形象化教學法在職業教育中的應用

冉洋冰 鄧永果 關黎 周慧紅 劉繼成

摘 要：通過建設城市軌道交通受電弓試驗平臺，將形象化教學法在城市軌道交通車輛專業職業教育中進行應用。該平臺能夠真實地展示地鐵車輛受電弓裝置的機械結構、傳動原理。通過將受電弓機械結構、控制器、計算機交互平臺相互結合，實現通過人機交互界面遠程控制受電弓動作。建設受電弓試驗平臺，可以實現受電弓上電受控運行、檢測檢修等功能，具備試驗及教學條件。結果表明，受電弓試驗平臺建設能夠通過電氣控制完成機構運動狀態，并且通過人機交互界面檢測工作狀態過程中運動數據，具備試驗、培訓、教學等多個應用功能，并利用形象化教學法在職業教育教學過程中起到重要作用。

關鍵詞：形象化教學法;實訓平臺;受電弓;城市軌道交通車輛

根據《國家職業教育改革實施方案》，推動校企合作、打造高水平實訓基地、開展高質量的職業教育已經成為各職業院校的首要任務。在工科類職業教育中，根據學科特點，形象化教學法在教學中占有舉足輕重的地位。

受電弓與接觸網是城市軌道交通車輛檢修專業學生在專業課程中的必學內容，也是未來從事車輛檢修工作的日常作業內容。搭建受電弓實訓平臺，可真實地反映接觸網與受電弓結構，同時，利用形象化教學方法替代傳統的單一理論式講授教學，更便于培養職業院校學生構建真實情境，在提高學生的動手能力，促進學生思維發展等方面具有重要意義。

1 研究背景與意義

在職業教育的實際教學實踐中，發現學生的學習更容易受到自身興趣的引導，因此，吸引學生的注意力，加強學生的學習興趣是教學重點，也將直接影響教學效果和教學質量。與抽象理論的知識相比，職業院校學生更喜歡形象化實物教學，呈現的學習態度也較好，并能切實地感受到知識的實用性。城市軌道交通車輛檢修專業屬于工科類專業，在專業課程學習中，需要具備較好的數學物理基礎知識、較強的邏輯思考能力以及空間想象能力，對學生的理科綜合思維有較高的要求。在教學實踐中，沒有實訓基地的設施設備作為教學輔助手段，學生的學習興趣和學習效果都將大打折扣。反之，若在實際的教學中采用實際設備，采用形象化的教學方法，將極大地豐富教學內容，加強學生學習興趣，也將抽象的書本知識變得具體，易于學生理解和掌握。

受電弓裝置是地鐵列車將外部電源平穩地引入車輛電源系統，為列車的牽引設備提供電能的重要電氣設備[1]。受電弓試驗平臺的建設滿足了受電弓系統基本設備原理結構認知、零部件拆裝、升降弓過程模擬、受電弓故障模擬、設備檢修作業教學、剛性接觸網設備結構及主要零部件教學等各個教學項目的需要。

2 受電弓試驗平臺建設

受電弓試驗平臺可分為五個基礎部分：教學平臺（人機交互平臺）、驅動箱、可編程邏輯控制器、受電弓、剛性接觸網。其系統結構原理圖，如圖1所示：

受電弓試驗平臺是人機交互的主體，是進行教學演示操作的主要平臺，是整個培訓系統的控制操作中心。受電弓主要的兩個動作過程是升弓與降弓過程，其動力來源由外部壓縮空氣提供，并由控制裝置控制升弓裝置而完成。在整個工作過程中，可編程邏輯控制器接收由教學平臺發出的指令信號，并進行信號處理傳遞給驅動箱。受電弓及剛性接觸網為機械部分的基礎裝置，是整個試驗平臺的核心骨架，如圖2所示。

3 形象化教學的設計與方法

3.1 基于崗位前期調研

受電弓裝置屬于車頂電氣，在城市軌道交通車輛檢修工作業中屬于車頂作業，車頂作業屬于具備一定風險的登高作業，需要持證上崗，對員工安全素養、專業素質及技能具有較高的要求。調研過程中，根據登頂檢修作業內容，了解學生所需掌握內容模塊，確定教學內容。

3.2 基于調研教學內容設計

（1）明確教學目的。教學目的是整個教學過程的導向，沒有教學目的作為導向，教學過程則可能偏離方向，不可能培育出企業或者社會所需要的人才。根據城市軌道交通車輛檢修工崗位調研，梳理該崗位所具備的核心工作技能，根據崗位所需技能進行對應的模塊化設計，形成教學內容。目的使學生通過該課程的學習，樹立安全生產意識，掌握車頂受電弓裝置部分的結構及原理，掌握城市軌道交通車輛檢修工在日常生產作業中的工作技能，了解并掌握檢修工在關于車頂檢修時的注意事項，讓學生具有知識、技能、素養三方位的儲備，縮短用人單位的員工培養周期，爭取做到畢業即上崗。以此為目標，培養出來的學生才是合格的工匠型的全方位技能人才。

（2）安全意識及職業素養教學環節。以車輛檢修工登頂檢修作業為例，在檢修工開始作業之前，需要確認斷電并且掛接好地線，并且能夠正確穿戴安全衣。針對該環節在課程中設計安全教育環節，進行安全思想教育、安全技能教育、事故應急處理教育。目的使學生掌握安全生產的方針政策，掌握必要的安全生產知識及自我保護和車頂檢修中相關的應急處理方法。

（3）理論知識教學環節。在地鐵車頂作業的檢修過程中，存在較多項目的目視檢查各個零部件是否處于正常工作狀態，這就使得學生應該掌握車頂部分所有的電氣零部件，以及其工作原理。能夠識別各個結構則是最基本的工作技能，也是最基礎的知識。在傳統的課堂教學中，結構的認識性教學是較為抽象的，學生很難理解。隨著信息技術的發展，較多課堂采用多媒體圖片或者視頻的形式向學生進行展示，降低學生的理解難度。但對于這種特殊的復雜電氣裝置在傳統教學中的教學效果仍然不太理想，學生學習后也很難將書本知識和現場實際聯系起來，在工作現場容易出現知識與實物對應不上的情況。因此采用真實設備，利用形象化教學方法就顯得尤為重要。

基于專業課程需要，建設實驗實訓平臺，作為形象化教學的最主要方法。在課堂上利用受電弓試驗平臺，進行實物展示，并結合相關結構和原理知識進行講解。比如受電弓結構原理如圖3所示，在課堂教學中讓學生將結構原理圖與實物進行一一對照進行培訓學習。

受電弓試驗平臺實物裝置如圖4所示：

（4）技能教學環節。技能有動作技能和智力技能兩大類，而在車輛檢修生產作業中的技能基本屬于智力技能。智力技能的學習則要求能夠使學生建立起活動程序計劃，教師的示范要標準正確，講解清晰，動作指令明確，采用形象化教學法可以較好地達到技能教學目的，主要教學內容包括幾個方面：①零部件的形態檢查，注意零部件中緊固件的松動、零件裂紋或缺口的檢查。②鉸鏈關節部分的運動性能檢查，主要包括運行性能是否良好，觀察鉸鏈處軸承潤滑情況。③關鍵零部件的檢查流程，如碳滑板的腐蝕、氧化、裂損的檢查方法，厚度參數的測量方法，以及碳滑板的更換標準及更換方法。④其他零部件的檢查方法流程，如：受電弓弓頭、支撐絕緣子、升弓裝置氣囊、各個閥體、ADD裝置、鋼絲繩、氣路軟管、鋁托架等等。⑤關鍵技術參數或指標，如：碳滑板厚度指標、劃痕寬度、弓角磨耗值、軟連線斷股百分比、絕緣子表面灼傷面積等等。