利用信息技术优化高职专业课程教学设计探析

向敏

摘  要 推动信息技术与教育教学深度融合，是当前高职教育教学改革的热点和现实课题。以高职电气类专业课“水电站电气一次部分设计”中“电气主接线方案设计”这一任务的教学设计为例，阐述其利用信息技术优化教学设计的过程，探讨设计类课程的教学改革方式以及与信息技术融合的路径。

关键词 高职教育;信息技术;教学设计;水电站电气一次部分设计;电气主接线方案设计;微信;微课

中图分类号：G712    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）06-0107-04

Using Information Technology to Optimize Teaching Design of Professional Courses in Higher Vocational Colleges//XIANG Min

Abstract Promoting the deep integration of information technology and education and teaching is a hot and realistic topic in the current

teaching reform of higher vocational education. Taking the instruc-tional design of the task of 揗ain Electrical Connection Design？in

the course of Electricity Once Part Design of Hydropower Station for example， this paper expounds the process of optimizing teaching

design by using information technology， and probes into the teaching

reform methods of design courses and the ways of integrating it with

information technology.

Key words higher vocational education; information technology; teaching design; electricity once part design of hydropower station; main electrical connection design; WeChat; micro-lecture

1 前言

推动信息技术与教育教学深度融合，提高职业院校信息化教学水平，是当前高职教育教学改革的热点和现实课题[1]。信息化教学不仅是技术的改造过程，更是结构性变革的过程，从而实现信息技术与教育教学的深度融合和内涵式发展[2]。信息化教学设计即通过充分利用信息技术、数字资源和信息化教学环境，解决教学中的重点和难点，完成特定教学任务。本文以高职电气类专业课“水电站电气一次部分设计”中“电气主接线方案设计”这一任务的信息化教学设计为例，阐述其利用信息技术优化教学设计的过程，探讨设计类课程的教学改革方式以及与信息技术的融合路径。

2 教学分析

“电气主接线方案设计”是高职电气类专业的核心专业课“水电站电气一次部分设计”课程中的工作任务之一。参考布鲁姆教学目标分类理论[3]，梳理出本任务的教学目标。

1）知识目标：掌握常用电气主接线的基本形式种类;掌握电气主接线的基本形式的优缺点。

2）能力目标：能正确地分析电气主接线基本形式的适用范围;能设计合理的电气主接线方案，并规范绘制电气主接线方案图纸。

3）素质目标：培养学生自主学习的能力;培养学生严谨审慎的态度。

对于95后高职学生，他们对新鲜事物有强烈兴趣，但自主学习能力较差;思维活跃，但不善于分析，缺乏設计全局观;乐于动手，但规范性不够。分析教学目标和教学内容，得到“能正确分析电气主接线基本形式的适用范围”为本任务的教学重点;结合学情分析，确定“能合理规范绘制完整电气主接线方案图纸”为本任务的教学难点。想要突破重点、破解难点，依靠传统的教学手段收效甚微，而合理地运用信息化手段能够有效达成目标。

3 教学设计与实施

教学整体设计采用以工作过程为导向，符合学生认知规律的线上线下相结合的混合式教学模式。选取某水电站电气主接线方案设计任务，拟定涵盖课前、课中和课后的“课前导入—电气主接线基本形式认知—电站完整主接线方案认知—原始资料分析—仿真设计—图纸绘制—考核评价—课后扩展”八个学习环节。

课前导入  在课前导入环节，首先要解决的就是任务布置问题。高职学生的学习时间相对比较自由，与教师见面的时间主要集中在课堂上。因此，设置课程的微信订阅号来发布任务，便于学生随时随地获取，如图1所示。在大学生普遍使用手机微信的环境下，利用微信订阅号来发布任务的方式可以有效提高任务发布的及时性与送达率。同时，要将本任务的学习资源如微课视频、图文教学资源也提供给学生。教学实践证明，仅仅是发布任务与提供学习资源，对于自主学习能力比较欠缺的高职学生而言是不够的。因此，设置“请解决”环节，以递进的方式提出本任务需解决的问题，引导学生在学习资源中寻找问题的答案，如图1所示。本任务设置四个由浅入深的问题：

1）哪些电气主接线形式可以解决母线故障全站停电的问题？

2）哪些电气主接线形式可以解决母线故障对应出线长时间停电的问题？

3）哪些电气主接线形式可以解决出线断路器检修，该出线停电的问题？

4）哪些电气主接线可以解决占地面积大的问题？

这样可以有效提高学生课前预习的积极性，不仅完成知识目标的培养，也完成本任务素质目标“学生自主学习能力”的培养。

电气主接线基本形式认知  从課前“请解决”环节转入课中学习环节，教师首先测试预习效果，针对共性问题予以解答。在本任务中，多数学生可以通过课前引入正确掌握电气主接线有哪些基本形式，也能明白应从安全、可靠、经济、方便四个方面来分析不同主接线形式之间的差别。但面对静态图形，学生分析起来枯燥乏味且容易出错。因此，教师借助电气主接线形式Flash（图2），形象观察停电的时间及范围、倒闸操作过程，直观地展示不同电气主接线基本形式的特征，从而分析得到其对应适用范围，突破教学重点。

电站完整主接线认知  电气主接线基本形式相当于单块的积木，而要构成完整的建筑，是需要多个积木块组建而成的。但是对真实电站缺乏了解的学生，往往较难考虑整体布局中的安全性、规范性、实用性要求。针对这个问题，若能够带领学生到电站实地观察，会是有效的解决办法。但是考虑到电站运行环境的高安全性要求与学生人数较多导致的不可控因素之间的矛盾，利用电站三维实景仿真系统（图3）更能满足教学的需要。通过该仿真系统，学生可以将电气主接线图与实际电气设备联系起来，对电气主接线方案的认识从抽象到具体。

原始资料分析  进入原始资料分析环节，学生需要对自己选择的设计任务从地质气象、电力系统资料和负荷资料等方面进行分析，根据设计规范确定要使用的电气主接线基本形式。而厚重的设计手册不便于携带，改为提供电子手册更简单快捷，如图4所示。

仿真设计  在确定了主接线基本形式之后，学生应完成本任务电气主接线方案图的绘制。但是直接运用绘图软件制图一般耗时较长，并且难以规范绘制图纸。因此，开发电气主接线仿真设计平台，学生可以利用平台中训练模式提供的接线单元直接拖拽到界面上“组装”设计图，如图5所示。通过模块化的拼图操作，能够加快绘图速度，降低制图难度。同时，通过接线单元的限制，规范设计图中各电气设备之间的连接，从而使学生能更容易形成正确的设计思路，绘制出规范的电气主接线方案简图，破解教学难点。

图纸绘制  通过仿真设计检查设计方案无误后，通过比较分析，将最优方案绘制成CAD图纸。为了增加绘图环节的趣味性，也培养学生严谨审慎的素质目标，设置“请找碴儿”环节，要求不同小组相互检查设计图纸并根据出错数评分。

考核评价  根据设计图纸的评分，可以完成本任务能力目标与素质目标的评价，但是不能忽略知识目标的考核。针对学生历来对知识点训练和测试积极性不高的问题，自主开发基于手机应用的攻关游戏型课程训练与测试系统。该系统设置闯关与随机两种模式，如图6所示。闯关模式提供五条生命值，若答题错误次数超过给定值则必须重新闯关，如图7所示。随机模式实际上是答题无尽模式，答对越多的题则积分越高，在排行榜中的名次越好，如图8所示。利用闯关模式作为学生完成知识目标考核的必选方式，而利用随机模式激发学生的竞争意识和多答题意识，熟练巩固知识目标的学习。

课后扩展  课后，教师利用微信订阅号布置拓展任务——某变电站完成电气主接线方案设计。通过对比，发现水电站与变电站电气主接线方案设计中的异同。如遇到问题，可通过微信订阅号提问，方便教师进行实时解答，如图9所示。

4 教学特色

上述教学设计符合学生的认知规律和学习习惯，多种信息技术的引入，有效解决了设计类课程在利用常规教学手段授课时遇到的困难。水电站三维实景仿真系统帮助学生在绝对安全的前提下全方位立体化地建立整体布局观;教师自主开发的电气主接线仿真设计平台，其图形化操作帮助初学者实现规范合理设计;同样自主开发的基于手机应用的攻关游戏型课程训练及测试系统，提高了学生参与测试与训练的积极性;运用微信平台推送资源以及答疑，起到精准控制学习节奏、及时提供学习资源、切实达成交互式学习的目的。通过教学实施，可以证明优化后的教学设计有效激发了学生的学习积极性，改善了教学效果，提高了教学质量。■

参考文献

[1]马箐，鲍家泽，包峥嵘.高职院校课程信息化教学设计过程研究[J].扬州教育学院学报，2017，35（4）：64-67.

[2]孔凌鹤.信息化教学的行动研究[J].中国成人教育，2018（8）：87-89.

[3]冯晓虹.高校信息化教学的应用效应探究[J].中国成人教育，2015（12）：133-134.