉆井機械實訓課使用的是中心針對石油專業自主研發并制作的鉆機仿真模擬操作平臺，是學校石油工程訓練體系中的一部分。該鉆井平臺支持在操作系統的指揮下進行自動

和手動兩種方式的模擬動態運行，可直觀地表現出鉆井的全過程；其次還具備司鉆模擬操作的功能，方便學生了解司鉆在起下鉆桿時的正確操作；還設有井噴演示系統，學生可以觀察到井噴發生的全過程并分析發生的原因和應急處理措施。這套裝置的使用彌補了學生在油田現場實習不能動只能看的缺陷，且對于鉆井過程中遇到的嚴重事故通過感官的觸動產生一定的認識，提高學生的工作安全意識，并鍛煉他們分析和解決問題的能力。對應這套鉆井機械的各個系統，還設計制作了各組成部件的實物模型，用于課程的講解和拆裝練習。

作者：孟垂成，中國石油大學（華東）石油工業訓練中心工程師，研究方向為實踐教學與實驗裝備；陳延坤，中國石油大學（華東）石油工業訓練中心（257061）

軟件是信息化教學達到預期效果的重要保障，是進行人機對話的重要支撐工具，是創造課程情境的重要手段。根據課程需要制作大量相關軟件，如平臺的操作系統、起下鉆桿時的正確工作流程、泥漿循環系統、井控系統、多種防噴器、多種打撈工具等工作三維動畫、現場工作視頻等，目的是結合實物模型的拆裝強化學生對鉆井流程和機械結構的理解，有效降低學生學習的難度，提高學習效率。

2 課程建設

課程建設是教學基本建設之一，是聚集優質教育資源，提高課程教學質量的一項教學創建活動，也是有效落實教學計劃，提高教學水平和人才培養質量的重要保證。

首先，有一個具備較高計算機應用能力和石油專業教學水平的教師團隊是本課程教學的基礎。由于信息技術與實踐教學的整合是一個新興的教學模式，教師教學能力層次不均，在教學資源上應用水平也不高,因此亟待對教師進行選拔和培養。通過從一線教師及專業技術人員中進行嚴格篩選，合理搭配，經過專業理論技術培訓，組成以有豐富教學經驗的教師為主體，由石油專業技術人員、計算機人員作為輔助的一支多層次、較高水平的教師團隊，為石油工程實踐信息化教學奠定扎實的基礎。

其次，教材建設是第二大基礎任務。教材大綱要符合實踐教學的特點，結合實際訓練項目設立教學目標，應有一定的拓展訓練范圍，以培養實踐性操作以及分析問題、解決問題的能力為主，兼顧學生創新思維、團隊意識等的培養，真正實現素質化教育。

課程設計和情境設計是關系到信息化教學能否順利實施的關鍵因素，也是決定課程教學質量的砝碼。人類認知機能的發展，來自于他們與環境的相互作用，因此兩者不可孤立。課程設計的目的是將教學目標和內容層次分明、重點突出地表現出來，而為了達到好的教學效果，各個環節都需要良好的情境設計進行支持。但好的情境設計不是僅僅為了吸引學生的眼球，而是要按照課程設計的思路，緊扣知識脈絡，與之無縫銜接，圍繞主題進行意義建構。

本課程在各個教學環節適時介入視頻、動畫、現場模擬等手段強化知識點，加上深入淺出的理論講解，取得良好教學效果。

3 教學實施

在教學過程中，理論教學與實踐教學是緊密結合、相互促進的。理論本源于實踐，而實踐就是理論的反映，是在接受理論的指導下進行的活動，它們是一個事物的兩個方面，有著內在必然的聯系。從實踐教學角度看，理論講解是在一種靜態中使學生獲得概念、規則及知識之間的系統聯系等，促進學生的“探究心理”形成；而實踐環節就是使這種“探究”變成動作，用行動完成探究過程，從而加深對理論的認識，鍛煉操作的基本技能。它們是不可分割的一個有機體，只有相互吸引、相互吸收，不厚此薄彼，才能形成一個有活力和生長力的教學體系。

4 評價體系

教學評價體系是一個以教學目標為依據，運用科學、客觀、多元化的手段對教師的教學過程及教學效果進行的價值判斷，主要目的是探索教學規律、研究教學方法及改革措施，對提高教學質量有著重要意義。評價體系分“評教”與“評學”兩部分，即針對教師的教學能力與教學效果評價和學生的理論和實踐綜合能力評價。對教師的評價重點體現的是教學目標是否明確、內容設計是否合理、是否注重操作技能與素質的培養以及個人能力等四個方面；對學生的評價以筆試和實操兩種形式進行，根據具體項目采用靈活的考核方式，或單人或分組，評價學生理論知識掌握情況、技能操作水平和綜合能力，以此考評課程的教學效果以及側面反映教師的教學水平。

5 反饋機制

評價環節收集到的有關教學考核的信息，是一份非常重要的教學資料，這是關于教學目標是否可行、可測，課程設計和內容是否需要優化，教學方法是否得當，實踐環節是否合理，教師能力是否具備等多方面的反饋，因此，“評教”比“評學”更重要。通過信息的提煉總結，很容易找到其中的漏洞與不足，要將問題看為寶貴，只有發現問題才有改進的可能，才能提升課程的價值。因此，要仔細分析問題，重新審視、修正課程，使之進一步完善，使培養人才的目標得以實現。

6 結束語

通過幾年的探索與實踐，中國石油大學（華東）石油工業訓練中心石油工程訓練體系已經構建完成并取得良好的教學效果，模式以信息化教學為主，與傳統教學互幫合作，在教學過程中發揮各自優勢，為實踐教學質量的提高創造了積極的學習環境，為培養技術應用型人才提供了條件。

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