电气工程CAD课程项目化教学改革实践研究

刘 凯

(四川水利职业技术学院电力工程学院,四川 都江堰 611830)

0 引言

《电气工程CAD》是电力专业学生必修的一门技术基础课程,主要研究各种电气工程图的识读和CAD绘制。应用AutoCAD软件绘制出标准的电气工程图,是每一位电力工程技术人员必备的职业岗位技能。随着国家大力发展职业教育,职业教育越来越重视培养学生的职业素质和实际工作能力。而原来的《电气工程CAD》教材采用循序渐进地讲解AutoCAD命令操作,这使得在解决实际项目问题时知识点支离破碎,不能形成解决实际项目问题的整体方案。因此,笔者在教学中对《电气工程CAD》的教材进行重新编排,以真实变电站各类电气工程技术图分类项目,重新组织AutoCAD命令操作中的知识点,以使知识点融合在项目中,解决职业岗位中具体的电气工程图的识读和CAD绘制。

1 《电气工程CAD》课程项目化教学改革的具体实施

传统章节的课堂教学模式与实际工程项目严重脱节,不能保证技能培养目标,难以提高学生的学习兴趣。在以“学习内容项目化,通过任务完成训练实现技能提升”为理念的项目化课程教学改革中,《电气工程CAD》课程是根据电力企业的实际项目任务提炼出来,教学模式相应变化为具体的工作流程,实现技能训练、理论学习相结合的项目化教学改革。

1.1 《电气工程CAD》课程的教学内容改革

《电气工程CAD》课程以“能力本位”为主导重构课程,通过建立行动导向有效课堂教学模型,进行项目化课程设计,将工匠精神和敬业精神内涵融入课程教学中。通过四川电力协会行业分析、电力企业调研和开展电气工程师技能大师座谈会,开发出18个项目任务对接职业发展岗位的教学目标,并在智慧职教平台上线慕课,涉及AutoCAD的安装、设置技能,电气接线图、电气设备平面布置图、电气设备剖面布置图、电气设备安装图、电气设备基础图、电气设备结构图的识读和CAD绘制技能[1]。

课程主要以“电气接线图→电气设备布置图→电气设备安装图→电气设备基础图→电气设备结构图”整套变电站电气工程图纸的识读和绘制为教学认知目标;以训练“CAD软件设置→CAD命令操作→电气工程图CAD绘制→电气工程图CAD打印”的CAD软件实操能力为教学技能目标;以培养具有“自主学习→团队协作→职业规范→爱岗敬业”的职业素养为教学素质目标;以成长为具有“工匠精神→笃学报国→文化自信→民族自豪”有知识、有技能、爱党爱国的新时代职业人为教学思政目标(图1)。在线上线下的教学过程中,教师以项目任务为主导,学生通过在“练中学,学中练”的理念,完成实际的项目任务,既学到了专业知识和工程技能,还培养了学生之间的团结协作意识和自我学习能力。

图1 《电气工程CAD》课程项目化设计

1.2 《电气工程CAD》课程的教学方法改革

本课程由电力工程学院组织专业教师和电力行业专家,根据企业实际情况制定课程标准、项目化课程知识目标、职业技能目标和教学案例,再由教研室研讨具体教学设计方案。教研室全体教师分任务协作完成教学计划、教案、PPT、微课、思政元素、练习题、测试题等各项教学准备工作,并上传至线上资源库。每期教学过程中,教研室组织团队教师根据具体情况进行教学总结、反思,及时对相关教学资源进行更新。

本课程以电力企业实际项目任务为主,在教学过程中,通过七个学习活动:明确任务、观摩实物现场、制定绘制方案、学习CAD命令、绘制过程、成果展示、评价反馈等学习过程开展教学[2]。本文以项目任务“110kV电流互感器安装图”为例,按照整个项目的安装流程组织教学过程。

学习活动一:线上提出“绘制110kV电流互感器安装图”工作任务,明确学习目标。工作任务描述为:某电力建设企业提出110kV电流互感器安装需求,要求3d内完成相关图纸的绘制工作。教师引导学生分析110kV电流互感器安装要求,通过分组合作的方式,查阅相关资料,包括电流互感器的原理、结构,场地条件、安装要求、设备人员调配及各类电流互感器安装图样例等内容。

学习活动二:观摩各型电流互感器实物及视频。到校内实训基地仔细观看变电站里的电流互感器实物,反复观看专业教学资源库里的电流互感器视频及仿真动画。

学习活动三:任务分析及制定绘制方案。包括图纸格式、标题栏填写、视图表达方式的选择,绘制方案由各小组协作制定,并在线上进行展示及讨论,由教师在线上线下评价,指导学生选择合理的绘制方案。

学习活动四:确定了绘制方案后,在线上资源库学习相关的AutoCAD命令操作。这是实现“绘制110kV电流互感器安装图”的重要基础。其中,关于图层设置、文字书写、尺寸样式、表格填写等内容需要重点学习和讨论。

学习活动五:电流互感器安装图绘制过程。各小组根据110kV电流互感器安装图的特点,分析图形需使用的CAD相关命令,根据所学命令操作方法,从主要视图到局部视图,从图线到尺寸再到文字的顺序逐步完善整张安装图。在绘制过程中,教师线下指导、线上点评,教师对每个小组学生所表现的专业技能、绘制熟练程度和团结协作能力进行统计。

学习活动六:图纸标准化反馈和成果展示。各小组将绘制的110kV电流互感器安装图上传至云班课作业提交平台,在多媒体大屏幕打开展示,在云班课随机抽学生讲解,内容包括:小组分工协作情况、收集资讯情况、图纸的绘制过程、完成任务过程中的收获及体会,以及存在的问题和后续的改进措施。在成果展示及汇报过程中进行各小组的互评和教师评价。最后,由老师总结,提升学习效果,增强学生的思考能力。

学习活动七:形成学习成果,工作任务完成后打印出学习成果,优秀作品上传教学资源库作为下一级学生参考。

2 《电气工程CAD》课程教学的评价体系改革

对接职业岗位能力,结合学习者能力分类特点,由校企共同进行分层考核,确定学习者所具备的知识与技能对应的职业岗位要求。在产教融合模式下,探索企业深度参与的课程培养目标考核体系的搭建,通过考核过程企业专家的筛选管理办法、学生考核实施过程标准化设计和实施方案的有效制定,保障学生学习能力与行业产业需求紧密结合。

为了使课程线上项目内容符合有效的思政引导作用,本课程通过一系列的考核评价,方便教师随时了解课程教学思政目标的完成度[3]。

诊断性评价:在云班课和智慧职教平台里,通过设计的开课前和开课后线上问卷,设计好对学生“思想道德”的内化程度能够进行“量化评价”的各项问题,以此来判断学生的思想活动情况[4]。

形成性评价:在云班课平台线上课堂活动中,通过学生线上参与情况、教学过程的记录,线下学习行为的观察进行评价和反馈。

终结性评价:在智慧职教平台通过学生完成线上表格的各种量化考核、撰写评价,并结合诊断性评价及形成性评价的结果,最终给予学生定性或定量的评价成绩[5]评价体系见图2。

图2 《电气工程CAD》课程教学评价体系

3 《电气工程CAD》项目化教学改革的成效

3.1 课程项目化教改成果

《电气工程CAD》课程逐渐建设成为四川省课程思政示范项目、四川省职业教育精品在线开放课程和全国高职职业岗位能力标杆精品课。

3.2 教学效果

本课程在电力工程学院相关专业的教学中进行试点和应用,学生对课程内容、教学方法、教学效果均感到满意。最近两学期,校内学生评分在96分以上,处于全校评分统计90%以上水平。在智慧职教慕课累计在线学习4 822人,线上课程师生累计互动15 959次,累计日志总数201 467次。

近年,四川水利职业技术学院三维建模协会通过学习本课程参加四川省成图大赛和全国成图大赛,共有33人次获得团体和个人一、二、三等奖共27项。学生的专业素质普遍得到提高,毕业生到供电局、电力设计院、电力建设企业、发电厂从事设计、施工、管理相关岗位的比例明显增加,并广泛受到用人单位的好评。

3.3 课程示范引领

在智慧职教MOOC平台使用本课程的学校有安徽职业技术学院等共1 667所学校,MOOC选课总人数4 222人;SPOC引用本课程的学校有河北建材职业技术学院等共11所学校,SPOC选课总人数533人,课程资源在全国水利电力相关高职院校中得到了广泛应用。

3.4 技术支持服务

本课程在师资、实践条件建设等方面的建设成果为开展社会培训、技术咨询及参与企业技术研发等提供了较好的支撑。在充分保证学生职业技能训练的前提下,积极面向社会,特别是四川甘孜、阿坝、凉山等少数民族地区的水利水电行业开展培训等工作,带动了专业、学院及行业共同做好社会服务工作,为提升职业教育的整体社会服务能力起到了示范和推广作用。

4 结论

(1)通过《电气工程CAD》专业基础课程的项目化改革实践研究,解决了专业基础课偏理论教学、脱离职业岗位实践的教学痛点。

(2)通过《电气工程CAD》课程线上教学资源的建设,与线下课堂教学和职业岗位技能培训相结合的实践运用,既提升了教师教学能力,又使学生获得了很好的学习效果。