职业教育新形态教材建设研究——以《列车自动控制系统维护》教材为例

杨绚 李莉 李桃

(北京交通运输职业学院 城市轨道交通学院,北京 100096)

随着教材开发成为国家职业教育“三教改革”的重要一环,各类新形态教材应运而生。新形态教材内容上凸显职业教育特色,教材开发上突出强调教材科学性、实用性,落实立德树人根本任务,注重职业技能型人才职业素养,为职业教育改革提供基础,因此,新形态教材开发成为关注重点[1]。我国教材形式的发展大致经历了传统纸质教材、电子化教材、立体化教材和数字化教材四个阶段,其中立体化教材和数字化教材被统称为新形态教材。新形态教材具有教材结构新颖、呈现方式多样、资源丰富、可供交互式移动式在线服务等特征;新形态教材还具有动态性,可随产业发展和岗位变迁,实时进行资源调整与更新;内容选取保持对接行业标准、岗位标准,融合岗位典型工作任务,紧随当今行业日新月异的发展,与技术变革相适应。新形态教材是教学改革的物化成果,也是课堂革命的重要载体。

1 新形态教材开发面临的主要问题

当前,新形态教材开发经验尚不够成熟,难以突破传统教材开发思路,内容重理论轻实践,不能体现职教课改强调的“做中学、做中教”的理念。编写模式单一,缺少立体化教材资源,未能突出职业特点。对新形态教材缺乏理论性、系统性的研究,容易导致教材开发导向不明确,与教学需求相脱离的情况[2]。

主要问题包括:(1)追求理想“范式”,只改变教材的外在形态,并没有在本质上改变教材的组织逻辑,即使是实践导向类型的课程也难以打破学科课程结构的逻辑壁垒,难以做到任务驱动、以技能训练为中心。(2)教材开发过程产教融合、校企合作执行不彻底,教材无法体现具体工作过程,导致学生难以将教材所学内容与生产实际结合起来。(3)随着新形态教材的开发,数字化资源和多媒体教材产品迅速发展。新形态教材电子转型中存在电子资源针对性不足、数字化资源的使用缺乏交互性、内容与教学需求相脱离的现象[3]。

2 新形态教材开发基本原则

为使职业教育新形态教材匹配其内涵特征,适应职业教育教学需求,在新形态教材开发过程中,应遵循“五个一体化”原则,即职业教材开发应实现建设目标与职业需求一体化,模块划分与岗位任务一体化,教材内容与职业标准一体化,教材体例与教学模式一体化,资源建设与岗位发展一体化[4]。

2.1 建设目标与职业需求相匹配

以综合职业能力培养为目标,建设校企双元合作开发机制,以典型工作任务为载体,职业能力清单为基础,根据职业需求制定教材建设目标。确保教材建设的目标与企业需求相匹配,促进产教融合。

我国正处于产业转型升级重要阶段。为适应我国轨道交通行业新技术、新工艺迭代快的特征,在编写《列车自动控制系统维护》教材过程中,通过校企深度合作,充分调研行业需求。“列车自动控制系统维护”是城市轨道交通通信信号技术专业的一门专业核心课,是从事城市轨道交通通信信号维护技术岗位工作必须学习的课程。教材编写前,首先进行智慧运营条件下通信信号技术专业相关岗位能力模型分析,确定目标岗位胜任力、岗位能力新要求,进而确定能力素质要求等。教材开发结合初级信号工岗位工作任务和技术技能要求、行业企业标准中关于职业技能的标准规定,综合确定课程内容。

2.2 模块划分与岗位任务相对应

根据工作任务和工作过程设计模块化学习任务。教材模块是教学内容的主要载体,教材模块划分应对应岗位的典型工作任务,根据典型工作任务的划分原则确定教材模块划分方法。

依据企业地铁信号工岗位典型工作任务,岗位强调设备故障诊断检修实操技能培养。《列车自动控制系统维护》教材以设备故障诊断检修为主线,依照企业“区域责任制”要求,构建中心、车站、车载、全线四个模块,逻辑关系相互衔接、逐级递进。任务设置源于列车自动控制系统维护高频工作,对照企业真实维护案例,依照知识由浅入深、能力由易到难的递进式顺序设计任务。教材划分为4个项目,每个项目设置3至4个任务,如图1所示。

图1 《列车自动控制系统维护》教材任务分析

2.3 教材内容与岗位能力相一致

教材内容是教材建设的中心,模块划分、教材体例建设、资源建设均为教材内容呈现奠定基础。教材内容通过分析典型工作任务中所包括的知识点、能力点进行设计。

通过校企深度合作,分析地铁信号工岗位职业所需专业知识、专项技能与综合素质,融入企业真实工作场景、工作过程、岗位标准、信号工职业资格证书要求等内容。以胜任城市轨道交通信号工岗位能力为目标,教材根据实际工作内容创建故障诊断检修任务,任务过程确保内容点的覆盖与新技术的融入。如车载检修任务设计内容由“速度检测—位置确定—自动驾驶实现”功能点次递展开,融入无人驾驶车载设备新技术,与岗位需求对接,重在培养列车自动控制系统故障预判、分析、诊断和修复能力。任务点设置重点融入劳动教育、职业道德和创新精神,力促学生达到列车自动控制系统维护过程德技并修、知行合一的目标。在实际故障案例中启发学生主动学习,故障机理挖掘中拓展深度思考,处置流程总结完善中提升职业自信。坚持以信号工岗位“精准控制、劳动工匠”的素养目标作为教学理念,结合五育并举,在教材内容中落实课程思政。校企双导师共同进行教材思政融入设计,从职业素养的角度设计教材内容。

2.4 教材体例与教学模式同向同行

近年来职业教育教学形成自主发现式、导学式、系统接受式、问答式等多种教学模式。在建设教材体例过程中,需明确学生与教师的个性化需求,在确定如何使用新形态教材进行教学的基础上设计教材体例,确保教学模式与教材体例相匹配。

以推动课堂改革为目标,为适应“列车自动控制系统维护”课程任务驱动教学模式,《列车自动控制系统维护》教材体例设计以任务驱动为主线,按照“情景引入→任务分析→计划决策→操作实战→交付评价”任务环节,对标地铁运营企业信号维修技术岗位工作进行情景设计。通过以任务驱动为主线的体例设计,推动任务驱动教学模式的完善,建立完整闭环教学系统。

2.5 立体化资源建设与岗位发展相适应

立体化资源的使用可以有效增强学习效能。在立体化资源建设过程中,需紧随职业岗位需求,以企业培训指导手册等为指导,建设符合岗位标准化操作要求的立体化资源。同时考虑充分发挥立体化资源更新快的优势,通过教学平台,利用互联网实现资源的动态管理,随岗位发展、技术革新等实时更新资源。

随教材开发搭建城市轨道交通专业教学资源库。资源建设过程中融入岗位新技术,强调思政目标,通过《列车自动控制系统维护》教材配套视频展现列车自动驾驶主机大脑核心功能、高精密芯片操作技能。列车自动驾驶主机大脑是保障乘客安全的关键,通过自主设计情况和主要功能的介绍,激发学生的民族自豪感、爱国情怀,强化安全责任意识。通过播放劳动模范带领团队精准操作,完成芯片烧写及测试的标准作业视频,让学生感受工作中攻坚克难、精益求精的职业精神。借助教学资源平台、VR仿真软件等信息化手段,提升学生排故逻辑思维能力和岗位工作实践体验,了解并掌握行业技术革新的情况。

3 新形态教材开发方法

教材开发与课程开发紧密联系,教材开发理念与课程开发一致。在坚持“五个一体化”原则的条件下,教材开发分为“任务开发—体例设计—情景设计—资料开发—资源建设”五个阶段,如图2所示。

图2 教材开发设计流程

3.1 学习任务开发

任务分析决定了教材与岗位需求的贴合度,尽可能引入真实工作任务,给学生创建真实工作情景。将明确的工作岗位任务直接转换为教学实施中的任务,任务过程需要考虑组织方式、工作过程、工作内容、工作要求等。组织方式指的是明确任务过程中的工作分配和相关责任,以决定后续工作任务完成中需要哪些角色,确定在任务开发中需要哪些岗位专家合作完成。在人员分析的基础上,通过与在岗人员共同协商确定工作过程,即从任务开始到任务交付需要进行的完整工作流程。工作内容即工作人员在任务过程中具体做的事情,是教材内容的核心。按照工作过程依次梳理,以此明确教材的任务点和知识点。工作要求指对任务完成过程以及完成结果的要求,包括企业对各项工作任务的要求以及学校或个人对任务的要求,根据工作过程和工作对象一一制定[5]。

以《列车自动控制系统维护》教材项目三“车载列控设备故障诊断检修”为例,按照企业典型工作任务,车载列控设备故障诊断检修包括速度检测、位置确定、自动驾驶实现三大部分内容。以速度监控故障诊断检修任务为例,首先需要确定速度监控故障可能的影响范围、可能的故障现象、需要进行故障检修的人员;其次确定如何进行相关设备的检测;再次是故障修复需要具备哪些基本技能,涉及到哪些基本知识点;最后是工作完成后需要进行的故障修复确认,包括任务完成过程的复盘、登记销记等任务内容。

3.2 教材体例设计

教材体例的构建充分匹配新课堂教学模式。通过学材应用,可以帮助学生进一步明确学习目标,解决为什么学、学什么、怎么学的问题,提高学习过程中发现问题、提出问题、解决问题的能力。为充分体现以学生为主体的教学,教材体例创建尤为重要。每个学习项目按照顺序可由项目介绍、对项目学习目标的描述、项目的组织形式和方法的要求、项目学习情景、本项目学业评价方法、构成该项目各子任务的任务手册、知识拓展、知识点总结、课后练习等构成。其中任务手册由按照情景来分类的任务构成,每个任务包括任务情景的描述、任务目标、任务资讯、任务分组、工作准备、工作计划、工作实施、质量验收以及评价等。

《列车自动控制系统维护》教材体例根据课程任务驱动教学模式设定。包括项目导入、知识准备以及任务实施三大模块。其中项目导入部分包含项目介绍、知识体系、任务目标、情景导入;知识准备涵盖任务分析过程中所确定的知识能力目标点,知识目标主要在理论准备部分覆盖,能力目标在实践技能部分体现,如图3所示。

图3 《列车自动控制系统维护》教材体例设计

在任务实施中,推行“新课堂”教学模式。教师下发任务工单,通过任务资讯,引导学生利用科学检索方法查阅关键技术指标等。任务实施过程通过教材配套立体化资源,采用全景虚拟仿真软件打破空间限制,引导学生复现情景;通过小组讨论、企业导师点评引导学生制定检修方案,通过检查评估不断优化方案来培养学生精益求精的职业素养和工匠精神。按照计划与决策中制定的实操步骤实施任务,并如实记录,培养学生实事求是以及自主探索精神。任务工单设计如图4所示。

图4 《列车自动控制系统维护》任务工单设计

3.3 学习情景设计

学习情景的设计决定了教学组织的难易程度。学习情景可以分为导入情景和任务情景。导入情景对学生在学习过程中发挥主观能动性起到极大的促进作用。任务情景是依据教学任务,客观全面地反映工作任务所包含的职业岗位信息。任务情景是在工作任务的基础上,根据典型工作任务分析出具体的操作项目,情景中涵盖岗位职业需求的知识点、技能点,需要与学校、教师和学生的实际情况相适应。例如实训环境需满足情景对应的任务实施需要,考虑任务情景是否超过学生接受能力范围等。

《列车自动控制系统维护》教材情景设计源于岗位实际工作任务。例如某日上班高峰时段,自动驾驶列车A进站后未对准屏蔽门停车,车门边界超出屏蔽门30 cm,导致车门打开后被屏蔽门框遮挡,原1 m宽的车门仅剩余70 cm门洞作为上下车通道。在车站工作人员引导下,乘客有序上下车,但上下车时间超出预期,导致该列车未能正点发车。受列车A晚点影响,后方自动驾驶模式运行列车突发紧急制动。以此作为学习情景,引入列车进站精确停车任务学习。

3.4 教材资料开发

教材资料的选取对于学习过程起到非常重要的作用。学习资料的开发应通过企业调研或在校企协作的前提下进行。

按照教材资料在不同学习阶段的作用,分为引导性材料、知识点材料。引导性材料用于明确任务,使学生了解完整工作过程;引导性材料用于任务实施部分以及项目学习导入。引导性材料开发要求具备启发思考、承载任务过程的作用;知识点材料包括在完成任务过程中所需的方法、原理、步骤及操作要点等。知识点材料强调开发过程中的严谨性,务必保持与岗位标准相一致,并确保其在任务实施过程中的实用性和覆盖性。

《列车自动控制系统维护》教材编写采用双元协作模式,企业导师全程参与。选取实际故障案例,对标岗位标准故障检修“4A排故”流程,进一步细化规范操作环节。设置引导性案例,让学生认清不同地点、不同级别列车控制系统安全故障造成大规模人员滞留的巨大社会影响,违规操作造成的重大人员伤亡、财产损失,以及了解列车自动控制系统故障抢修案例。以企业故障诊断修复流程作为操作标准,让学生懂得敬畏规则,设立安全红线,深刻领悟职业精神与施工质量之间的联系。

3.5 教材资源建设

立体化资源在教材中的应用可以充分发挥信息技术的优势,将教材所呈现的内容形象化、具体化地展现出来。立体化资源的使用促使职业教育教材资源不断更新,提供学生自主学习、自主探索条件。教材资源的建设包括素材的收集与资源类型的选取。常用信息化资源类型主要包括微课、动画与仿真软件等。其中微课的核心组成是教学视频,微课建设5—8分钟为最佳,微课教学内容要求重点突出、主题集中。微课建设过程中,主讲人员根据微课主讲内容不同进行选择。针对理论性强的知识点,专业教师采用清晰的语言逻辑加上动画、PPT等进行微课展示;对于实践性较强的内容点,由有丰富实践经历的教师进行实操展示,并且对拍摄过程提出更高的要求。动画与仿真软件的建设过程匹配岗位需求和标准,突出专业特色,用于解决教学内容中重难点问题。软件开发重点打造自主、探索、互动的教学环境。

《列车自动控制系统维护》教材资源根据地铁信号岗位发展需求,通过校企共建同步建设学习平台和虚拟仿真软件。学习平台作为立体化资源的载体,紧随新技术新工艺的引入,随时添加更多的列车自动控制系统的运行数据和列车自动运行场景,建立更为丰富的维修案例库。建设虚拟仿真、动画、微课等,针对城市轨道交通企业设备抢修维护中的实际需要进行设计完善;同时,注重多岗位协同工作的维修方案的呈现并实时更新,通过立体化资源使学生获得更贴合企业工作实际的体验。从而破解城市轨道交通自动控制系统场景难再现、影响大的实操难题,助力实训实习,感悟列车控制系统维护技术人员的社会担当与责任。

4 结语

本文对新形态教材建设进行了探究,明确了“五个一体化”的职业教育教材建设原则,探索出适应现代职业教育的新形态教材“任务开发—体例设计—情景设计—资料开发—资源建设”分步开发的方法。按照该步骤和“五个一体化”原则开发的《列车自动控制系统维护》教材,实现了教材任务与企业实际任务衔接、校企共同执行教材任务设计,实现了教材到学材的转变。新形态教材建设促进了教学过程与生产过程对接,给学生带来深刻的教学与工作结合的体验。