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矿井入课堂 教学情景化

2020-09-08  |  作者:现代职业教育杂志  |  栏目:论文中心

  [关   键   词]  矿井入课堂;教学情景化;虚拟仿真
  [中图分类号]  G712         [文献标志码]  A       [文章编号]  2096-0603(2020)03-0228-02
   一、实施背景
   按照《关于实施国家中等职业教育改革发展示范学校建设计划的意见》教职成[2010]9号文件的要求教学模式改革,以适应职业岗位要求为导向,加强实践教学,着力促进知识传授与生产实践的紧密衔接。创新教学环境,构建具有鲜明职业教育特色的实践教学环境。创新教学方式,深入开展项目教学、案例教学、场景教学、模拟教学和岗位教学,通过数字仿真、虚拟现实等信息化方式,优化教学过程,增强教学的实践性、针对性和实效性,提高教学质量。
   由于煤炭行业的特殊性,学校很难在课堂上实现大型设备的操作,也很难实现学生对真实工作岗位的感受,因此需要在教学模式上进行改革。为了使我们培养出的学生既具有一定的安全意识,又具有娴熟的岗位操作技能,我们必须改变传统的教学模式,实施场景教学、岗位教学。所以,引入现代信息技术手段,通过数字仿真,虚拟现实,为学校教学方式的转变提供可靠的技术保证。
   二、主要目标
   (一)培养学生专业岗位核心能力
   通过三维实景仿真软件的使用,学生可以身临其境地进行岗位操作,从而提高学生的岗位操作能力。
   (二)提高学生安全意识,增强学生安全技能
   井下三维实景仿真软件具有安全培训及事故模拟功能,可以通过趣味性地解读安全规范,让学生充分理解安全生产规章制度,通过震撼的事故回溯仿真,让学生牢记煤矿安全事故生的原因、相应的处理办法及安全操作的重要性,全面提高学生的安全意识,增强学生的安全技能。
   (三)激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效率
   针对技工学校学生的特点,设计生动活泼且能够激发学生学习兴趣的情景化教学方式,实现工学结合,优化教学过程,提高课堂教学效率。
   三、实施过程
   (一)校企合作,共同开发
   1.深入调研,确定方案
   根据企业对职业岗位能力的要求,学校与阳煤集团技术中心、阳煤集团新景矿通力合作,深入开展调查研究,以学校校外实习实训基地——阳煤集团新景矿井下职工培训基地为原型,将真实的场景进行可视化再现,,确定了煤矿采掘电钳、井下机电、矿井通风、矿井运输四个专业三维实景仿真教学软件及大型设备模拟操作系统的项目建设规划方案。
   2.多方配合,开发软件
   三维实景仿真教学软件开展需要确凿的勘测勘探数据和资料,学校按照职业岗位能力标准设计教学项目制作课件脚本,阳煤集团技术中心负责数据的采集和技术资料的提供,阳煤集团新景矿负责矿井实景的拍摄和职业岗位能力标准的制定,重庆博菲特科技公司、西安和利德软件开发公司负责软件的开发制作。学校围绕采掘电钳、井下机电、矿井通风、矿井运输四个专业的专业教学内容,按照煤矿井下各岗位职业能力的标准,开发了井下培训基地虚拟仿真系统、煤矿三维数字沙盘教辅系统、煤矿特殊工种“手指口述”动漫系统、新景矿三维虚拟仿真教学演示系统、四大工种模拟操作系统、煤炭专业主干课程仿真教学系统、656个多媒体三维动画课件。(见下图)
   (二)虚拟仿真,创新模式
   1.围绕教学目标,开展教学活动
   教师可以根据每节课的教学目标,应用三维实景仿真教学软件对井下工作环境中的各种岗位操作进行模拟,比真实的岗位实践教学更加灵活,针对教学内容,融入项目教学、案例教学、场景教学、模拟教学、岗位教学等多种教学形式,提升教学效果,让学生在轻松的学习环境中熟悉岗位操作流程、操作技能。例如应用“电梯系统”的物理引擎模块,可让学生体验乘坐罐笼下井的全过程。同时设计了导航、空间切换、相机定位、演示动画、临场触发、光线调节等诸多功能。
   2.寓教于乐,激发学习兴趣
   教师会依据逼真的三维实景模型,让学生“身临其境”地漫游整个基地巷道内的各个培训区,体验井下工作环境,获得感性认知。通过这种寓教于乐的体验方式,有效地激发了学生的学习兴趣。
   3.情景再现,提高安全意识
   煤矿特殊工种“手指口述”系统,通过仿真动漫来诠释和演绎岗位工种的操作要领及行为规范。通过对矿井安全事故案例的回溯仿真,结合矿井三维虚拟场景,开展虚拟演练及安全培训,再现事故案例与分析的情景培训新方式,在对事故回溯和仿真的基础上,分析事故原因,总结防范措施、吸取事故教训,达到安全警示教育的目的。
   4.实战演练,强化实操能力
   三维仿真模拟系统包含理论培训和实战操作培训两个培训模块,可以提供基于矿井实景的人机交互演练,教师可以安排学生在课后选择顺序模式或自由模式有针对性地对某项任务进行深入学习,有利于提升学生的岗位操作能力和安全防范意识。
   5.边用边改,完善系统功能
   在项目实施过程中,我们边用边改,不断完善,通过教学的使用和學生的体验,广泛征求师生意见,根据教学效果、教师的建议和学生的感悟及时修改、不断完善,取得了良好的建设效果。三维仿真系统的开发,创新了教学手段,变革了以往的教学模式,真正实现了“矿井入课堂,教学情景化”。
   四、保障措施
   (一)组织保障

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