高倩霞,盧云林,向賢兵,朱華夏,謝碧蓉

(1.重慶電力高等?？茖W校,重慶 400053;2.縉云深能環(huán)保有限公司,浙江 麗水 321400;3.國家電投集團重慶合川發(fā)電有限公司,重慶 401536)

2020 年 9 月,教育部等9部門聯(lián)合印發(fā)了《職業(yè)教育提質培優(yōu)行動計劃(2020—2023 年)》(以下簡稱“《行動計劃》”),為職業(yè)教育改革發(fā)展指明了方向?！缎袆佑媱潯访鞔_指出:“推動職業(yè)學?！n堂革命’,適應生源多樣化特點,將課程教學改革推向縱深?！盵1]2022年5月1日起施行的《中華人民共和國職業(yè)教育法》更是首次明確了職業(yè)教育是與普通教育具有同等重要地位的教育類型[2]。職業(yè)教育發(fā)展的大環(huán)境發(fā)生了深刻的變化,深化“三教改革”的路線更清晰,要求更加明確[3-4]。課堂革命已經被證明是提高教學質量的有效舉措[5-8]。

在國家“雙碳”重大戰(zhàn)略目標的驅動下,數(shù)字化電廠、智能發(fā)電、智慧電廠的建設已成為電力行業(yè)發(fā)展趨勢,熱工自動化技術在智慧電廠建設過程中發(fā)揮著至關重要的作用。熱工控制系統(tǒng)試驗與維護課程為熱工自動化技術專業(yè)的核心課程,服務于發(fā)電企業(yè)熱工自動化檢修崗位,主要培養(yǎng)學生熱工控制系統(tǒng)試驗與方案分析的能力。重慶電力高等專科學校(以下簡稱“重慶電?！?該門課程的授課班級中,學生來自全國28個省市,包括“三校生”、春招、秋招、退伍軍人等生源,學生水平參差不齊,傳統(tǒng)項目化教學模式已不能滿足人才培養(yǎng)的需求。本文將以重慶電專的熱工控制系統(tǒng)試驗與維護課程為例,詳細闡述“課堂革命”背景下,以行動為導向的混合式教學模式的探索與實踐。

1 教學中存在的問題

1.1 思政主線不清晰,缺乏整體設計

本課程在教學中引入了電力生產安全規(guī)定和“兩票三制”的內容,對學生團隊合作的意識、嚴謹求實的工作作風及精益求精的工匠精神的培養(yǎng)取得了一定成效,但存在課程思政主線不清晰、缺乏整體設計的問題。

1.2 教學內容不適應電力行業(yè)發(fā)展趨勢

隨著電力行業(yè)朝著數(shù)字化、智能化方向的快速發(fā)展,電力生產企業(yè)對熱工專業(yè)技術人員的崗位能力提出了更高的要求,原有課程內容已不能很好地滿足企業(yè)的用人需求。

1.3 行動導向教學模式無法滿足學生學習需求

熱工控制系統(tǒng)試驗與維護課程自2010年開始進行行動導向式的項目化教學模式改革,取得了一定的成效。但實施過程中,教學人員發(fā)現(xiàn)其存在理論知識不系統(tǒng)、師生互動不充分、難以滿足學生自主學習和個性化學習需求的問題。

1.4 技能訓練受限,難以突破教學難點

電力行業(yè)具有在高溫高壓下作業(yè)的特殊性,對安全有著嚴格要求,所以學生無法進入生產現(xiàn)場進行實踐操作。然而控制系統(tǒng)的原理又深奧抽象,僅僅依靠教師分析講授,學生難以理解和掌握教學難點。

1.5 教學評價主觀性強,教師工作重復度大

該課程采用過程性評價與終結性評價相結合的評價方式,克服了傳統(tǒng)考核方式重知識測試,忽視能力考核的弊端,但存在教師主觀打分占比大,教學評價主觀性強,教師工作重復度高的問題。

2 改革思路

針對該課程所存在問題,結合學生特點,堅持以學生為中心,以立德樹人為根本任務,依托數(shù)字賦能、虛實結合、項目驅動、“崗課賽證”融合、德技并修,推動高職熱工自動化技術專業(yè)“課堂革命”。該課程以培養(yǎng)電力事業(yè)接班人為出發(fā)點,以“厚德強技樂業(yè)、電力點亮人生”為課程思政主線,以培養(yǎng)學生職業(yè)素養(yǎng)和崗位技能為中心,以國家智慧教育平臺和熱工自動化技術遠程開放實訓平臺為抓手,基于“崗課賽證”融通進行項目化教學改革,實施在線開放課程與項目化課程相結合的線上線下混合式教學,以打開課堂革命新思路,如圖1所示。

圖1 課程改革思路

2.1 以“厚德強技樂業(yè)、電力點亮人生”為主線,系統(tǒng)設計課程思政教學體系

以教育部頒布的《高等學校課程思政建設指導綱要》為依據(jù),結合重慶電專立足電力,服務重慶,培養(yǎng)電力高素質技術技能人才的辦學定位,以及參考熱工自動化技術專業(yè)科技含量高、技術更新迅速的特色,培養(yǎng)具有精益求精電力工匠精神的人才的要求,確定以“厚德強技樂業(yè)、電力點亮人生”為課程思政主線,并依據(jù)課程思政主線,由專業(yè)教師、思政教師及企業(yè)導師“三師”協(xié)同設計開發(fā)知識傳授與價值引領相統(tǒng)一的課程思政教學體系。

2.2 聚焦電力生產企業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢,崗課賽證協(xié)同育人

以熱工自動化技術國家專業(yè)教學標準為依據(jù),依托重慶恒泰電廠開展校企合作,在分析熱工自動化檢修崗位工作任務的基礎上,融入《火力電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護規(guī)程》(DL/T 774—2015)、“西門子智能制造挑戰(zhàn)賽流程自動化”大賽、“西門子智能制造工業(yè)控制特色專業(yè)”認證等內容,重構課程內容,打通“崗課賽證”四位一體綜合育人通道,提高人才培養(yǎng)輸出質量。

2.3 開發(fā)數(shù)字課程,構建以行動為導向的混合式教學模式,拓展學生學習時間和空間

校企合作、校校聯(lián)合,共同制作和完善數(shù)字教學資源,打造優(yōu)質數(shù)字課程。依托國家智慧教育公共服務平臺,構建以行動為導向的線上線下混合式教學模式,通過理論教學和實踐教學、課堂學習和課外學習交替進行,滿足學生自主學習和個性化學習的需求。

2.4 虛實結合,開發(fā)熱工自動化技術遠程開放實訓平臺,突破教學難點

開發(fā)基于C/S模式的電廠遠程仿真實訓系統(tǒng)和基于B/S模式的過程控制遠程實時實訓系統(tǒng),實現(xiàn)虛擬和真實相結合,以強化學生技能,突破教學難點。電廠遠程仿真實訓系統(tǒng)涵蓋1 000 MW超超臨界機組等目前國內主流的發(fā)電機組類型,可解決由電力生產安全特殊性導致的學生無法操作實際設備的問題。利用過程控制遠程實時實訓系統(tǒng),可開展從單回路到串級等各個復雜控制系統(tǒng)實訓項目,可解決控制系統(tǒng)抽象性問題,增強實訓操作的真實感受。

2.5 綜合運行數(shù)字技術,突破技能考核自動評分難點,實現(xiàn)課程評價數(shù)字化、智能化

依托智慧職教平臺建設課程試題庫,利用其自動評分與統(tǒng)計功能,實現(xiàn)課前任務、隨堂測驗、課后作業(yè)等的智能考評。利用熱工自動化技術遠程實時實訓平臺和三級液位仿真軟件自動評分功能,可實現(xiàn)對學生試驗操作的自動評分,克服技能操作難以自動評分的難點,實現(xiàn)課程評價數(shù)字化、智能化。

3 “課堂革命”實施過程與做法

3.1 繪制課程思政地圖,實現(xiàn)知識傳授和價值引導的有機統(tǒng)一

以“厚德強技樂業(yè)、電力點亮人生”為課程思政主線,以培養(yǎng)學生電力報國的家國情懷、嚴細求實的職業(yè)素養(yǎng)、精益求精的工匠精神、全面系統(tǒng)的辯證思維為課程思政目標,專業(yè)教師、思政教師及企業(yè)導師“三師”協(xié)同,系統(tǒng)梳理并挖掘本課程所蘊含的思政元素,繪制“課程思政地圖”。其中每個思政元素均以學生關注的、鮮活的現(xiàn)實問題為切入點,以課堂為出發(fā)點,因勢利導,引導學生思考和探究熱點話題背后所蘊含的專業(yè)知識,實現(xiàn)知識傳授與價值引導的有機統(tǒng)一,達到潤物無聲、春風化雨的育人效果。

3.2 深度挖掘行業(yè)特色,重構教學內容

以電力行業(yè)技術標準《火力電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護規(guī)程》(DL/T 774—2015)為引領,以熱工自動化檢修崗位工作任務(定期檢查、定期試驗、控制系統(tǒng)邏輯調試等)為依據(jù),以電廠熱工參數(shù)(壓力、水位、溫度、流量等)為載體,融合“智能制造工業(yè)控制特色專業(yè)”認證、“中國智能制造挑戰(zhàn)賽流程自動化”大賽等內容,構建除氧器壓力控制系統(tǒng)運行與維護、汽溫控制系統(tǒng)運行與維護等6個工作項目,18個典型工作任務,實現(xiàn)了生產項目與教學內容相融合。以控制系統(tǒng)結構為載體,將教學內容按照單回路控制—串級控制—復合控制—比值控制—多變量控制的順序,由簡單到復雜、由易到難序化典型工作項目,符合學生心理特征和認知、技能養(yǎng)成規(guī)律。以電廠熱工控制系統(tǒng)試驗與維護實際工作過程為線索,在工作項目下設置對象動態(tài)特性試驗—控制方案分析—性能指標測試3個工作任務,為學生提供體驗完整工作過程的學習機會,逐步實現(xiàn)從學習者到工作者的角色轉換。

3.3 搭建“名師團隊+在線課程+遠程仿真+國規(guī)教材”課程保障體系

依托重慶市骨干專業(yè)、重慶市優(yōu)質院校、重慶市雙高等建設項目,課程團隊配套開發(fā)了“十四五”國家規(guī)劃教材、工作任務單、遠程開放式實訓平臺、重慶市線上線下混合式一流課程等豐富教學資源,并引入中國智能制造挑戰(zhàn)賽推薦教材——《小鍋學過控》《智能制造工業(yè)控制特色專業(yè)認證課程》,以及《火電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護規(guī)程》等作為輔助教材,拓寬了學生視野。建設熱工控制系統(tǒng)仿真試驗室、過程控制實訓室等,改善了教學環(huán)境及設施。課程團隊通過不斷更新職教理念、強化實踐技能等,提升了教學能力及數(shù)字素養(yǎng),成為重慶市市級教學團隊,有“黃炎培職業(yè)教育杰出教師”1人、“全國青年崗位技術能手”1人、“重慶市教育系統(tǒng)優(yōu)秀共產黨員”1人、重慶市中青年骨干教師1人、全國職業(yè)院校技能大賽裁判 1 人、“西門子杯”智能制造挑戰(zhàn)賽優(yōu)秀指導教師2人,并搭建了“名師團隊+在線課程+遠程仿真+國規(guī)教材”的課程保障體系,為“崗課賽證”四位一體綜合育人提供了有力保障。

3.4 數(shù)字賦能、虛實結合,實施以行動為導向的混合式教學模式

遵循“以學生為中心、教師引導”的教學理念,本課程實施在線開放課程與行動導向相結合的混合式教學模式。通過“課前線上導學—課中合作踐學—課后鞏固拓學”3個環(huán)節(jié)開展六步教學,全程滲透思政元素,使學生在任務實施過程中實現(xiàn)知識、技能和素養(yǎng)3個目標的達成。本文以汽包水位動態(tài)特性試驗這一任務為例說明,實施過程如圖2所示。

圖2 汽包水位動態(tài)特性試驗實施過程

1)課前線上導學

MOOC學院發(fā)布工作任務及教學資源;學生自主學習各知識點并完成隨堂測試,教師引導學生探究式學習;教師進行線上輔導及答疑,并根據(jù)學生預習情況調整教學策略。

2)課中合作踐學

課中,按照“資訊—計劃—決策—實施—檢查—評估”6個步驟實施教學,提升學生綜合職業(yè)能力。

步驟1:資訊。通過分析講解、分組討論、同伴教學、限時測試等方法引導學生掌握完成工作任務所需理論知識。

步驟2:計劃。各小組自主學習MOOC學院中的技能點、行業(yè)技術標準和教材,擬定試驗方案并上傳至課程平臺。

步驟3:決策。各小組依次匯報試驗方案,后一組給前一組點評,實現(xiàn)互評。教師進行總評,指出小組間未意識到的問題,完善試驗方案。

步驟4:實施。遵守電廠的“兩票三制”,試驗前開工作票,教師扮演工作票簽發(fā)人,學生扮演值長、熱控值班負責人等,完成工作票的開具和簽發(fā)。然后,教師在遠程仿真系統(tǒng)上講授仿真試驗操作方法及相關注意事項。最后,學生在仿真系統(tǒng)上分組進行試驗操作,教師巡回指導。

步驟5:檢查。試驗結束后,教師引導學生對照試驗評價指標,檢查并分析試驗結果,完成試驗報告。

步驟6:評估。針對任務表現(xiàn)情況,引導學生依據(jù)檢查評估表進行自評和組內互評,教師總評各環(huán)節(jié)學生表現(xiàn)。

3)課后鞏固拓學

教師根據(jù)本次任務學習情況及其下個任務關聯(lián)點發(fā)布課后拓展任務,各小組查閱資料、討論,形成學習PPT或報告,上傳至智慧職教平臺,實現(xiàn)知識遷移及對下個學習任務的鋪墊。

3.5 過程考核和結果考核并重,構建“三階段三維度四主體”課程評價體系

教師通過三階段(課前、課中和課后)、三維度(知識、技能和素養(yǎng))和四主體(教師、同學、平臺和軟件)對學生的學習行為和學習結果進行評價。

依托智慧職教平臺,搜集并統(tǒng)計學生課前、課中、課后的學習進度、學習時長、在線測試分數(shù)、作業(yè)完成情況等教學過程數(shù)據(jù),利用知識圖譜智能總結學生知識掌握情況。課中,教師利用三級液位仿真軟件合理配置評分規(guī)則,可對學生試驗操作結果進行自動評分,使試驗技能的評定更加實時全面、客觀公正,同時也極大地減輕了教師的工作量。此外,可就學生是否遵循電力生產安全規(guī)定和電力生產“兩票三制”,工作結束場地是否清潔、工器具是否擺放整齊等,進行教師評價和生生互評,實現(xiàn)對“安全意識”“規(guī)范操作”“團隊合作”等職業(yè)素養(yǎng)的評價。

4 “課堂革命”實施效果

4.1 以學生為中心,課堂活躍度顯著提高

在教學任務設計中,以學生為中心,注重工學結合,將學生動手操作貫穿始終,使學生在課前任務、知識測驗、課堂討論等環(huán)節(jié)的參與積極性大幅提升,極大改善了課內外學習氛圍。熱工控制系統(tǒng)試驗與維護課程的在線開放課程已在智慧職教MOOC學院和超星學銀在線累積開課8次,共有4 000余名師生參與課程學習與交流。資源點擊數(shù)達到5 708 178次,學生學習時長為32 909.42 h,討論總數(shù)為19 512條,日志總數(shù)為681 511條,教師發(fā)帖總數(shù)為2 142條,課程活躍度達到97%,課堂互動率達到100%。這種人人參與課堂的活動,有效激發(fā)了學生的學習興趣。

表1 熱工控制系統(tǒng)試驗與維護課在線開放課程互動交流情況

4.2 學生職業(yè)技能增強,技能競賽捷報頻傳

重慶電專持續(xù)推進“以賽促教、以賽促學”的賽教融合理念,在中國智能制造挑戰(zhàn)賽中捷報頻傳。近5年來,學生在“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽中獲全國總決賽特等獎2項、一等獎3項、二等獎3項,獲全國初賽特等獎5項、一等獎17項、二等獎25項、三等獎15項,獲獎數(shù)量和等級均位于全國高職院校前列。在2022年舉辦的第十六屆“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽全國總決賽中,有3名學生取得了“智能制造工程設計與應用類賽項:流程行業(yè)自動化方向(高職組)”特等獎第一名的佳績。

4.3 人才培養(yǎng)質量提高,學生就業(yè)競爭力增強

熱工控制系統(tǒng)試驗與維護課程作為熱工自動化技術專業(yè)核心專業(yè)課,有力促進了學生核心能力的培養(yǎng),提高了人才培養(yǎng)質量,增強了就業(yè)競爭力。近5年學生平均就業(yè)率為99.21%,專業(yè)對口率為93.49%,不少學生被中廣核、中核、華電集團等選用。在2020年、2021年、2022年發(fā)布的金平果排行榜中,重慶電專的熱工自動化專業(yè)連續(xù)3年排名全國第一。

4.4 教師能力提升,教學成果豐碩

團隊教師先后獲得教師教學能力比賽國家三等獎1項、省級一等獎1項、省級二等獎3項;多名教師獲得“黃炎培職業(yè)教育杰出教師”,重慶市中青年骨干教師、優(yōu)秀黨員,“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽優(yōu)秀指導教師等榮譽稱號。團隊還牽頭制訂了熱工自動化技術專業(yè)國家專業(yè)教學標準和實訓條件建設標準,獲省部級教科研成果獎3項,主持省部級教研項目3項,主編“十四五”國家規(guī)劃教材2本、全國電力行業(yè)“十四五”規(guī)劃教材3本。

5 小結

本文以熱工控制系統(tǒng)試驗與維護課程為例,闡述了“課堂革命”背景下以行動為導向的混合式教學模式的實踐與探索,激發(fā)了學生學習熱工控制系統(tǒng)的興趣與求知欲,提高了其自主學習和分析解決問題的能力,全面提升了其專業(yè)技能和就業(yè)競爭力。該教學改革研究為熱工控制系統(tǒng)試驗與維護課程的建設奠定了堅實的理論和實踐基礎,為熱工自動化技術專業(yè)人才培養(yǎng)提供了有益參考。接下來,課程團隊將緊跟職業(yè)教育發(fā)展要求和熱工自動化專業(yè)發(fā)展趨勢,不斷豐富和優(yōu)化教學資源、教法學法、課程評價模式等,進一步推動“課堂革命”走向縱深。