基于CDIO 理念的“电力机车控制”课程教学改革探索

李 燕 吴 冰

0 引言

“电力机车控制”课程是我校铁道机车专业的一门专业核心课，内容包括电力机车电气控制理论知识与电力机车的电气调试，通过该课程内容的学习，使学生不但能够掌握电力机车控制及试验的专业知识和专业技能，还能够全面培养其团队协作、表达分析、PDCA 的工作方法等综合素质。使学生具备机车运用、制造、检修等岗位所需要的各项工作技能。

1 课程教学现状

本门课程开设在大二下学期，主要分析电力机车主电路、辅助电路、控制电路及显示电路，涉及的知识点非常多，与之前所学课程内容联系紧密，比如在学习主电路时，要用到电工基础的知识，电力电子技术知识、牵引电器的知识以及电气控制的知识。这其中大部分课程都开在大一下学期，学生普遍都忘得差不多了，所以学新课倍感吃力。忘了旧的，听不懂新的，因而造成恶性循环，严重影响教学效果。

教学内容方面，近几年学院也做了调整，增加了试验的项目，但所占课时总量仍不多，仍以理论讲授为主，我们面对的高职学生，不喜欢听理论，但喜欢动手。因此，纯理论的课堂上极易走神，玩手机、听音乐现象屡禁不止，学习效率极低。虽然开设了试验课，但由于试验时间少，实训设备的限制，加之学生学习积极性本就不高，自制力差，大多数学生只看老师操作或其他同学操作，自己根本没有动过手。所以课程学完了，好一点的最多能背几个电路的工作原理。

在考核方式上，虽然加入了过程考核，但所占比例不大，分数分配也不合理，而且过程考核中学生实践部分和平时课堂表现各占一半。学生的最终成绩也还是以期末的理论考试为主。有些学生为了得高分，就在考试前死记硬背也能有好成绩。因此，学生学过之后，到了实际工作岗位操作时显得手足无措，更不能运用所学的理论知识排查机车的电气线路故障，与企业的要求相差甚远。

2 C DIO 模式课程教学改革

针对“电力机车控制”课程目前在教学中存在的问题，根据课程人才培养目标，本文基于CDIO 理念，对该课程的教学内容、教学组织、教学方法、考核方式进行了改革探索。

2.1 教学内容设计

CDIO 工程教育模式由麻省理工学院和瑞典皇家理工学院创立[1]，它从构思（Conceive）-设计（Design）- 实现（Implement）- 运作（Operate）4 个层面将知识、技能和素质的培养紧密结合起来。这种模式以工程项目从研发到完成的全过程为载体，使学生在实践项目中学习工程基础知识，提升工程实践能力、解决复杂工程问题能力和综合创新创造能力[2]。CDIO 教学模式强调学生以实践与理论课程之间有机联系的方式学习，在此基础之上不断激发学习热情，进而鼓励学生主动学习[3]。实践证明，这种教育模式在培养学生的团队协作能力、理论联系实际能力、综合解决问题能力以及创新能力方面都有显著的效果，按这种模式培养出来的高校毕业生也受到了用人单位的广泛好评。

根据CDIO 工程教育理念，结合本“电力机车控制”课程的内容特点，以及课程培养目标本文将教学内容进行重新整合，以电力机车试验为载体，分为六个项目：项目一，总体整备试验，项目二，低压辅机试验，项目三，调速试验，项目四，低压试验，项目五，高压试验，项目六，机车电气线路故障排查。每个项目都包含课程标准中所对应的知识点，难度由浅到深，层层递进，学生必须掌握项目中所有的知识点，才能顺利地完成项目中设定的子任务，所有的子任务完成，才能进行下一个项目。

根据学生的特点，教学方法采用线上线下结合，理论与实际结合，让学生在学中做，在做中学[4]。利用互联网、在线开放课程等信息化教学手段辅助教学，使老师能与学生保持时时互动，及时发现学生在学习中出现的问题，以便调整教学内容，充分调动学生的学习积极性、主动性，提高学习效率。

2.2 实施过程

下面以低压试验为例说明课程的实施。

1）课前

在云课堂上发布学习任务。为本课程开发的在线开放课程中上传了相应的学习资料，包括视频、微课，学生三人一组分组学习，有问题可以在云端讨论区留言，辅导老师在网上逐一回答同学们的问题，根据学生的问题随时补充学习资源。学生学习任务完成后，要进行线上理论测试，合格后可进行线上模拟仿真低压试验操作。最后将仿真操作中出现的问题和经验写进试验报告上交给老师。

2）课中

实操环节全部在实训室完成。教师利用云课堂完成签到，并首先对课前学习情况进行总结，对学生疑问较多的知识点进行解答，通过云课堂发布头脑风暴，检验学生对知识点理解情况。而后下发任务单1。完成以下任务：

（1）对照实物说明劈相机的起动过程。（2）对照实物说明通风机的起动现象。

（3）对照实物阐述接地保护电路工作原理。

学生按老师安排好的三人一组，分工协作完成任务：一人在司机台前指示，一人在机械间指示，一人解说。同时，其他小组做评委进行评分，教师全程监督并根据各小组同学的表现分别给分。任务单1 完成后，下发任务单2。任务单2 有两个子任务：

（1）完成低压试验工艺文件的编写。

（2）进行低压试验操作。

第一步，老师要先进行演示，说明试验步骤及注意事项。然后播放故障视频，老师分析视频中出现在故障现象及处理方法。

第二步，由学生在规定的时间内完成工艺文件，并进行实物操作。学生操作时仍然是三人一组，一个人在司机操纵台前操作，一个人负责排故障，一个人主笔编写工艺文件。

3）课后

实训室采取全天对学生开放模式，学生可以通过预约进入实训室练习[5]，激发学生的学习积极性，充分利用学校的教学资源，但考虑到安全问题及降低设备的故障率，学生必须在电脑上模拟仿真操作没有问题，才能进行实物演练。

教师在云课堂上发布拓展学习内容，学生经过学习后，独立完成和谐型电力机车低压试验操作工艺文件的编写，巩固自己课上所学。

2.3 考核评价方式

本次“电力机车控制”课程改革，增加了对过程评价的考核力度，更注重考核学生在完成任务过程中所体现出的个人职业素养以及职业态度。过程评价所占比重80%，包括日常考勤，各个项目子任务完成情况，以及完成项目过程中的表现；理论考试采用线上测试的形式占20%。

课程评价主体由原来的单纯的教师评定，增加了学生小组互评和学生自我评价的方式。期望通过这种多维度的考核方式能使学生对各个教学环节引起重视，从而促进学生综合素质的提高。

3 结束语

基于CDIO 理念的电力机车控制课程设计改革，通过项目式教学，将课程的所有知识点融入不同的项目中，锻炼了学生理论联系实际的能力，实际操作能力，全方位多角度的评价机制，让学生在注重知识技能的同时，也增强了团队协作意识，更加关注提升自身的组织管理能力、创新能力等其他素质。