仿真模型在高职建筑设备类课程教学改革中的实践与应用探讨

来源:用户上传      作者:刘德泉

　　摘 要：建筑设备类专业项目教学中，由于设备庞大，施工对象体积庞大、大型设备引入校园困难等特点，传统教学手段表达困难，即使是采用现代多媒体教学，也难于达到教学效果，提出仿真微缩施工模型教学，具体探讨了其与传统教学方式和方法对比，并提出了高职教学改革的实践意义。
　　关键词：仿真模型;建筑设备;教改
　　中图分类号：G4 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.25.091
　　近年来，各高职院校把培养具有良好岗位能力的高素质技术型人才作为核心内容，并对培养方法进行的深入探索与研究，在很多方面都取得了显著成就。由于建筑物具有体量大的特点，其施工机具以及耗材方面都具有体积大和价格高，大型设备引入校园困难等特点，在安装施工方法教学中学生不可能通过实践完成学习，现在大多是采用教学与实践分离的方式，先用传统教学或者多媒体教学进行教学，然后再使用校内实训室进行教学，或者让学生到校外实训基地进行学习，然而该课程的理论性较强，学生在学习时往往会感到抽象，对相关概念及其现象特点无法完全理解，甚至错误理解。美国缅因州贝瑟尔国家培训实验室对学生在每种指导方法下学习24小时的材料平均保持率进行了研究，结果显示视听结合、示范和讨论组的方式学习效果只能达到50%以下，而即学即用的学习效果可以达到90%。因此研究探索一种能使得教学与实践同步进行一一对应的教学方法，具有重要意义。
　　1 课程现状分析
　　目前很多学校采用建立校内实训基地的方式来促进实训的开展，校内实训场由于耗资巨大，部分施工过程如建筑电气、建筑给排水选管、布管，消防管道的施工、联动控制、风机组装、钢筋弯曲下料，混凝土浇筑振捣养护等施工方法无法重复。例如在建筑给水管道和设备安装时.传统教学模式首先介绍给水管道的概念、特点和用途，其次介绍给水管道的型号、材料、种类、附件、管径等，然后再由施工图讲解安装过程理论知识，最后讲解给水管道的施工工艺（管道如何连接、管道如何安装、管道如何试压试水）等。由于在整个教学过程中涉及较多施工图图例符号、专业术语、施工工艺过程性叙述，使得理论教学枯燥乏味，理解困难，学生产生厌学情绪;实训场不能完整的体现施工的工作流程以及组织结构，也不能让学生在实践中学习到资料的记录与保存及归档，不能整体反映实际工作过程。文中选取广西水利电力职业技术学院建筑电气工程技术、建筑设备工程技术专业采用微缩施工模型（以下简称“微模”），结合实训基地的利用，推行项目化教学，改革教学方法取得了校内实践教学方法探索的良好成果。将仿真动画、计算机辅助教学、实训场实物教学以及微模整体教学三者有机结合，积极探索一条三位一体的仿真微缩方法教学方式。
　　2 微模整體教学方法探讨
　　微模型作为整体教学方法中的主体，它并不是单一存在的，必须得结合其他先进教学，如微课教学、实训场实物教学。实现以微课教学为前导，实训场实物教学为辅助，采用的教学方法有：视听法、讨论法、既学既用法、角色扮演法。设计以下教学环节。
　　2.1 微课教学前导
　　 由于建筑水电施工工艺品门类较多，要求高职教师全面掌握困难很大，但学生必须要熟整个过程的认知，由于整体教学环境复杂，施工对象体积庞大、大型设备引入校园困难等特点，传统教学手段表达困难，前期采用模型制作费用花费大量的人力物力精力，需要学生在课前进行预习，做好前期功课，加之原本高职学生对于枯燥的理论知识内容易产生厌学情绪，教学效果极不理想。传统上一般通过校外实训基地见习、校内实训场所设备的实操、外聘现场经验教师讲解等方法来实现，由于条件上受限，且易受外界的影响，难以按照授课计划开展教学。随着微媒体的出现，微课视频以一种全新的视频教学模式引入课堂，应对新时期课堂教学的需要。微课一般只讲授一两个知识点，没有复杂的课程体系，也没有众多的教学目标与教学对象，看似没有系统性和全面性，许多人称之为“碎片化”。
　　2.2 实体仿真见习
　　随着新一轮高职教学质量提升工程的不断推进，对高职学生的创新能力和综合素质有了更高的标准，在电气类课程教学过程中，注重培养学生综合应用和实践动手能力，才能够适应现代企业的工作环境。实体仿真是基于信息化基础的一门崭新技术，集计算机信息技术、3D虚拟仿真技术、图形成像技术、计算机辅助应用技术等先进技术于一身的技术门类，学生在对仿真技术的学习过程中，能有效提高自己的专业创新创造水平，提高自己的综合应用能力。老师在实际教学运用过程中，既要注重对学生创新创业能力的培养成效，也要让学生知道当今时代对创新技能人才的渴求程度，让学生迫切提高自己的创新能力和综合能力，能够在未来市场经济竞争中有着属于自己的竞争优势。
　　2.3 教师提出微模项目内容
　　根据教学真实情景，教师选择一个规模合适的真实项目，要求学生自主讨论，独立完成相关施工方案的编制，教师在学生编制施工方案时予以指导。
　　2.4 采用角色扮演、既学既用法的模型制作整体教学
　　“角色扮演法”是指教师在教学中提供一个真实的、涉及工程案例的问题情境，组织学生对出现的故障进行分析，并且让他们扮演其中的技术人物角色，尝试用不同的方法解决问题，从而使学生逐步学会解决各种疑难问题，树立正确的价值观念，并且养成良好素养的教学过程。教师安排施工过程中各参与角色的人数，学生采取自愿报名，先到先得的方式获得自己想要的角色，超出人数的同学被调剂到其他角色。将三控三管一协调整合到模型制作的过程中，真实模拟实际施工过程及各参与方之间的关系。契合课本知识点，学生在模型制作过程中可以一边学习课本知识，一边应用。
　　2.5 “小组工程会议”
　　指的是把一个班的学生分成若干人一组的小组，向小组提出具体的任务或问题，要求小组成员模拟企业工程会议形式通过共同研讨，共同执行，共同完成。其实质就是以小组为为单位，借助小组成员相互见间的配合，完成具体的任务。采用工程会议的方式，通过小组编排、小组任务、讨论过程等程序给学生定期按角色上讲台进行汇报，学生之间、师生之间，可以通过汇报加讨论的形式熟练对知识的运用。 　　2.6 总结
　　课程以具体项目的形式实施，以项目为主线、以培养学生实操能力和实践运用为主体，让学生掌握必要的理论知识的教、学、做一体化的教学模式。项目选用真实企业的标准，将项目与企业的实际生产工艺和真实过程相结合，其设计的目标程序、设计图纸的标准必须按照企业的标准要求执行，做到整个项目执行模拟企业真实的过程项目，实现专业设置与产业布局、課程内容与职业标准、教学过程与生产过程、学历证书与职业资格证书、职业教育与终身教育五个无缝对接;课程的评价通过过程考核、结果考核相结合的方式以项目的绩效来评价，项目的成效以市场的反馈确定。项目化教学打破枯燥乏味的课堂教学模式，能行之有效地为学生开辟“在微缩真实环境下的模拟生产过程”，使某一深奥的教学环节知识和实践结合在一起，充分挖掘学生的创造潜力，每个教学项目完成后，学生要求对学到的知识和“工作”中出现的实际问题及其解决方法与思考进行总结、汇报，提炼成果，总结不足。
　　3 微模整体教学方法的优势
　　3.1 整体性优势
　　结合职业教育特点，积极推进以“工作过程为导向”的人才培养模式，采用仿真微缩实战训练交叉融合的教学方法，创新了“工学双线共进，仿真实战训练交叉融合”教学模式，自主引入了“点名器”、“调查问卷”、“信息交流论坛”等现代教学手段进行教学管理，过程考核结合，改进了传统教学评价方式方法，将日常生活中通俗易懂的内容和形式展现给学生，微模可以克服的实际工程体积庞大工期长的特点，将实际工作过程整合到微模整体教学中。激发学生对专业课程的求知欲，激发学生探索新知识的欲望和提高学生自学能力，挖掘学生专业知识的兴趣和积极性，教学成效显著提升。
　　3.2 经济性优势
　　采用低压配件组装式仿真、PPR管替代钢管、铁丝替代钢筋，接线代替布线、ABS板材代替模板，木圆棒代替脚手架，水泥砂浆代替混凝土。所有材料的成本都非常低，便于学生大范围开展相关教学。同时也很好的解决了教学师资短缺、教学设备和场地问题不足等问题。微模仿真教学不会降低课程的授课效率，反而，是资源极大的补充，有利于高职项目一体化教学。
　　3.3 教学效果优势
　　通过这种对实践任务的完成过程，培养学生的创造性思维和创新能力。微模仿真技术不仅能够提供视觉的感染力，也能与建筑电气专业所学的其他知识相互作用，加深学生对基本知识的理解。更重要的是，微模仿真技术也能使教师对学生的整体综合能力有一个更清晰的认识，更全面的判断，可以随着时间记录每一个学生的具体学习过程，进而对学生的学习情况做一个客观地评价。
　　4 案例实践
　　针对高职学生学习的特点，选取我校建筑设备类课程开展仿真微缩式教学试点，将该方法应用于2017级、2018建筑电气工程技术、建筑设备工程技术专业学生的《建筑电气》课程中，确立以项目为载体、任务为驱动的项目化教学模式，以电气线路正反转安装工艺为例，其元器件的查找连接—安装调试—线路与接口检测—调换相序—排查故障等工序，任务“电气线路正反转安装工艺的调试”就需要学生会安装各电气元件;会判断电气元件的好坏，能够查找控制线路图故障，并进行调试，掌握低压器件的安装与调试，按工程验收标准对功能的性能与质量进行检验，课时为52个学时。采用现代教育技术手段，实现教学资源共享，将图片、视频、动画、试题、案例、教案等制作成多媒体教学课件，融入真实职业情景，直观地向学生展示了建筑设备安装、施工与维护的方法;建立在线课程，优化教学过程;实行免费开放，全面推广和广泛应用，实现优质教学资源共享，从而达到提高教与学的效果，同时，为学生自主学习提供丰富的学习资源在课堂上推行实践与授课结合，边学边做，讨论与思考并行。与传统教学法的班级进行效果比对，学习完毕后学生对知识的综合运用能力有明显提高，对实际工程中的要点掌握扎实，实践动手技能娴熟，赢得广大师生的好评。
　　5 结论
　　微模仿真教学方法将《安装工程施工技术》、《建筑设备识图与施工》、《建筑电气施工组织与管理》等建筑电气工程技术、建筑设备工程技术核心课程有机结合，以真实工程项目为载体，通过先进的教学方法将知识传授给学生，不仅可以培养学生的岗位职业技能，也可以培养学生积极工作的态度，使他们具有优良的职业素养。
　　经过两学年的实践教学证明，经过教学内容，考核方式、教学方法及手段等方面的教学改革，微模在提升学生动手实践能力的同时，也极大的提升了教师的教育教学能力，特别是运用现代高科技进行信息化教学实践的能力，这是一种富有实践意义且有研究发展价值的教学方法。
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