基于云平臺的機床電氣維修實訓教學方法探索

曾樹華 張靈芝

摘 要：機床電氣維修作為一門專業核心實操課程，在傳統教學模式下存在表達形式抽象，理解困難;初學者易犯各種各樣的錯誤，損壞設備;容易誤操作，造成人身傷害等問題。據此，教師設計了交互式仿真實訓包、機床仿真動畫、基本控制電路原理演示動畫，利用云平臺延伸教學的時空，合理地進行線上線下結合的教學形式，部分化解教學難點，提高了學生的實訓效果。

關鍵詞：云平臺;機床電氣維修;實訓教學

中圖分類號：G64 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）32-0010-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.32.005

隨著教育信息化的深入發展，教育部出臺的《教育信息化“十三五”規劃》提出2020年基本實現“人人皆學、處處能學、時時可學”信息化教育建設目標。隨之，以“智慧職教”等為代表的各種教育云平臺紛紛涌現，各種基于云平臺的教育實踐和研究紛紛開展。教育部分別于2017年首次認定490門和2018年再次認定801門基于云平臺的國家精品在線開發課程，“互聯網+教育”也成為我國職教研究的一個熱點方向之一。

觀基于云平臺的教育實踐改革方向，主要就是兩個方面的改革：一是教學資源建設的改革，利用虛擬現實技術將實訓基地的設備虛擬到云平臺，突破實際設備數量不足，教學存在疑點難點的問題;二是教學方法的改革，將優質教學資源由線下搬到線上，再基于在線課程的特征進行教學方法的改革，以達到優質師資共享，延伸教學時空。

一、機床電氣維修實訓課程介紹

機床電氣維修是電氣自動化專業的一門要求綜合能力很強的核心課程，主要講授的是各種常用機床的電氣維修，要求學生有較扎實的電路分析能力，能根據電氣故障現象確定故障區域，并正確選擇儀器儀表確定故障點，最后使用合適方法排除電氣故障。在以往的教學實踐中，存在以下幾個弊端。

1.機床電氣維修實訓室是非安全用電，電壓高達380V，這對處于學習階段的學生來說是存在巨大安全隱患的。

2.傳統的實訓室只能布置在固定的地點，要求學生定點定時實訓，不利于學生把主動性、積極性、創造性較充分地發揮出來。

3.投入大，設備耗損大，更新速度要求快，以致很多院校的實訓室種類不齊，數目不足，嚴重影響了教學質量的提高。

4.傳統實訓室是實際機床電氣控制柜，不可能做到遠程教學和資源共享。

5.機床電氣控制柜只有電路部分，沒有機械部分，對于機電配合實現的控制只能依靠口述，形象性很差，學生難以理解掌握。

基于以上弊端，可以對機床電氣維修實訓課程開發數字實訓包，并利用云平臺開展線上線下結合的教學改革。

二、基于云平臺的機床電氣維修實訓課程設計

機床電氣維修課程性質決定該課程不能完全用信息化教學替代現實實操訓練。信息化教學設計是利用信息化手段，突出該課程的重點，化解該課程的難點。故本課程信息化設計主要包括兩方面：一是利用信息化手段，突出重點，化解難點。該課程對電路工作原理要求較高，可將基本控制電路的工作原理做好動畫，以紅色線段沿導線延伸代表電路通電部分，把抽象問題具體化，讓學生直觀了解電路控制過程的微觀世界;將這個機床做成交互式虛擬操作系統，學生在真實操作前可反復操作，部分消除學生的錯誤，減少誤操作對實際設備的損耗。二是利用信息化手段對課程進行組織，包括課前教學任務發布、操作示范、成果展示及知識點強化。

如上所述，設計了機床電氣維修云平臺教學資源五大模塊，分別是基本信息模塊，對學生的選修課程及學生信息進行協助管理;網絡學習模塊，包括五種常見機床電氣維修的交互式仿真實訓包（只含電氣部分）、機床仿真動畫（含機械部分），基本控制電路原理演示動畫，基本儀器儀表使用演示視頻;學習管理模塊，根據學生的個體差異，制訂合適的教學目標，形成學習任務單;評價與展示模塊，教師可以根據課堂表現對學生進行過程性評價，同時，學生相互之間可根據展示的作品進行互評，結合網上測試形成最終評價;作業與討論模塊，布置課前和課后作業，并解答學生的疑問。

三、基于線上線下的機床電氣維修實訓課程組織實施

1.課前預習。教師通過云平臺發布教學任務單，明確該型號機床電氣維修的任務要求，并對任務的重點知識點進行剖析，列出知識點清單和素材鏈接地址。如Z3040鉆床電路維修需要直接啟動電路、正轉反控制電路、萬用表測電壓方法等知識點，并給出萬用表的使用等操作視頻鏈接，學生對尚未掌握的知識點可以通過反復觀看視頻和動畫，基本理解電路工作原理，掌握儀表操作步驟。

教師通過云平臺的交互式虛擬機床設置故障，學生通過電腦進行模擬故障排查，有利于學生綜合理解機床運動過程并基本掌握機床電氣維修步驟。教師能通過平臺記錄掌握學生學習情況，對存在問題的學生再進行輔導。

2.課中實操。教師通過平臺記錄，掌握學生預習情況，對學生的問題和難點知識點了然于胸，在課中可有選擇地講解和示范。學生結合教師的操作演示，進行排故的實操練習。

3.課后總結和成果展現。學生把自己的操作過程通過視頻拍攝下來，上傳到評價與展示區，對個人遇到的問題可以反復討論，在實踐的基礎上進行理論升華。同時，學生個人優秀作品的展示是對學生努力學習的一種肯定和表揚，通過這樣的展示，激發學生的學習積極性和自豪感。

4.教學評價。通過實操視頻的作品評價、網上在線理論、綜合討論答疑，對學生的學習能力、學習態度進行綜合評定，設定分值以作品60%，網上在線測試20%，綜合討論表現20%為宜。綜合討論答疑有利于促進師生之間、學生之間進行問題交流和協作學習。這個評價體系改變了以往以結果為評價的唯一標準，更全面地考慮學生的學習態度和能力差異。

四、教學實驗及分析

將上述資源在兩個基礎類似的電氣自動化班級進行教學實驗，其中一班人數37人，采用基于云平臺的線上線下結合的教學方式，二班人數36人，采用傳統教學模式。從教師反饋情況來看，一班的教師需要在線上進行組織和答疑，教學工作量有所上升;一班的課堂活躍度比二班好。采用同樣的考核模式，結果如下：一班優秀10人，占27%，良好15人，占40.5%，及格10人，占27%，不及格2人，占5.4%;二班優秀6人，占16.7%，良好15人，占41.7%，及格14人，占38.9%，不及格2人，占5.6%。結果分析：基于云平臺的線上線下結合的教學模式對優秀學生的提升效果明顯，證明在學生有積極性的情況下，能化解教學難點;良好等級比例和及格等級比例沒有明顯差異，但考慮優秀率大幅上升而良好率未出現下降，表明該模式能提高一般學生的學習積極性;不及格率兩者沒有明顯區別，表明對于后進生的吸引力不明顯。

綜上所述，基于云平臺的機床電氣維修實訓教學能化解教學難點，并提高了學生的學習積極性。但機床電氣維修實訓課程不能完全依靠信息化教學手段，必須進行線上和線下教學的結合;該課程的難點化解效果與虛擬實訓平臺的質量聯系緊密，而虛擬平臺的建設對教師的現代教育技術要求較高，對教師能力提出很大挑戰。

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[責任編輯 李愛莉]

作者簡介：曾樹華（1980.7— ），男，漢族，湖南衡陽人，副教授，研究方向：職業教育。

張靈芝（1981.7— ），女，漢族，湖南衡陽人，副教授，研究方向：職業教育。

課題項目：本文系株洲市教育規劃課題《基于云空間的機床電氣維修數字實訓資源的建設與應用研究》（編號：ZJGH18B066）階段性研究成果，課題主持人：曾樹華;2016年度湖南省職業院校教育教學改革研究項目《培養“工匠精神”的中高職鐵道供電專業課程體系銜接的研究》（編號：ZJGB2016173）階段性研究成果，課題主持人：張靈芝。