虛擬仿真平臺下過程性考核N+1評價體系的探索與實踐

田文君 孫志強 王田戈

摘?要：隨著國家對職業教育的愈加重視和高速鐵路的快速發展，如何高效培養適應社會需求的高素質人才是高職院校面臨的首要任務。將虛擬仿真技術引入職業教育中，以“牽引變電所運行及維護”課程為例，模擬牽引變電所的實際運行情況，構建過程性考核N+1評價體系，并在教學過程中實施了該評價體系，通過對參與該評價體系的學生進行調查問卷分析，說明該評價體系可行且有效。

關鍵詞：職業教育;虛擬仿真平臺;過程性考核;牽引變電所

中圖分類號：TM401

在全面建設社會主義現代化國家新征程中，職業教育前途廣闊、大有可為。要優化職業教育類型定位，深入推進育人方式，加大校企合作，探索符合職業教育特點的評價方法，培養更多高素質技術技能人才。隨著高速鐵路的快速發展，現有人才規模與用工需求的矛盾日益凸顯，鐵路相關專業人才需求增多，尤其是現場優秀的操作人員數量需要進一步增大。從只具備理論知識到具備實際操作經驗需要一段很長時間，這對于用工單位來說耗時耗力，所以鐵路職業院校肩負著培養鐵路高技能高素質人才的重任[1]。在人才培養過程中，以需求為導向，根據現場實際的工作情況制訂培養計劃和教學內容。在教學內容實施過程中如何“教”影響了學生學習的積極性，如何“考”決定了是否能有助于促進老師“教”和學生“學”。讓教學更加生動貼合實際，提高學生的學習參與度且學而不厭，讓考核方式更加有效合理是現階段教學改革的主要目的[2]。因此有效合理的教學方法和教學評價體系是提高教學質量、客觀檢驗學生掌握知識技能程度及調動學生學習積極性的重要保障[3]。

一、“牽引變電所運行及維護”課程特點及存在問題

“牽引變電所運行及維護”課程[4]系統地介紹了牽引變電所的設備運行維護、主接線形式、倒閘操作等，是一門與牽引變電所值班員工作內容息息相關的專業核心課程。通過學習讓學生具備牽引變電所檢修作業程序的基本知識和技能，對學生職業技能的培養和職業素質的養成及畢業后從事牽引變電值班員工作奠定良好的基礎理論和實踐支撐。但由于課程涉及的設備種類繁多，學生對設備認知和運行維護只能通過觀看相關圖片和視頻來加深印象;一次主接線圖復雜，大部分學生面臨著識圖困難的問題;倒閘程序嚴格、步驟多，學生需要掌握的知識點龐大且具體。

在傳統的教考模式下，總評成績由期末考試成績和平時成績構成，其中期末考試成績占70%，平時成績占30%（由課堂表現、出勤、作業答疑三部分組成）。整個教學過程中大部分課時是由老師獨自講解、演示，學生參與度不夠，進而感到所學內容枯燥乏味。部分學生臨時抱佛腳突擊復習也能有一個不錯的考試成績，但對知識點的掌握和應用并不牢固，對重點和難點容易遺忘，不能全面及時客觀反映學生的技能水平。現場學習是在所有教學內容結束之后在實際運行的系統上進行，成本高、跨度時間長，理論知識跟實際工作狀況不能及時有效結合，而且有些故障只能在實際發生時才能得到實際操作的機會，導致部分學生不清楚所學內容有何用途和意義，同時若因操作不當引起設備損壞帶來的損失也會大大增加。

二、基于虛擬仿真平臺的過程性考核評價N+1體系的構建

針對以上存在的問題，通過校企合作，引進了教學—實訓仿真系統，仿真畫面按照現場變電所的設備實物三維建模，并模擬牽引變電所實際工作狀況和運行環境，便于學生能快速熟悉現場設備的布置和性能[56]。該仿真平臺可以提供多學員、多任務，同時進行各種模擬技能訓練，感受實際的現場氛圍，從而將實作訓練考核轉換為虛擬練習考核，同時避免運用實際系統時可能帶來的危險和高昂的代價。

根據現場具體的工作任務、教學大綱及牽引變電所虛擬仿真平臺，將教學內容以單個教學項目的形式呈現，共有6個項目，如表1所示，每個項目的操作都是嚴格按照實際現場的巡視步驟和巡視風險項點進行，教學場所由課堂教學傾向于實驗室虛擬仿真的場景教學。通過完整的巡視標準和路徑，使學生進一步熟悉鞏固設備的組成、作用、運行及維護;通過對各類倒閘作業的練習，熟悉牽引變電所規范的倒閘作業流程。

表1中的各教學項目在虛擬仿真平臺上均有練習和考核兩種模式，在練習考核模式下每個項目的操作步驟均有提示，任務考核模式下的操作步驟沒有提示，每個操作步驟完成有相應的得分，所有操作步驟都按要求完成，可得滿分100分。若操作過程中步驟有失誤，則扣除相應分數，最后由虛擬仿真平臺計算總分。

在此基礎上，構建過程性考核評價N+1體系。該評價體系由過程性考核成績和期末考試成績兩部分組成，N代表過程性考核成績，占總評成績的50%，1代表期末考試成績，占總評成績的50%。過程性考核成績N包括考勤答疑、作業提問、練習考核、任務考核四個部分，各部分比重如表2所示，可以看出練習考核和任務考核占比較重。在練習和考核模式下，各模擬實訓項目所占的比重如表3所示。

在每個課堂教學項目結束之后，安排學生以小組為單位，首先上機練習、考核，且上機練習次數和考核次數不受限制。若小組成員考核成績不合格或不滿意，通過查找相應步驟扣分點，針對性地反復學、反復練、反復考，直到合格并滿意為止，然后計算小組各成員的平均考核成績，最后統計各組的平均考核成績。通過課堂教學和虛擬仿真平臺上兩種模式的交替進行，循序漸進完成每個教學項目。在整個過程中，老師可以通過虛擬平臺實時查看學生的模擬實訓情況，對普遍出現的問題在課堂上強調講解，對個別有問題的學生進行單獨答疑輔導。

結合2020—2021第一學期課程安排，在鐵道供電技術1902班（共40人）實施了該評價體系。將學生分成10個小組，每個小組4個人，經過一個完整的學期，在學期末統計虛擬仿真平臺下6個項目的練習、考核次數及平均上機次數如圖1所示，成績如圖2所示。

由圖1可以看出，每個項目上機操作次數達到2次以上，尤其是1號主變壓器的上機次數達到3.1次/人之多，這是因為主變壓器在牽引變電所中起著主心臟的作用，且結構復雜，維護困難，引起了大部分學生的興趣和注意。通過多次的上機練習、考核更進一步鞏固了對設備的認知和對倒閘規范流程的掌握。由圖2可以看出經過多次練習和考核后，6個項目的最終考核成績均有大幅提升，且在最終的期末考試中，絕大部分同學卷面成績達到70分以上，“教”“學”效果明顯。

三、調查問卷

在基于虛擬仿真平臺的“牽引變電所運行及維護”課程過程性考核N+1評價體系試行之后，對參與該方法的同學進行了問卷調查。調查結果如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4的問卷結果可以看出，絕大部分同學可以接受該評價體系，認為最終的成績可以體現真實的學習情況，過程性考核的占比分配合理，且對自主學習能力的提高有幫助，并能將過程性考核的壓力轉化為學習的動力。

四、總結與反思

借助虛擬仿真平臺，通過一個學期過程性考核評價體系的實施，使學生更加直觀、立體地理解了牽引變電所實際的運行情況，也客觀反映了大部分學生能很好地掌握教學大綱要求的知識點。由于整個教學過程處于教—練—考……教—練—考的模式，學生始終保持一種清醒緊張的學習狀態，從而引導學生改善學習態度和學習方式，變被動式學習為主動式，提高學生自主學習能力;學生能及時查缺補漏、取長補短，激發學并針對具體問題給出相應的解決辦法;小組成員之間相互督促、學習，培養溝通團結協作的能力;仿真平臺的反復使用提高了實驗室設備的利用率。

隨著社會需求的變化，虛擬仿真平臺還需進一步更新;通過對過程性考核中出現的問題和每次考核成績的分析，該過程性評價體系的各個細則還需不斷優化和完善。

參考文獻：

[1]嚴中華.學習成果導向高等職業教育專業與課程開發指南[M].北京：清華大學出版社，2020.

[2]姜大源.論高等職業教育課程的系統化設計——關于工作過程系統化課程開發的解讀[J].中國高教研究，2009（04）：6670.

[3]李志義，朱泓，劉志軍，夏遠景.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（02）：2934+70.

[4]林永順.電氣化鐵道供變電技術（一次系統）[M].北京：中國鐵道出版社，2006.

[5]羅昊，張曉東.虛擬仿真實驗教學中心開放共享模式的探索[J].實驗技術與管理，2016，33（10）：232236.

[6]李平，毛昌杰，徐進.開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設提高高校實驗教學信息化水平[J].實驗室研究與探索，2013，32（11）：58.

基金項目：渭南市科技計劃項目（2020ZDYFJCYJ177）

作者簡介：田文君（1985—?），女，甘肅民勤人，碩士，講師，研究方向：電力電子與電力傳動。