基于信息技术的新型工程实践教学模式

2015-12-03孟垂成陈延坤

中国教育技术装备 2015年18期

关键词：钻井教学效果教学模式

◆孟垂成陈延坤

基于信息技术的新型工程实践教学模式

◆孟垂成陈延坤

随着实践教学改革的进行，信息技术因其先进性和可操作性成为新教学模式的主要工具和手段，在实践教学中发挥着重要作用。以实际课程为例，重点阐述信息化教学在实践教学中的应用及效果。

实践教学；新型教学模式；信息化教学

传统的实践教学模式是“传递—接受型”的教学方式，以教师为主体，学生为受体，很少考虑对人才综合素质的培养；再加上起初技术与设备落后，学生的工程实践活动非常有限，学习内容也局限在本单位的认知范围内，缺乏对大工程意识的认识，因此实践效果一般。但是这种最直接的传授方式的优点是其他方式不具备的，即通过授课教师可以向学生提供更大容量的知识，及时捕捉学生的思维动向，答疑解惑。

随着科技的进步和人们教育观念的不断更新，一种新型教学模式进入实践教学课堂。新教学模式是以建构主义为模版，在教育思想与理论指导下，基于以学生为主体、理论与实践相结合的理念，借助一定的教学环境而建立起来的一套教学体系。其具备可操作性，鼓励学生主动参与、乐于探究，培养学生获取新技能的能力、分析和解决问题的能力以及交流合作的能力。显然，新型教学模式的教学主体发生转变，教师成为学生的合作伙伴，成为指导者，整个教学体系的中心是围绕学生的素质和学习接受程度进行，注重学生的个体需求，最终使之理解当前所学内容的认知结构，即达到课程的终极目标——意义建构。学生成为意义的主动建构者，获得知识的多少不再单纯取决于教师讲授内容的能力，而在于学生根据学习过程去建构有关知识的意义的能力。

随着多媒体技术、网络技术在我国的快速发展，现代信息技术成为新型教学模式的主要工具和手段。在新型教学模式下，教学设计不仅要考虑教学目标分析，还要考虑有利于学生建构意义的情境的创设问题，并把情境创设看作教学设计的最重要内容之一。而信息技术特有的情境交互方式，为建构主义教学理论的实施提供了理想的教与学的环境，课程的重点、难点更容易理解，学生学习积极性大大提高，而且能有效将内容由点到线、由线到面地贯穿起来，使之衔接紧密流畅，形成完整的链条，课程内容在学习过程中也容易进行深化、扩展，有利于学生发散思维的培养，教学质量有明显提高。

现以中国石油大学（华东）石油工业训练中心钻井机械实训课程为例，具体探讨信息化实践教学的实施过程，课程体系框架图如图1所示。

图1 钻井机械课程体系框架图

1 环境建设

从设计的角度看，信息化教学要求学生主动探索以完成对所学知识的意义建构，这一切必须建立在完善的教学环境基础上，环境建设包括教学资源和学习工具两部分，简单说就是硬件和软件建设。

信息化教学需要的硬件基础设施包括计算机、多媒体设备以及网络等，另外就是实践教学的应用设备及工具等。钻井机械实训课使用的是中心针对石油专业自主研发并制作的钻机仿真模拟操作平台，是学校石油工程训练体系中的一部分。该钻井平台支持在操作系统的指挥下进行自动

和手动两种方式的模拟动态运行，可直观地表现出钻井的全过程；其次还具备司钻模拟操作的功能，方便学生了解司钻在起下钻杆时的正确操作；还设有井喷演示系统，学生可以观察到井喷发生的全过程并分析发生的原因和应急处理措施。这套装置的使用弥补了学生在油田现场实习不能动只能看的缺陷，且对于钻井过程中遇到的严重事故通过感官的触动产生一定的认识，提高学生的工作安全意识，并锻炼他们分析和解决问题的能力。对应这套钻井机械的各个系统，还设计制作了各组成部件的实物模型，用于课程的讲解和拆装练习。

作者：孟垂成，中国石油大学（华东）石油工业训练中心工程师，研究方向为实践教学与实验装备；陈延坤，中国石油大学（华东）石油工业训练中心（257061）

软件是信息化教学达到预期效果的重要保障，是进行人机对话的重要支撑工具，是创造课程情境的重要手段。根据课程需要制作大量相关软件，如平台的操作系统、起下钻杆时的正确工作流程、泥浆循环系统、井控系统、多种防喷器、多种打捞工具等工作三维动画、现场工作视频等，目的是结合实物模型的拆装强化学生对钻井流程和机械结构的理解，有效降低学生学习的难度，提高学习效率。

2 课程建设

课程建设是教学基本建设之一，是聚集优质教育资源，提高课程教学质量的一项教学创建活动，也是有效落实教学计划，提高教学水平和人才培养质量的重要保证。

首先，有一个具备较高计算机应用能力和石油专业教学水平的教师团队是本课程教学的基础。由于信息技术与实践教学的整合是一个新兴的教学模式，教师教学能力层次不均，在教学资源上应用水平也不高,因此亟待对教师进行选拔和培养。通过从一线教师及专业技术人员中进行严格筛选，合理搭配，经过专业理论技术培训，组成以有丰富教学经验的教师为主体，由石油专业技术人员、计算机人员作为辅助的一支多层次、较高水平的教师团队，为石油工程实践信息化教学奠定扎实的基础。

其次，教材建设是第二大基础任务。教材大纲要符合实践教学的特点，结合实际训练项目设立教学目标，应有一定的拓展训练范围，以培养实践性操作以及分析问题、解决问题的能力为主，兼顾学生创新思维、团队意识等的培养，真正实现素质化教育。

课程设计和情境设计是关系到信息化教学能否顺利实施的关键因素，也是决定课程教学质量的砝码。人类认知机能的发展，来自于他们与环境的相互作用，因此两者不可孤立。课程设计的目的是将教学目标和内容层次分明、重点突出地表现出来，而为了达到好的教学效果，各个环节都需要良好的情境设计进行支持。但好的情境设计不是仅仅为了吸引学生的眼球，而是要按照课程设计的思路，紧扣知识脉络，与之无缝衔接，围绕主题进行意义建构。

本课程在各个教学环节适时介入视频、动画、现场模拟等手段强化知识点，加上深入浅出的理论讲解，取得良好教学效果。

3 教学实施

在教学过程中，理论教学与实践教学是紧密结合、相互促进的。理论本源于实践，而实践就是理论的反映，是在接受理论的指导下进行的活动，它们是一个事物的两个方面，有着内在必然的联系。从实践教学角度看，理论讲解是在一种静态中使学生获得概念、规则及知识之间的系统联系等，促进学生的“探究心理”形成；而实践环节就是使这种“探究”变成动作，用行动完成探究过程，从而加深对理论的认识，锻炼操作的基本技能。它们是不可分割的一个有机体，只有相互吸引、相互吸收，不厚此薄彼，才能形成一个有活力和生长力的教学体系。

4 评价体系

教学评价体系是一个以教学目标为依据，运用科学、客观、多元化的手段对教师的教学过程及教学效果进行的价值判断，主要目的是探索教学规律、研究教学方法及改革措施，对提高教学质量有着重要意义。评价体系分“评教”与“评学”两部分，即针对教师的教学能力与教学效果评价和学生的理论和实践综合能力评价。对教师的评价重点体现的是教学目标是否明确、内容设计是否合理、是否注重操作技能与素质的培养以及个人能力等四个方面；对学生的评价以笔试和实操两种形式进行，根据具体项目采用灵活的考核方式，或单人或分组，评价学生理论知识掌握情况、技能操作水平和综合能力，以此考评课程的教学效果以及侧面反映教师的教学水平。

5 反馈机制

评价环节收集到的有关教学考核的信息，是一份非常重要的教学资料，这是关于教学目标是否可行、可测，课程设计和内容是否需要优化，教学方法是否得当，实践环节是否合理，教师能力是否具备等多方面的反馈，因此，“评教”比“评学”更重要。通过信息的提炼总结，很容易找到其中的漏洞与不足，要将问题看为宝贵，只有发现问题才有改进的可能，才能提升课程的价值。因此，要仔细分析问题，重新审视、修正课程，使之进一步完善，使培养人才的目标得以实现。