基于工作过程的“电力机车电机维护与检修”课程改革

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  摘要:基于工作过程的课程教学能够有效地提高学生的专业技能和职业岗位能力,符合高职的培养目标。从课程岗位调研、教学设计、教学资源准备、教学实践几方面具体介绍了基于工作过程的“电力机车电机维护与检修”课程改革方法,对同类课程的教学具有一定的指导和借鉴作用。
  关键词:课程改革;基于工作过程;电力机车电机维护与检修
  作者简介:陈湘(1967-),女,江苏泰州人,湖南铁路科技职业技术学院机车车辆系,副教授。(湖南 株洲 412000)欧阳广(1965-),男,湖南衡阳人,湖南化工职业技术学院信息工程系,副教授。(湖南 株洲 412004)
  项目资助:本文系湖南省“十一五”重点建设项目“电气自动化省级专业带头人培养对象”、湖南省“十一五”重点建设项目“机车车辆省级精品专业”、湖南铁路科技职业技术学院教研教改项目“电力机车电机维护与检修”的研究成果。
  中图分类号:G642.3     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2011)21-0171-03
  
  “电力机车电机维护与检修”是湖南铁路科技职业技术学院机车车辆专业一门操作性和实践性非常强的专业核心课程。自2009年开始,基于职业岗位工作过程,对课程进行开发、设计与实践,受到了学生的普遍欢迎,取得了比较好的教学效果。课程改革主要分为岗位调研、教学设计、教学资源准备以及教学实践几个方面。
  一、岗位调研
  课程主要面向机车电工和力机车司机职业岗位,通过研究,确定的典型职业岗位为株洲机务段检修车间电机检修岗位,主要工作任务为:牵引电机的维护与检修、辅助电机的维护与检修、主变压器和电抗器的维护与检修,每个工作任务又包括解体、清扫、检测、故障诊断、检修、测试和组装等工作过程,依据每个工作过程必须的知识、技能和态度要求,确定了课程的培养目标:具有一定电力机车电机理论知识和较强实践操作技能、能够从事电力机车电机检修、机车电工、电力机车司机等相关职业岗位的应用性专门人才。
  二、教学设计
  教学设计是基于工作过程课程改革的重点和难点,主要包括教学内容设计、学习情境设计、考核标准设计。
  1.教学内容设计
  教学内容设计以岗位调研为基础,以完成典型职业岗位的能力要求为依据,以检修机车电机的工作过程为导向,同时遵循高职院校学生的认知规律,紧密结合机车电工、电力机车司机职业资格标准(中级)的要求,确定课程的工作项目和教学内容。课程每个项目的设计以工作过程中完整、具体的任务为中心,整合理论与实践内容,实现理论与实践的一体化。
  通过对株洲机务段检修车间电机检修岗位的能力要求分析,将课程内容归纳为牵引电机、辅助电机、主变压器和电抗器三大模块,设计了解体牵引电机、清扫牵引电机等十三个项目,项目设计以检修机车电机的工作过程为主要依据,项目完成的过程就是课程的学习过程。通过项目的训练,使学生基本能够适应典型职业岗位的能力需求。
  2.学习情境设计
  我国机车的发展经过了以东风型机车为代表的内燃牵引、以韶山型机车为代表的直流电力牵引到以和谐型机车为代表的交流电力牵引的过程,依照由简单到复杂的原则,设计了韶山型机车电机的维护与检修、和谐型机车电机的维护与检修、东风型机车电机的维护与检修三个学习情境。由于韶山型电力机车目前使用最广泛,在教学时,对“韶山型机车电机的维护与检修”学习情境重点介绍,引导学生熟悉并掌握基于工作过程的课程学习方法,教师“手牵手”带领学生完成学习任务;和谐型机车使用交流牵引,代表了当前我国机车的先进技术和发展方向,但由于该系列机车目前均在保修期内,机务段的维护和检修量不大,因此,教学时,“和谐型机车电机的维护与检修”学习情境由学生在教师的指导下以小组的形式完成,使学生学会“扶着走”,积极探索并思考;东风型机车属于内燃机车,按理不属于本课程的学习范围,但由于当前的各机务段内燃机车仍有比较大的份额,因此,将“东风型机车电机的维护与检修”作为拓展内容,完全由学生自主学习,使学生学会不依靠教师,能够“自己走”。
  每个学习情境对学习目标、教学内容、教学方法、教学条件、学生的知识和能力要求、教师的知识和能力要求均有具体而明确的说明。
  3.考核标准设计
  考核标准设计主要确定课程的考核对象、考核形式、考核内容和考核标准。
  “电力机车电机维护与检修”由学校专职教师、企业兼职教师、学习小组和学生本人共同进行考核。考核形式采用过程性考核与终结性考核相结合的方式,以过程性考核为主,权重为70%,包括了完成项目进行的“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”整个过程。考核内容包括学生对课程知识的掌握程度、技能操作的熟练程度、完成项目的态度及安全意识、质量意识等,每项考核内容均有明确的考核标准。以韶山型牵引电机的维护与检修模块中的“解体牵引电机”项目为例,“资讯”阶段的满分标准是:学生能够通过多种渠道了解韶山型电力机车牵引电机的结构和工作原理,了解解体牵引电机的主要设备和工具,清楚这些设备和工具的用途以使用方法;在“计划、决策”阶段的满分标准是:能够通过不断的修订和改进,制定比较合理的解体方案,思路清晰;在过程考核中,态度的满分标准是:积极参与小组的学习活动,积极、主动,自觉遵守相关规章制度,有很强的安全意识和质量意识。
  三、教学资源准备
  课程改革需要必须的资源作为教学基础与保障。基于工作过程的课程改革需要的教学资源主要包括课程标准、校本教材、教学引导文、教学设计方案等。
  1.课程标准
  课程标准是教学的指导性文件,主要对课程进行定位,明确课程目标、课程结构、课程内容,对课程实施提出建议。其中,课程目标是课程标准的核心内容,可以通过知识、技能、态度三要素表现,也可以分解为方法能力、社会能力和专业能力三个目标。
  在机务段进行电机的维护与检修,需要学生能利用牵引电动机、辅助电动机的相关知识,判断电机的常见故障,进行适当地处理,并且能够进行相关的测试与试验,这些岗位专业能力要求即为课程的专业能力目标。除此之外,本课程还包括自主学习能力等方法能力目标、沟通能力和团队协作精神等社会能力目标。
  2.校本教材
  校本教材指介绍课程主体知识的传统意义的教材,是学生的主要阅读材料。基于工作过程的课程教学目标和教学内容与传统的课程相比有本质的差异,使校本教材的体例和格式也发生了颠覆式的变化。
  “电力机车电机维护与检修”校本教材采用模块结构,分为牵引电机的维护与检修、交流辅助电机的维护与检修、主变压器和电抗器的维护与检修三个模块。每个模块由多个具体的学习型工作任务组成,依据相关工作岗位的工作顺序,结合学生的认知规律组织。
  教材内容主要根据完成具体工作任务需要的相关知识和技能进行遴选,做到“适当、够用”。以牵引电机模块的“任务三:使用和维护牵引电机”为例,根据完成任务需要的知识和技能,选择了“牵引电机的工作原理、工作特性、电力机车对牵引电机的要求、牵引电机常见故障现象以及判断、处理方法”等内容。尽量通过实物图片、特性曲线、表格阐述内容,做到简洁、通俗、易懂。
  3.教学引导文
  教学引导文是引导学生独立学习和工作的教学文件,和工作任务基本对应。
  每个引导文首先要明确通过完成工作任务需要实现的学习目标,然后根据完成工作任务的流程,从资讯、计划与决策、实施、检查与评估等四个阶段进行引导,在培养学生专业能力的同时,有效培养其方法能力和社会能力。下面以牵引电机模块的“任务二:清扫牵引电机”为例说明。
  资讯阶段的主要任务是收集清扫牵引电机需要的各种信息,包括清扫牵引电机的意义、清扫电机的常用工具及材料、牵引电机的结构(在前一个引导文中已经介绍)、清扫牵引电机的方法、清扫效果的检查以及绝缘电阻的测量等。以问答、填空、判断等多种形式引导学生了解相关信息。
  计划与决策阶段的主要任务是引导学生制定清扫牵引电机的方案,包括牵引电机的清扫范围、清扫牵引电机的方法、主要使用的清扫工具、清扫效果的判断。
  实施阶段指学生依据决策的内容完成工作任务。考虑到实施的内容和教学条件,分为校内实施和企业实施。校内实施内容为清扫较小功率的直流电动机,在学校的实训室进行,企业实施为清扫韶山机型的牵引电动机,在机务段的电机维修车间进行。
  检查与评估阶段重点引导学生对其资讯、计划、决策内容及实施的效果进行检查,及时发现不足并改进,对完成任务的情况进行评价。
  4.教学设计方案
  教学设计方案是组织课程教学的指导性文件,以工作任务为单位进行设计。
  除了传统教学方案中的学习目标、学习时间、教学方法与建议以外,基于工作过程的教学内容按照完成工作任务的“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六个步骤进行设计,以“小、辅修牵引电机”为例,其“资讯”阶段的教学内容包括牵引电机的小、辅修规程;检修工具及使用;牵引电机的检修流程及步骤;牵引电机的检修工艺;电机浸漆及烘干的操作规定。“计划、决策”阶段的教学内容主要有:检修工具的选用;牵引电机的小、辅修范围;牵引电机的小、辅修步骤;“检查与评估”阶段的主要内容有:电机检修方案是否合理;检修工具选用、使用是否合适等。
  四、教学实践
  教学实践是课程改革的关键,“电力机车电机维护与检修”是以“做”为主的课程,采取“小组教学法”。资讯、决策、实施和检查均以小组为单位进行。提倡各小组自行设计自己的标志性的图案和口号,如“腾飞”小组,以一列长了翅膀的动车作为其“LOGO”,以“有我在,火车跑得更快”作为其口号,充分地体现了专业的特点,充满了豪情和斗志。
  1.资讯
  资讯阶段主要培养学生收集信息、处理信息的能力。目前各铁路局正在使用的电力机车型号比较多,在课程教学的有限时间里只能以一种车型为案例,其余车型的电机均作为自主学习内容。
  从教学时间区分,资讯包括课内资讯和课外资讯。课内资讯主要有学生阅读教材、根据引导文查找相关问题的答案,遇到难点或是不清楚的地方,可以向老师寻求帮助,也可以通过小组讨论等方式获得答案;课外资讯包括学生上互联网查找相关信息、电话询问企业专家、到图书馆阅读相关资料等,学习过程中,我们指导并鼓励学生使用各类数字信息平台,比如“读秀”知识库、“万方数据库”以及湖南省教育厅推广的“职教新干线”等。
  2.计划与决策
  课程采用具体工作任务驱动教学法,每个任务都要求学生以资讯为前提,通过小组讨论和分析,作出完成任务的具体方案,然后将方案应用于实践,进行检验。
  教学时,考虑到课时的原因,将计划与决策合二为一。对于“解体、组装和清扫辅助电机”这类比较简单的工作任务,学生制定好计划后可以直接实施,然后进行总结和修订;对于“维护、检修牵引电机”这类比较复杂的工作任务,则先让各学习小组将制定的计划在班上进行汇报,由同学进行充分讨论与评价。通过对同一问题的反复交流,学生在任务实施前通常能够比较熟悉相关操作,避免了到企业实施时的盲目性,提高了实施的安全性和可靠性,在一定程度保证了学习效果。
  3.实施
  工作任务的实施是将掌握的课程理论应用于实践的过程,是教学改革中最核心的环节。根据课程的内容特点和教学条件,可分为校内实施和企业实施。
  以辅助电机模块的“任务一:解体、组装交流辅助电机”为例,我们首先利用一些废弃的壁扇和吊扇,在校内实训室供学生进行拆装练习。由于学生对电风扇比较熟悉,加上电风扇本身的结构比较简单,学生操作起来干劲十足。拆装完电风扇,再安排学生拆装功率较大的三相异步电动机,引导学生比较单相异步电动机和大型三相异步电动机在结构、工作原理上的区别以及拆装工具、拆装步骤方面的差异。
  企业实施在株洲机务段进行,以旁站实施为主。为了保证现场实施的效果,可专门聘请现场专家进行演示和讲解,与学生充分沟通和交流。
  4.检查与评估
  检查与评估主要是教师或现场专家检查学生完成任务的情况,提出改进意见。由于课程教学以小组的形式进行,教师只对小组完成任务的情况进行检查与评估,小组再对每个成员进行检查和评估。在资讯阶段主要检查学生是否进行了前期准备、是否通过多种渠道获得相关知识;在计划与决策阶段主要检查学生制定的牵引电机清扫方案是否规范、合理、可操作性强,是否考虑了文明操作和安全操作的要求。对于比较复杂的工作任务,各学习小组制定的计划必须向全班进行汇报,因此,汇报质量也作为评价项目的内容;在实施过程中,检查的项目包括绝缘电阻的测量、工具的选用和使用、清扫电机的方法、清扫电机的效果、部件摆放、工具收拾;检查与评估时填写的相关表格、相关记录也是检查与评估阶段的评价内容。
  五、课程改革感想
  两年多的教学实践表明:“电力机车电机维护与检修”课程教学改革符合高职的教学目标和学生的学习特点,受到了学生的普遍喜爱和企业专家的充分肯定,是今后课程教学的方向。总结课程教学,有几点比较深的体会:
  一是教师角色的多样化。首先,教师要对课程进行整体设计、安排与准备,是策划;在学生进行资讯时,教师是顾问,负责答疑解惑;在学生制定计划时,教师是参谋,适当进行指点;在学生进行汇报时,教师是主持人,掌控节奏、活跃气氛,尽量使更多的同学交流和参与;在实施计划时,教师是师傅,给学生示范与演示;在检查与评估时,教师又是裁判,对每个小组完成任务的情况进行评价。因此,课程改革在锻炼学生能力的同时,教师的能力也得到了充分的锻炼和提高。
  二是教师职责的改变。以前说到教师的职责通常是教好书,一位认真备课、细心讲解、耐心答疑的教师毫无疑问是一位好教师。但是,通过课程改革,感觉到和传授知识相比,教师更重要的是教给学生方法,培养学生的自主学习能力、团队协作能力、沟通交流能力,俗话说“授人鱼不如授人渔”。在当今科学技术飞速发展的时代,新知识、新技术、新设备、新工艺层出不穷,如果教师只是满足于当一名“教书匠”,通过灌输使学生掌握相关知识,那么,学生将面临的是极有限的知识和无限的发展空间的矛盾,显然很难应付。新时期的好教师应该具有先进的教学理念,掌握先进的教学手段和教学方法,当然还应该熟悉先进的知识与技能。如果说每位学生就是一列机车,教师的职责不是推动机车前行,而是帮助学生认清目标、积蓄能量,然后发动电机,让列车自己沿着既定的目标奋勇前行。
  三是教师教学地位的改变。传统教学中,教师是主体,是课堂的主宰。而在基于工作过程的课程教学中,学生是主体,每位同学将参与从资讯、计划、实施到评价的整个教学过程,是真正的主人。看着学生们在图书馆和机房忙忙碌碌地查阅资料,在教室热烈地讨论、慷慨地陈词,在实训室熟练地操作,在企业专注地观察和记录,积极而认真,然后逐步变得能干而自信,心里有说不出的欢喜。这就是一名普通教师的幸福和教学改革的动力吧。
  
  参考文献:
  [1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.
  [2]陈湘.基于工作过程的高职实践类教材改革[J].职业教育研究,2010,(12).
  [3]陈湘.电力机车电机维护与检修[M].校本教材,2010.
  [4]陈湘.基于职业岗位能力的《电机及应用》校本教材的开发[J].中国电力教育,2008,(10).
  (责任编辑:刘丽娜)
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