基于问题驱动的信息化教学设计

屠超 程延伟 李久超

摘 要：装备教学的实装教学一直是职业技术院校的重点，而在以往的教学中，由于装备空间小、互动性差等因素导致教学效果很不理想，特别是由于教学方法不得当，导致教员的讲授与学员的学习不能有效地形成对接，还没开始学习，学员已经有了厌倦和畏难情绪。针对这些问题，利用信息化手段解决教学难题，并利用问题驱动的教学方法，始终以学员为主体，教员为辅助，引导学生自己去完成课程的学习，教员只是在恰当的时候创设教学环境，提供教学资源，最终达到良好的教学效果。

关键词：装备教学 信息化 问题驱动

中图分类号：G322 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（a）-0150-02

1 背景

某型装备的信号调整是装备维护的重要科目，信号调整的好坏直接影响着装备运行的稳定性和快速性，如何进行有效的调整，就是本节课授课的内容。

在传统的教学中，信号主要通过坐标板、弹簧秤等简单工具进行静态的检查和调整，而在使用者手中主要通过简单方式概略进行检查，这不仅难以满足复杂使用环境下对装备的精度要求，更重要的在教学活动中，大大增加了学员认知的难度，降低了学习效率。

为此，在教学条件建设中开发了信号系统综合联调平台。该系统不仅可以模拟装备在不同路面下行进过程中的振动状态，还可以对运动轨迹进行实时的监测。这样不仅可以对信号系统的动态性能进行检查和调整，还大大提高了授课的效率。下面就以下几个方面进行本节课的课程设计。

2 教学设计

2.1 教学分析

2.1.1 教学内容

本节课选自某装备信号系统综合修理这门课程，本节课在整个课程中处在第二模块中级修理实施方案的第四单元系统联调，在前面的课程中已经完成了上装的吊装、部件的拆装和调试，并将其安装在信号系统联调平台上进行联调。

2.1.2 教学对象

教学对象是维修专业二年级学生，课前，学员已经完成了相关专业的学习，具备了一定的知识储备和动手能力，初步形成了修理的专业思维。但大部分同学抽象思维较弱，对于信号这种抽象的事物理解起来比较困难。同时，虽然具有一定的知识储备，但还不能有效地将理论与实践联系在一起。不过他们这个年纪对于新生事物的接受比较快，特别是对电子化的一些信息手段兴趣浓厚。

2.1.3 教学目标

因此，本节课的教学目标是首先让学员知道什么是刚性？为什么要调整刚性以及怎样调整刚性？在此基础上培养学员独立完成刚性检查调整的能力、理论与实践融会贯通的能力和开展组织训练的能力，通过学习，提高自主学习自信心并且培养遇到难题不畏惧、不退缩的优良品质。

2.1.4 重点难点

作为实训课目，如何让学员熟练掌握刚性的调整方法是本节课的重点。而如何将刚性的外在表现和内在原理融会贯通则是本节课的难点。

2.2 教学设计

2.2.1 信息化应用

在传统教学中，存在着以下不足：

（1）预习效果差、学员课前准备不足。

（2）装备少、学员练习次数少。

（3）无法在课堂进行实装行进间的演示，教学效果不直观。

（4）信号太抽象，学员理解起来较困难。

（5）装备不方便观察，车上车下不能形成很好的交互。

为此，在课堂教学当中引入信息化教学手段以提高教学效果，主要有以下几方面。

（1）学员利用教学资源网平台进行课前预习，教员利用网络平台的统计功能监测学员的预习情况。

（2）开发了信号系统虚拟仿真软件，方便学员课前熟悉装备，利用模拟练习增加学员的练习次数。

（3）建设了信号系统综合维修平台，可以模拟不同路况下装备的振动情况，自动测量运动轨迹，实时测量信号系统状态参数，在移动终端上给出测量结果。这样便于对信号系统动态性能的实时观察和检测，提高了教学的直观性。

（4）在装备内部安装摄像头和无线传输设备，将车内的影像实时传输到大屏幕上，利用车内通话器实现车上和车下的实时通讯。

2.2.2 教学流程

整个教学流程采用课前理论预习、虚拟仿真；课上自主探究、动手实践；课后深化拓展、考核监测这样理论、虚拟和实操相结合的一体化教学模式。

2.3 教学实施

通过课前教学资源网的理论预习和虚拟仿真训练平台的仿真训练，学员初步具备了刚性检查与调整的知识储备和技术能力。

在课堂上始终以问题为牵引，由学员自己去发现问题、分析原因和解决问题。

2.3.1 观察现象

首先，由学员自主观察实装的性能指标，判断是否符合标准。通过实时采集的信号曲线和运动轨迹，再结合黑板上的信号流程图，三位一体地进行信号分析。

2.3.2 分组讨论

通过分析，以小组为单位给出解决方案，教员此时只把其中的安全隐患进行去除，至于方案的正确与否全靠学员自己上车进行验证。

2.3.3 自主验证

在自主验证环节，正确的方案可以解决问题，不正确的方案更能让学员全方位地掌握解决问题的方法。由于受到车下教员和其他学员的实时监控，这樣一个人的问题也就变成了所有人的问题，一个组的收获也变成了所有组的收获。在这个环节中，教员要及时引导学员思考，帮助他们不断修正和完善解决方案。

2.3.4 讲解示范

教员在车内进行讲解和操作示范，学员在车外通过大屏实时观看教员的操作过程，以此来规范操作步骤，解决了车内空间狭小、不方便观察、车上车下不能形成很好的交互的问题。

2.3.5 小结拓展

最后通过小结讲评来解决共性问题并留下课后作业，即如果没有这些先进的监测手段，例如在野外环境下如何进行应急检查调整？这既对内容进行了拓展也对原理进行了深化，使学员能对所学灵活应用，举一反三。

2.3.6 课后深化

课后，除了提交课上留下的作业，学员还需要重新在虚拟平台进行仿真操作。教员根据课前课后两次模拟操作的数据来分析学员对内容的掌握情况，方便之后查缺补漏。

2.4 教学效果

这种理虚实一体化的教学模式，使信号系统动态性能的检查与调整更加形象直观，便于学员在更短的培训时间内快速达到能力要求。

这种融入了信息化手段的授课较之传统授课，学员兴趣更浓厚，学习效率更高。通过前后考试成绩的对比，信息化授课不论是从平均分还是通过率都大大优于传统授课的成绩。同时大大减少了装备损耗，这不仅达成了课前设定的知识目标，还使学员练就了核心专业技能，更主要的是加深了学员对刚性的理解。

采用问题驱动的教学法，使学员在自主构建、自我否定、自觉完善的循环中不断探索，不仅形成了思维模式，更增强了他们遇到难题攻坚克难的信心。

参考文献

[1] 张雪鑫，陈庆文.基于问题驱动的士官高等职业技术教育[M].吉林：吉林大学出版社，2015：121-124.

[2] 金陵.翻转课堂与微课程教学法[M].北京：北京师范大学出版社，2015：20-25.