1.出版教材的主要内在源动力
针对职业教育教学中存在的问题,《电力机车控制》教材提出有效解决办法,实施效果显著。并且在健全职业教育与培训体系,深化产教融合、校企合作中发挥引领作用。主要有:转变教育思想、更新教育观念,培育和践行社会主义核心价值观,健全德技并修育人机制,培养大国工匠精神、铁路职业道德和就业创业能力,创新技术技能人才培养模式。
《电力机车控制》课程是呼和浩特职业学院铁道机车专业的核心主干课程之一,是高职铁道技术专业的一门专业性高、针对性强的专业核心课程,主要讲述电力机车控制理论及主型电力机车的电气线路及调试。本课程自2006年开设以来,从课程内容到教学组织和教学方法手段改革方面可以归纳为五个阶段。
第一阶段:成人中专教育――系统科学理论教学模式
2006年起《电力机车控制线路》开始开设,在这一阶段,本课程主要以系统的科学理论教学为主要模式,以课堂讲授理论,未开设实训教学。
第二阶段:高职教育――加强现场教学环节
2009年学校建设新校区,增加了现场教学环节,以包西、集宁机务段的现场参观为主。
第三阶段:课程教学改革起步――大量引入新知识和新技术
2010年,《机车控制线路》课程开始了教学改革的尝试,对课程教学内容重组和整合进行了初步尝试,教学方法开始采用多媒体教学。
第四阶段:课程教学层次化――课程教学环节分四层次与岗位接轨
教学环节形成理论学习→校内实训→校外基地顶岗实习→现场课题毕业设计四层次。由理论知识学习到机车组装布线、调试、故障分析的顶岗实习,逐步形成与工作岗位需求紧密相连的教学体系。
第五阶段:课程改革结果――开始实践“以就业为导向,以学生为中心,以职业能力为本位”的工作过程导向的课程教学模式。
2009年,课程的教学改革基本形成了以学生岗位能力培养为核心、以任务驱动教学为形式、以就业为导向,职业能力为本位、以产学结合为途径、创新教学方法和手段,融职业能力培养和职业素质教育为一体的新型职业课程教学模式。
2.本教材的定位
立足行业、面向社会,立足内蒙古呼和浩特,面向全国;以专科层次高职教育为主,向行业培训、机务段培训延伸;以教学开发为主,积极发挥应用研究与技术开发的功能。
3.《电力机车控制》教材面向的职业岗位群
(1)机车电工
(2)乘务人员-机车司机
(3)机车检修
4.本教材在专业培养目标中的贡献
电力机车控制主要培养能以机车电力牵引控制理论为核心技术从事电气化铁道企业检修运用活动或相关工作的技术应用型人才。培养学生的电气化铁道技术各项专业基本技能。《电力机车控制》学习领域是机车制造、运用、检修等从业人员的必修专业课程,它是以电气控制为基础,以机车电力牵引控制理论为核心,以机车的高低压试验为载体,以模块化教学为模式,融入机车电工的职业标准,融入机车试验现场工作环境和工作需求,理论实践一体化、基于工作过程导向的课程。通过本课程的学习,学生能建立电力机车控制的基本概念框架,学生应当能够认识电力机车控制的基本概念、原理和方法,掌握电力机车控制相关内容的科学定义及其发展方向,掌握各类电气化铁道技术业务处理流程和操作技能,能够将电力机车控制的基础知识和技能融会贯通,灵活应用于后续专业课程、工作实践。从而提高自身参与相关工作实践的能力,达到培养具有现代意识,符合市场经济需求,适应国际经济发展趋势,具有开拓进取精神,具备较好专业理论知识和较强实际运作能力的电气化铁道技术实用技术人才的目标。
5.教材的理念与思路创新
设计的理念是:”学用一致,学工一体,培养职工的综合职业能力”。即以行业岗位需求为导向,以综合职业能力为核心,以岗位需要和职业标准为依据,建立以工作过程为导向的符合工学结合要求的现代职业教育课程体系,形成新的职业教育课程理念,进行教材开发。
5.1.教材创新背景
我们传统的教学模式主要是以理论授课为主,辅以现场教学,这种教学模式,学生的学习情绪低落,学习效率低,课程内容严重滞后工作岗位的理论需求,课程教学目标与现场需求的职业能力脱节,学生需要较长时间上岗。
为了实现零距离上岗,我们进行了多年的教学改革,重构以职业能力为核心的课程改革体系,设定变学生被动学习为主动学习,变学生单一的教材为开放的全方位立体资源,变传统课堂讲授为模拟职场环境任务驱动式教学模式,变他人管理模式为学生自我管理模式,变个人学习为团队协作学习,变一次性考试为全过程双闭环监控的考核模式的课程改革目标。创立了理论和实践的题库运用于教学。
5.2.课程改革需要解决的问题
在《电力机车控制》课程改革中,我们主要考虑了三个课程改革的重要问题:①确定什么样的教学内容?②以什么为教学载体?③按什么模式组织实施教学?
第一个问题的解决策略:将实际典型工作项目、案例转换为适于学校进行的学习任务。即确定与真实工作任务一致或接近的教学内容。
第二个问题的解决策略:我们以电力机车运用岗位群的典型工作任务作为教学载体,形成由易至难、由基本操作到故障排除的学习情境,编写制作工作单、引导文等工作结合教学资源。
第三个问题的解决策略:行动导向,以工作过程的6步骤展开任务式学习情境,融专业能力、方法能力、社会能力的培养为一体,变学生的被动学习为主动学习。
为了解决以上问题,本教材完全按照上述模式和体例目录进行编写。选择电力机车制造和运用中的典型真实工作任务为教学载体,按照电力机车试验和机车出乘整备作业流程,选择了6个真实工作任务,并且按照学生学习认知规律和能力形成特点,设计了6个学习情境。分别为:情境一电力机车的操纵、情境二电力机车原理及电路、情境三SS4G电力机车的电器试验与电路关联、情境四HXD3型机车电气线路、情境五HXD3电力机车的电器试验与电路关联、情境六电力机车的常见故障分析处理项目等6个学习情景。
5.3.课程体系重构的流程
我们按照企业调研-确定职业岗位-确定典型工作任务-确定行动领域-确定学习领域-确定课程标准。
(1)调研、工作分析
铁道机车专业的毕业生主要就业的工种为机车电工与司机。经过调研,毕业生主要从事的工作岗位如下表所示,每个工作岗位的主要工作内容如下表1。
(2)典型工作任务分析
经针对所有的工作任务进行归纳分析,确定其典型工作任务。
(3)专业学习领域确定
根据典型工作任务,确定行动领域架构,分解各类职业能力,确定专业学习领域。
5.4、目标设计
通过本课程的学习,学生能建立起电力机车控制的基本概念框架,学生应当能够认识电力机车控制的基本概念、原理和方法,掌握电力机车控制相关内容的科学定义及其发展方向,并且用于汽车企业的电力机车控制,掌握各类基础业务处理流程和操作技能,能够将电力机车控制的基础知识和技能融会贯通,灵活应用于工作实践。从而提高自身参与电力机车控制实践的能力,达到培养具有现代意识,符合市场经济需求,适应国际经济发展趋势,具有开拓进取精神,具备较好专业理论知识和较强实际运作能力的电力机车控制实用技术人才的目标。
5.5、课程内容设计
(1)调研、工作分析
电气化铁道技术专业的毕业生主要就业的工种为机车电工。经过调研,毕业生主要从事的工作岗位如下表所示,每个工作岗位的主要工作内容如下表。
表1针对机车电工岗位的工作分析
岗位 |
主要工作内容及要求 |
牵引电器及控制屏柜产品组装制造 |
零部件制造及工艺、装配、焊接、检验、典型线路分析、计算,接线、排故、机车配件产品的生产管理,安全操作及安全用电等。 |
电力机车组装 |
电力机车主要电器及屏柜的安装,总体布线、压接、检验;机车总组装的工艺,理解产品技术工艺文件,能分析、计算、测试交、直流电路、分析典型控制线路,故障分析、排故、产品生产管理,安全操作、安全用电等。 |
电力机车电气检修 |
依据电力机车检修安全操作规程,实施电力机车主型牵引电器、牵引电机等主要电气设备的检验、拆装、故障分析、修复、试验,掌握机车修程、段规等检修技术文件。 |
电力机车试验 |
依据电力机车出厂试验规则,按照试验工艺卡实施电力机车试验,理解机车试验工艺文件,熟悉试验原理,能分析常见故障、确定并进行故障处理,安全操作等。 |
售后服务人员 |
提供电力机车的技术咨询、赴段售后服务、维护保养、故障诊断与排除,能够独立的进行电气系统安装与调试,分析、计算、测试电力机车变流装置、辅助保护装置的功能,能综合分析典型机车的控制线路的工作原理。 |
(2)典型工作任务分析
经针对所有的工作任务进行归纳分析,确定其典型工作任务如下表。
表2 典型工作任务
序号 |
|
1 |
电力机车高、低压电器的维护、检修、更换及参数调整 |
2 |
电力机车牵引电机的维护、检修、故障诊断与处理 |
3 |
电力机车辅助电机的维护、检修、故障诊断与处理 |
4 |
电力机车主变压器的维护、检修、故障诊断与处理 |
5 |
电力机车电气屏柜电气连接线的更换、布线 |
6 |
电力机车电气屏柜的检修与试验 |
7 |
电力机车的总体布线 |
8 |
电力机车的总体试验 |
(3)教材课程目标确定
根据专业人才培养要求,结合国家职业标准,将电力机车电气控制知识与电力机车的电气调试典型工作任务相结合,将涉及到的“电力机车的结构”、“电力机车的操纵”、“电力机车的控制基础”、“电力机车的试验”、“电力机车的试验规则”、“电力机车电工的职业标准” 等多方面的内容整合。
6. 成果推广与社会影响
6.1在本专业的教材当中,课程体系重构,首创了以操作为中心的目录编排。将电力机车的复杂电路原理与实际操作有机的结合起来,简化了学习机车电路的难度。在这种形式的编排的教材当中,属于全国首创。
6.2把电力机车的正常操作和非正常操作以及故障处理用图片的插入的方式并且有详细的步骤的叙述,相当于手把手教学生相关的技能操作。图文并茂,文字通俗易懂。针对每一操作模块及工作流程,有详细的说明及步骤图解,短时间内可以迅速掌握。将抽象的电路图与实物对应起来,直观,易懂。
6.3与呼和浩特职业学院本人主持的电力机车控制精品课程与电力机车控制网络课相互配合,立体化全方位展开教学。全部教学资料网上发布,大纲、课件、视频一应俱全。结合多媒体课件与网络教学。一书在手,长期可以在网站免费学习,免费听课。而且学习网站在不断更新,随着电力机车高速铁路新车型的出现。不断更新的讲课内容。将最前沿的科学技术融入课堂,融入教材。已经开通多个网络平台教学,与学生展开互动,随时解答学习中的疑问。可以详见《电力机车控制精品课程》。网址是http://202.99.248.8/eol/jpk/course/welcome.jsp?courseId=1640。
6.4适合高职学生学习特点。本书针对高等职业教育特点及学生认知规律,完全以就业工种为导向,以学生为中心,以职业能力为本位,进行编写。关注电力机车司机、机车电工,机车钳工,机务段机车维修技师工种的实际操作流程,及必要的理论知识,详细具体描述典型工作过程的具体流程与细节,使得读者思路清晰,可操作性强。任务内容均采用“内容概述—学习知识目标及能力目标—正文内容—小结—复习思考题”等简洁的编排结构, 目标明确, 重点突出, 图文并茂, 语言规范, 有助于增进学生的学习主动性。同时理论讲解注意必需够用, 不过分强调公式的推导计算和系统性, 强调知识的应用, 注重培养学生的应用能力。
6.5成果的推广应用效果
本教材从2013年开始编写,一直采用该教材作为校本教材使用,在我校铁道机车专业学生中试用,效果非常好。使学生提前开始职业生涯规划,自我培养大国工匠精神,并且学生的职业素养明显提升了,受到用人单位的好评。所以全国各大铁路局提前到我院招聘,2013年该教材由中国铁道出版社公开出版。出版后,受到全国铁道职业院校的欢迎。被评为“十二五”职业教育国家改革教材。教材出版后,许多铁道职业院校购买了本书,用于工人培训和学生用书。从2013年以来,,经过了8年的使用培养了大量的电力机车司机,电力机车钳工,电力机车电工。这些学生这些毕业生分布在全国各大铁路局。很多毕业生成为领导,技术骨干。教材全国发行后经过一些全国铁路职业院校的实际应用,本院8年的实际运用。取得了很好的成绩。实施效果显著。同时培养了工匠精神、树立了良好职业道德。
通过本教材的编写,在课程优化、教学模式与方法改革创新等方面取得了一系列的教学成果。本人2013全国职业院校信息化教学大赛高职组多媒体教学软件比赛国赛第三名,2015.6,第二届全国高校教师微课大赛内蒙古第三名,主讲的《电力机车控制》被评为内蒙古自治区级精品课程。建设的《电力机车控制》的资源库入选国家教学资源库。以该教材为内容的论文获得内蒙古自治区教育科学研究学术委员会优秀论文一等奖。以该教材作为课程首选的教学设计在全院教学设计大赛中获得一等奖,第一名的好成绩。
立足专业教学岗位,建设了教学沟通平台。通过教材编写研究和教学活动,开发了一批多媒体课件和教学视频教学素材,构建了精品课程《电力机车控制》学习平台,开发制作的教学课件《电力机车控制》多媒体课件经教育部全国大赛评选获奖后,已多年被应用到教学中,获得了较好的教学评价。丰富了课程的教学资源,为学生自主学习创造了环境和条件。为采用本教材的教师提供了大量优质的教学素材课件。受到了任课教师的好评。培养的学生已经在各铁路部门成为技术骨干或者业务骨干。在校学生多次参加省级、全国技能大奖赛,获得良好成绩。经过试卷调查,学生采用本教材取得良好效果,并且受到历届学生们的一致好评。
6.6成果的扩展与相关的成果
作为教材使用7届,但为了能使学生提高学习效率、实践能力,近年来公开发表了与本教材有关论文多篇,完成了多个省级国家项目的科研课题,实用新型专利,软件著作权,多部教材。
申请者本人近三年来的主要与申报成果相关研究成果:
成 果 名 称 |
作 者 |
成果形式 |
发表刊物或出版单位 |
发表出版时间 |
RCM运用于呼和浩特铁路货车检修的研究 |
张耀武 |
自治区高校科研课题 |
内蒙古自治区教育厅 |
2021.1.1 |
三维交互沙盘应用于高速铁路调度指挥仿真实训的研究 |
张耀武 |
自治区高校科研课题 |
内蒙古自治区教育厅 |
2021-05-15 |
基于校企合作下的铁道机车车辆专业课程体系设计研究 |
张耀武 |
“十三五”教育科研规划课题 |
高等教育学会 |
2020-03-30 |
城市轨道交通车辆构造 |
张耀武 |
教材 |
上海交通大学出版社 |
2020-12-01 |
2019221401109 一种铁道货车用集尘器振动检测装置 |
张耀武 |
实用新型专利 |
中华人民共和国国家知识产权局 |
2020.06.05 |
影响铁路货车检修制度决策的因素研究 |
张耀武 |
论文 |
呼和浩特职业学院教育与实践 |
2019-12-01 |
RCM运用于呼和浩特铁路货车的研究论文一等奖 |
张耀武 |
一等奖 |
魅力中国杂志社 |
2019-12-01 |
RCM系统运用于呼和浩特铁路货车的研究 |
张耀武 |
论文 |
魅力中国杂志社 |
2019-11-01 |
液压与气动技术 |
张耀武 |
教材 |
电子科技大学出版社 |
2018-05-01 |
铁道货车零部件运行状态监测管理系统V1.0 |
张耀武 |
软件著作权 |
中华人民共和国国家知识产权局 |
2020.05.05 |
申请者承担省级以上与申报成果有关联的项目及完成情况:主持人张耀武 |
项目批准单位 |
项目名称 |
批准时间 |
是否完成 |
内蒙古自治区教育厅 |
RCM运用于呼和浩特铁路货车检修的研究 |
2018.1.1 |
已完成 |
自治区教育厅的高等学校科研项目 |
三维交互沙盘应用于高速铁路调度指挥仿真实训的研究课题获准立项。项目编号NJZC14341。 |
2014年1月 |
已完成 |
高等教育学会 |
基于校企合作下的铁道机车车辆专业课程体系设计研究 |
2020-03-30 |
已完成 |
全国教育科学“十二五”规划教育部规划课题 |
主持《高职院校产学合作模式及支持政策研究》试验课题:紧密型产学合作模式和运行方式研究项目一项。课题号FJB110092-Z0139。 |
2012年3月 |
已完成 |
内蒙古发改委 |
内蒙古发改委、锡林郭勒盟,改建铁路锡林浩特至多伦铁路扩能改造工程,完成。 |
2010年3月 |
已完成 |
内蒙古铁道勘察设计院有限公司 |
为内蒙古集通铁路有限公司进行的“新建铁路兴和至商都铁路工程可行性研究”项目中有关机务设备的论证工作。 |
2011年5月 |
已完成 |
呼和浩特铁路局 |
呼和浩特铁路局旅客列车发电车油耗检测分析计量装置,完成。 |
2010年 |
已完成 |