基于云平台的机床电气维修实训教学方法探索
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作者:曾树华 张灵芝
摘 要：机床电气维修作为一门专业核心实操课程，在传统教学模式下存在表达形式抽象，理解困难;初学者易犯各种各样的错误，损坏设备;容易误操作，造成人身伤害等问题。据此，教师设计了交互式仿真实训包、机床仿真动画、基本控制电路原理演示动画，利用云平台延伸教学的时空，合理地进行线上线下结合的教学形式，部分化解教学难点，提高了学生的实训效果。
关键词：云平台;机床电气维修;实训教学
中图分类号：G64 文献标识码：A
文章编号：1673-9132（2019）32-0010-02
DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.32.005
随着教育信息化的深入发展，教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》提出2020年基本实现“人人皆学、处处能学、时时可学”信息化教育建设目标。随之，以“智慧职教”等为代表的各种教育云平台纷纷涌现，各种基于云平台的教育实践和研究纷纷开展。教育部分别于2017年首次认定490门和2018年再次认定801门基于云平台的国家精品在线开发课程，“互联网+教育”也成为我国职教研究的一个热点方向之一。
观基于云平台的教育实践改革方向，主要就是两个方面的改革：一是教学资源建设的改革，利用虚拟现实技术将实训基地的设备虚拟到云平台，突破实际设备数量不足，教学存在疑点难点的问题;二是教学方法的改革，将优质教学资源由线下搬到线上，再基于在线课程的特征进行教学方法的改革，以达到优质师资共享，延伸教学时空。
一、机床电气维修实训课程介绍
机床电气维修是电气自动化专业的一门要求综合能力很强的核心课程，主要讲授的是各种常用机床的电气维修，要求学生有较扎实的电路分析能力，能根据电气故障现象确定故障区域，并正确选择仪器仪表确定故障点，最后使用合适方法排除电气故障。在以往的教学实践中，存在以下几个弊端。
1.机床电气维修实训室是非安全用电，电压高达380V，这对处于学习阶段的学生来说是存在巨大安全隐患的。
2.传统的实训室只能布置在固定的地点，要求学生定点定时实训，不利于学生把主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来。
3.投入大，设备耗损大，更新速度要求快，以致很多院校的实训室种类不齐，数目不足，严重影响了教学质量的提高。
4.传统实训室是实际机床电气控制柜，不可能做到远程教学和资源共享。
5.机床电气控制柜只有电路部分，没有机械部分，对于机电配合实现的控制只能依靠口述，形象性很差，学生难以理解掌握。
基于以上弊端，可以对机床电气维修实训课程开发数字实训包，并利用云平台开展线上线下结合的教学改革。
二、基于云平台的机床电气维修实训课程设计
机床电气维修课程性质决定该课程不能完全用信息化教学替代现实实操训练。信息化教学设计是利用信息化手段，突出该课程的重点，化解该课程的难点。故本课程信息化设计主要包括两方面：一是利用信息化手段，突出重点，化解难点。该课程对电路工作原理要求较高，可将基本控制电路的工作原理做好动画，以红色线段沿导线延伸代表电路通电部分，把抽象问题具体化，让学生直观了解电路控制过程的微观世界;将这个机床做成交互式虚拟操作系统，学生在真实操作前可反复操作，部分消除学生的错误，减少误操作对实际设备的损耗。二是利用信息化手段对课程进行组织，包括课前教学任务发布、操作示范、成果展示及知识点强化。
如上所述，设计了机床电气维修云平台教学资源五大模块，分别是基本信息模块，对学生的选修课程及学生信息进行协助管理;网络学习模块，包括五种常见机床电气维修的交互式仿真实训包（只含电气部分）、机床仿真动画（含机械部分），基本控制电路原理演示动画，基本仪器仪表使用演示视频;学习管理模块，根据学生的个体差异，制订合适的教学目标，形成学习任务单;评价与展示模块，教师可以根据课堂表现对学生进行过程性评价，同时，学生相互之间可根据展示的作品进行互评，结合网上测试形成最终评价;作业与讨论模块，布置课前和课后作业，并解答学生的疑问。
三、基于线上线下的机床电气维修实训课程组织实施
1.课前预习。教师通过云平台发布教学任务单，明确该型号机床电气维修的任务要求，并对任务的重点知识点进行剖析，列出知识点清单和素材链接地址。如Z3040钻床电路维修需要直接启动电路、正转反控制电路、万用表测电压方法等知识点，并给出万用表的使用等操作视频链接，学生对尚未掌握的知识点可以通过反复观看视频和动画，基本理解电路工作原理，掌握仪表操作步骤。
教师通过云平台的交互式虚拟机床设置故障，学生通过电脑进行模拟故障排查，有利于学生综合理解机床运动过程并基本掌握机床电气维修步骤。教师能通过平台记录掌握学生学习情况，对存在问题的学生再进行辅导。
2.课中实操。教师通过平台记录，掌握学生预习情况，对学生的问题和难点知识点了然于胸，在课中可有选择地讲解和示范。学生结合教师的操作演示，进行排故的实操练习。
3.课后总结和成果展现。学生把自己的操作过程通过视频拍摄下来，上传到评价与展示区，对个人遇到的问题可以反复讨论，在实践的基础上进行理论升华。同时，学生个人优秀作品的展示是对学生努力学习的一种肯定和表扬，通过这样的展示，激发学生的學习积极性和自豪感。
4.教学评价。通过实操视频的作品评价、网上在线理论、综合讨论答疑，对学生的学习能力、学习态度进行综合评定，设定分值以作品60%，网上在线测试20%，综合讨论表现20%为宜。综合讨论答疑有利于促进师生之间、学生之间进行问题交流和协作学习。这个评价体系改变了以往以结果为评价的唯一标准，更全面地考虑学生的学习态度和能力差异。 四、教学实验及分析
将上述资源在两个基础类似的电气自动化班级进行教学实验，其中一班人数37人，采用基于云平台的线上线下结合的教学方式，二班人数36人，采用传统教学模式。从教师反馈情况来看，一班的教师需要在线上进行组织和答疑，教学工作量有所上升;一班的课堂活跃度比二班好。采用同样的考核模式，结果如下：一班优秀10人，占27%，良好15人，占40.5%，及格10人，占27%，不及格2人，占5.4%;二班优秀6人，占16.7%，良好15人，占41.7%，及格14人，占38.9%，不及格2人，占5.6%。结果分析：基于云平台的线上线下结合的教学模式对优秀学生的提升效果明显，证明在学生有积极性的情况下，能化解教学难点;良好等级比例和及格等级比例没有明显差异，但考虑优秀率大幅上升而良好率未出现下降，表明该模式能提高一般学生的学习积极性;不及格率两者没有明显区别，表明对于后进生的吸引力不明显。
综上所述，基于云平台的机床电气维修实训教学能化解教学难点，并提高了学生的学习积极性。但机床电气维修实训课程不能完全依靠信息化教学手段，必须进行线上和线下教学的结合;该课程的难点化解效果与虚拟实训平台的质量联系紧密，而虚拟平台的建设对教师的现代教育技术要求较高，对教师能力提出很大挑战。
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[责任编辑 李爱莉]
作者简介：曾树华（1980.7— ），男，汉族，湖南衡阳人，副教授，研究方向：职业教育。
张灵芝（1981.7— ），女，汉族，湖南衡阳人，副教授，研究方向：职业教育。
课题项目：本文系株洲市教育规划课题《基于云空间的机床电气维修数字实训资源的建设与应用研究》（编号：ZJGH18B066）阶段性研究成果，课题主持人：曾树华;2016年度湖南省職业院校教育教学改革研究项目《培养“工匠精神”的中高职铁道供电专业课程体系衔接的研究》（编号：ZJGB2016173）阶段性研究成果，课题主持人：张灵芝。
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