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關鍵詞：CDIO;傳熱學;教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）43-0118-02
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構思、設計、實現和運作，將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。傳熱學課程是能源類專業一門重要的專業基礎課程，是學習后續相關專業課程的核心基礎。該課程內容知識點多、具有較強的理論性且實際工程應用面廣，這對學生應用理論知識分析和解決實際問題的能力提出了很高的要求。本文結合我校近年來基于CDIO工程教育模式的傳熱學課程教學改革與實踐成果，就如何提高傳熱學實際教學效果提出一些經驗。
一、傳熱學課程特點及教學現狀
（一）課程特點與地位
作為能源與動力工程專業一門主要的專業基礎課程，傳熱學課程是學習后續相關專業課程核心基礎。本課程是研究不同溫度的物體或同一物體的不同部分之間熱量傳遞規律的學科，在科學技術各個領域中都有十分廣泛的應用，如強化傳熱、削弱傳熱（熱絕緣）和溫度控。在制冷空調領域，通過強化傳熱可縮小制冷空調設備的尺寸，降低系統運行能耗。在能源輸送和利用環節中通過削弱傳熱則可減少散熱損失或降低冷量損失，對我國能源可持續發展有著重要意義。此外，在溫度控制方面，與傳熱直接相關的是電子元器件的冷卻問題。
（二）教學現狀
1.教學內容與工程實際脫節。傳熱學是一門應用性很強的專業基礎課程，在學習過程需要高等數學微積分知識，且內容廣泛，圖表、經驗公式多，學生掌握起來比較困難。現行的教材，雖包含20世紀后半葉的研究成果，但很大程度上仍保留了上世紀傳統的課程內容體系，內容變化不大，靈活性不足，學生缺乏自主研究性學習和訓練，未體現出CDIO模式培養計劃中的基本要求，與生產實際要求的能力培訓仍存在一定的差距。
2.教學方法及手段單一。近年來，隨著多媒體技術的發展，很多教師采用多媒體授課，積極引入圖片、視頻等教學素材豐富教學內容。相比傳熱的黑板教學方式，多媒體教學手段確實表現出良好的教學效果。但教學過程仍表現為教師講、學生聽的老模式，教學過程與工程實景聯系不夠緊密。學生主動性、創新性仍達不到CDIO模式培養學生工程能力的要求。
3.實踐教學環節脫離實際，缺乏創新性。傳熱學課程實驗教學多為驗證性實驗和演示性實驗，教師講解相關實驗原理、操作方法，學生不需要動腦，只需按照教師的講解及要求按圖索驥進行實驗并完成實驗報告。這種按部就班的實驗教學過程，難以達到啟發學生思維，培養其動手設計和獨立完成實驗能力的目的。
4.成績評價方式單一。傳熱學課程多采用的是期末閉卷考試的考核方式，最終成績給定綜合平時成績和期末考試成績，以學生掌握基本理論知識的程度作為唯一評價指標，缺乏知識綜合應用和工程實踐能力的考核，未體現出學生應用理論知識分析解決工程實際問題的能力。傳熱學課程重理論、輕應用的考核方式，與CDIO模式培養工程型、應用型人才的理念不符。
二、傳熱學課程教學改革建議
1.建立豐富的工程項目教學資源庫。課堂教學要注重可視化教學素材的使用，在PPT中多插入動態圖片、實景拍攝圖片及傳熱過程Flash視頻。在實驗教學環節，采用虛擬實驗與現場實驗相關結合的方式，實驗前學生通過網絡虛擬實驗平臺觀看實驗內容，熟悉實驗操作流程及注意事項。如換熱器換熱系數測定、穩態法測量材料的導熱系數等，將傳統的課堂教學形象化，增加趣味性和啟迪性，以培養符合CDIO工程教育理念的創新性、工程型、應用型人才。此外，通過Fluent開發虛擬實驗平臺也是一種有效的教學資源開發途徑，通過數值計算對傳統的導熱問題進行求解，如平板導熱、外掠平板換熱、多排管束換熱器流場及溫度場分布、狹小腔室自然對流、換熱器強化傳熱等。對于簡單的傳熱問題，可讓學生操作Fluent進行傳熱仿真，有利于激發學生的學習興趣。而對于一些復雜傳熱問題，教師通過Fluent仿真可實現傳熱過程的可視化，可彌補三維仿真動畫信息不足的問題。
2.以項目案例導入教學內容。在傳熱學課程教學中，不僅要求學生系統地學習傳熱學基本理論知識，更重要的是培養學生靈活應用課堂所學傳熱理論知識去分析和解決實際工程中具體復雜的傳熱問題，這是CDIO理念所倡導的構思設計實現和運作的人才培養的核心思想。因此，建議教學過程宜采用“問題導入”、“問題分析”、“解決途徑”、“所需知識”和“內容學習”等的教學組織流程。因此，教師應善于利用項目教學資源庫中傳熱案例，由淺而深地剖析其中涉及的傳熱問題，不斷提出解決問題所需掌握的知識。如能在課堂上實現的傳熱過程，教師應積極創造實際的傳熱情景讓學生親身感受，如讓學生赤腳踩在木質地板和地板磚上感受冷熱程度，然后提出問題進行互動討論。這樣就順其自然地將傳熱學中熱傳導、熱對流和熱輻射課程內容引出來，從而有效加深學生對熱量傳遞的三本基本方式的理解和實際工程問題的解決能力，符合CDIO理念倡導工程情景教育。
目前，傳熱學研究發展日新月異，授課時教師應注重將書本基礎知識與傳熱學前沿科技相結合，如超極速傳熱、微納米傳熱、微尺度熱運輸等，以拓寬學生的視野，提高學生的興趣。此外，在傳熱學的教學中引入“先基礎，后綜合，再創新”的CDIO教育培養理念，教學中增加工程案例，鼓勵學生主動學習、主動創新，注意培養學生分析能力、創新思維、合作意識，如可對學生進行分組，每組分配不同的實際工程案例，組內進行協調分工共同完成一個工程，最后匯總做成PPT匯報，并由教師和其他小組共同打分。這種以學生為主的課堂教學方式，不僅提升了學生獨立思考、創新和團隊合作的素質，還提高了學生運用課本基礎知識分析和解決實際工程難題的能力。
3.采用知識與能力相結合的考核方式。課程考核是測試學生學習知識與培養能力的基本手段，是教學過程的重要環節。合理的考核方式有利于學生培養正確的學習方法，達到課程教學的理想效果。傳統的期末考試不管是閉卷考試還是開卷考試，考試時學生依賴于課本和教師考前復習，因而達不到較好教學目的。根據21世紀對創新應用型工程人才的要求，傳熱學課程考核應包括自主學習能力、實踐創新能力、綜合能力。因此，傳熱學考核必須摒棄傳統的“一考定終身”的期末卷面考核方式，采用持續整個學期的多指標綜合考核方式，傳熱學課程總評成績包含：平時成績、實驗實踐、模擬工程和期末考試等四部分構成。各部分可按一定比例來分配，其中平時成績包含課堂出勤、課后作業;實驗實踐包含實驗實訓時的表現及實驗報告;模擬工程以小組為單位分工合作，課堂匯報PPT，綜合評定成績;期末考試采取閉卷考試，考察課程基本理論、基本方法。這種綜合考核方式可充分發展學生個性，培養創新素養，提升團隊合作能力，從而提高學生的綜合素質。
三、總結
本文對能源類專業傳熱學課程教學特點和教學實踐中學生反饋的問題做了探討，從教學資源庫、教學理念及方法改革、改進考核等方面提出一些可供參考的教學經驗。然而，CDIO教育理念是一個復雜的系統工程，具體教學方案需結合課程內容特點和專業人才培養目標來組織實施，且需在教學實踐中不斷修正和加以完善。
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Curriculum Teaching Reform Based on CDIO Mode of Heat Transfer and Explored
YANG Hui，ZHUANG Guang-liang，ZHU Hui
（Guilin Aerospace Industry College School of Energy and Building Environment， Guilin，guangxi 541004，China）
[論文關鍵詞]化工原理 “教學做”一體化 項目化教學 實訓基地建設
“化工原理”課程是研究化工單元操作過程規律，進行設計優化和操作優化的一門重要的實踐性、工程性、應用性的化工專業主干核心課程。通過該課程的學習，對于高職化工專業學生的綜合職業技能培養和職業素質培養起著主要支撐功能。高職“化工原理”課程的設計理念與思路：以職業能力培養為重點，與行業企業合作進行基于工作過程的課程開發與設計，充分體現職業性、實踐性和開放性的要求；課程設計基于多元智能的人才觀，能力本位的教育觀，工作過程導向的課程觀，行動導向的教學觀，學習情境的建設觀，工學結合、校企合作的課程開發觀等現代職業教育理念；借助建構主義學習理論，突出化工行業特色，建立“以化工項目任務為載體，以行動為導向，以完成綜合性工作任務為目標，教學做一體化的職教模式”。
一、基于工作過程導向，重構課程內容體系，全面實施“項目化教學”
“化工原理”課程遵循學生職業能力培養的基本規律，打破學科體系，重新構建教學內容。以真實工作任務及其工作過程為依據，整合序化教學內容，與行業企業合作進行基于工作過程的項目化課程開發與設計，全面實施“項目化教學”，把整個學習內容歸納分解為“流體輸送系統的認識”“液體的壓力測量”“管子的連接和閥門的安裝及使用”“列管換熱器的選型”等16個項目，科學引導學生對知識的掌握和強化應用能力的訓練，突出本課程的應用性、工程性特點，激發學生學習本課程的積極性。“項目化教學”是以項目為載體，工作任務為驅動，工作過程為行動導向，以能力為目標，以學生為主體，將理論與實踐有機結合，“教、學、做”一體化，使學生在完成任務的過程中掌握知識和技能。
通過教師到企業生產崗位調查，對企業一線技術骨干、工程技術人員和管理人員的訪談，完成化工單元操作崗位核心能力工作分析表，然后在企業人員共同參與的情況下，針對工作分析表分解出任務表，確定化工單元操作的工作過程作為課程的主線，并據此設計教學項目和學習任務。它是從生產實際出發，選擇典型事例作為教學的主題，以實踐為導向，教師為主導，學生為主體，師生通過共同實施一個完整的項目工作，并且共同評價項目工作成果而進行的教學活動。遵循“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”這一“行動導向的教學觀”進行教學設計。本課程采用“教、學、做”合一的職教模式，在理實一體多媒體教室，實施開放式的教學方式，采取分組教學，發揮學生的主體作用，學生自主設計、策劃、完成、評價整個工作任務。學生為完成工作任務，在獲取信息、設計方案、制定操作規程、操作等完整實踐過程中“做中學，學中做”，從而掌握職業技能、獲得專業知識。根據“行為導向”原則，使學生在完成工作任務的同時，構建自己的經驗和知識體系，運用新學習的知識與技能解決過去從未遇到的問題。在每個項目教學內容完成后，選用實際工程案例對其綜合分析、解剖和總結，由此鞏固學生所學知識和增強工程應用的意識。
基于建構主義的項目教學法與傳統的教學法相比，有很大的區別，主要表現在改變了傳統的三個中心：由以教師為中心轉變為以學生為中心，由以課本為中心轉變為以“項目”為中心，由以課堂為中心轉變為以實際經驗為中心。課程追蹤企業對崗位人員的考核評價標準，根據行業技術水平的不斷發展，定期開展崗位工作調查，進行典型工作任務分析，努力追求工作過程系統化的課程教學模式，以滿足不斷提高的技術對從業人員的要求。
二、建立基于行動導向的“教學做”一體化職教模式
本課程主要是將“項目化教學”“案例教學”“多媒體教學”“化工單元操作綜合實訓”“化工單元操作課程設計”“計算機化工單元仿真實訓”“參觀實習”“生產性實訓”“企業頂崗實習”“先進輔助教學手段”“網絡教學技術”等多種教學方式有機地結合起來，融專業知識培養和素質教育、教學和生產實踐為一體。構建全面提高學生職業素質，突出實踐能力的“教、學、做”一體化的技能培養模式。
以培養學生具備基本職業素養和技能為目標，把工學結合作為高等職業教育人才培養模式改革的重要切入點。科學設計學習性工作任務，改革教學方法和手段，合理設計實訓、實習等教學環節，融“教、學、做”為一體，強化學生能力的培養。進行化工單元操作實驗，探索學生校內學習與實際工作的一致性，課堂與實習地點的一體化。化工課程設計包括：列管式換熱器設計、填料吸收塔工藝設計、板式精餾塔工藝設計等。計算機化工仿真實訓技術，開發了虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗。加強優質教學資源和網絡信息資源的利用，把現代信息技術作為提高教學質量的重要手段，不斷推進教學資源的共建共享，擴大受益面。
1 化工單元操作綜合實訓室。學院投資300萬元建成了“化工生產實訓基地”，包括化工單元操作實訓室、化工校內實訓基地，總建筑面積達2000平方米，擁有雷諾實驗、柏努利實驗、流體流動綜合實訓裝置、阻力綜合實訓裝置、離心泵性能綜合實訓裝置、管路拆裝實訓裝置、傳熱綜合實訓裝置、過濾綜合實訓裝置、精餾操作綜合實訓裝置、吸收操作綜合實訓裝置、干燥綜合實訓裝置、流態化干燥綜合實訓裝置、氣體膜分離綜合實訓裝置、洞道干燥實驗裝置、板框過濾機及過濾實驗裝置、雙錐回轉真空干燥器、箱式干燥器、水環式真空泵、結晶器、DCS化工過程控制系統等實驗實訓裝置一百多臺套。經過多年的建設，綜合實訓室現具有符合要求的各種設備，功能齊全，實訓效果良好，能夠滿足化工原理“教、學、做”一體化教學的要求。
2 化工仿真實訓室。學院建設了化工單元仿真實訓室及化工裝置仿真實訓室，配置了200臺計算機和北京東方仿真公司的化工仿真實訓軟件。通過形象、科學、簡易、安全、經濟、有效的化工仿真模擬技術，可進行化工單元仿真實訓和模擬真實的化工生產操作。化工單元仿真實訓包括：離心泵、精餾塔、換熱器、液位控制、吸收解吸、固定床反應器、流化床反應器、壓縮機等。化工生產仿真實訓操作包括：乙烯、聚丙烯、乙醛氧化制醋酸、催化裂化、催化重整等裝置，具有模擬工廠開車、停車、正常運行和各種事故現象的處理，再現真實生產過程的實施動態特性。達到了既能對生產實際有一個很好的認識，又能親自動手進行反復操作，更全面、具體、安全和深入地了解不同的化工生產操作，鍛煉提高了學生的專業應用技能。
3 先進輔助教學手段和網絡教學資源。配套了先進的輔助教學設施，如教學課件、教學錄像片以及教學模型等。圍繞教學內容制作課程的ppt、Flas素材、CAI教學短片，以及網絡教程和習題訓練等，利用人機相交界面的多媒體效果，拓展學生視野，提高了學生的學習積極性、學習興趣和學習效果。同時提升了教學團隊應用現代教育技術設施的能力，顯示了利用現代教育技術和教學設施開展專業課教學的優勢和成果。《化工原理》課程配套的課程標準、授課計劃、教案、習題、授課錄像、實訓指導書及參考文獻目錄等都已經在校園網上開放，初步實現了優質教育資源共享。
三、大力推進工學結合，校企合作，培養高素質技能型人才
1 校外實習基地的建設與利用。加強建設實訓實習基地是彰顯高職辦學特色、提高教學質量的重點。學院大力開展校內實訓基地建設，不斷改善實訓實習條件，建成中央財政支持的校內生產性實訓實習基地；并且根據化工技術專業的人才培養要求，充分利用瀘天化、四川天華等二十多家大型化工企業，建設適合化工專業人才培養要求的校外實訓實習基地。校企共建“校中廠、廠中校”實訓實習基地。以校企合作為模式，進行參觀實習，師生共同參與校內外生產性實訓和企業頂崗實習，提高了學生的實際動手能力，強化了學生能力的培養。并且建立了完整的教學質量保證體系和“多元性”的考核評價體系，取得了良好的教學效果。
2 建設具有雙師素質的教學團隊。本課程教學隊伍的建設和配置，充分考慮了專業教學對雙師素質、校企合作、工學結合的基本要求，建成有專兼職教師組成的教學隊伍。安排專任教師到企業頂崗實踐，積累實際工作經歷，提高實踐教學能力，使專任教師都成為“雙師型”教師。并且聘請20位校外兼職老師，他們具有專業理論基礎和豐富的實踐經驗，能勝任本課程的實訓實習的指導、課堂教學、項目開發等工作任務，為課程“教、學、做”一體化的實施提供了有力的保障。
1 社會能力培養
在社會中擁有強悍的人際交流能力，才能融入社會，融入集體，適應社會的運轉狀態，所以在學校教學中對于社會能力的培養就顯得尤為重要。
1.1 德育能力
一個具有優秀品質的人能更被人喜愛和重視，也會具有更好的職業品德。所以在教學過程中要加強學生的德育能力教學，教導學生形成正確的社會人人生觀，成為一個具有職業操守的好廚師。
在德育教育環節中，要以為學生建立良好的職業道德為主旨，但是不能將道德觀念直接灌輸給學生，要引導學生在學習過程中自主形成良好的價值觀，讓學生理解社會需要的人才所具有的人生觀，明白烹飪廚師應該具有的人生價值觀。一個具有道德觀念的廚師才能以人為本，不會做出為了利益損害用戶健康的事，培養學生形成良好的道德思想，不僅是為了讓其更容易被社會接受，更是為了人們的身體健康負責。
1.2 職業生涯規劃能力
學生在學校學習的基礎文化知識雖然很重要，但是職業技能的培養也是保證學生不與社會脫節的更重要的教育。讓學生在走出校門之前就對自己的職業生涯進行合理的規劃，可以讓學生進入社會以后有準確的目標和奮斗的動力。并且以自己的職業生涯規劃步驟為基準，不斷充實自己的專業知識、專業技巧。自主的學習才能學有所用，學有所得，學有所成。在學生明確了自己的發展目標之后，會對社會有一個清楚地認知，對自身能力有一個充足的了解，心有所想才能更好的出發，走出屬于自己的路。
1.3 企業實踐能力
學習是為了工作，一切的理論知識只有在實踐中才能與現實結合。紙上談兵終究帶來的只是思維能力的提升，并不能使學生的身體跟上學生思維的變化，所以在企業中實踐的能力也是教育中的重點。通過在真實崗位的實習，能更好的讓學生了解企業運營模式，了解餐飲行業布局以及現狀。并且在實踐中學生能更好的發現自身不足，會更加珍惜以后的理論知識學習機會，增強學習教學質量。在實踐的環境下，學生才能將理論聯系到實際，明白他們學的是什么，學習的知識是為了什么，這些思維的轉變都將有利于他們走入社會后的發展。
2 專業技能培養
實踐能力的提升需要專業理論知識的支撐，所以對于烹飪專業技能的培養也是教學的重中之重。
2.1 原材料基礎加工技能培養
原材料是烹飪的基礎，一個廚師只有了解原材料的特點，才能更好地發揮原材料的功效。在中職烹飪教學中要注重學生對于烹飪原材料基礎加工的能力，明白不同食材最適合的基礎處理方法，要保證在原材料的購買到成型過程中，對于每個環節都爛熟于心。只有掌握了原材料加工知識，才能降低材料損耗，發揮材料功效，更好的將不同原材料結合在一起，烹飪出更好吃、更營養的菜肴。
2.2 烹飪技能培養
將烹調方法按傳熱介質不同分類，擬定實習項目任務。學生在實訓前對所定項目進行知識的收集，學生以小組的形式分組討論，確定實習項目的技法特點、操作要領、操作中的難題遇見及解決方案。學生實訓操作中，教師規范學生操作，關注學生操作流程，適時進行記錄，為課后評價做有效準備。課堂教學以教師教為中心轉變為以學生學為中心。學生的自主學習的技能往往比教師直接講授要扎實得多。在項目學習中注重學生的學習行為、學習習慣、學習態度、動手能力的評價，課后引導學生對學習項目進行反思，幫助學生完成整個項目的最后提升。
2.3 宴席菜肴烹飪技能培養
筵席菜肴烹制是專業能力中的核心能力的提升。其中包括了筵席菜肴的編排、原料的選取、原料的切配加工、菜肴的烹制等多個環節的組合，往往一個人是無法完成的，需要依靠團隊的力量才能實現。筵席菜肴的烹制是提供行業模擬情景訓練的機會。實踐教學中，學生以小組為單位共同完成實訓任務，根據筵席的設計要求，學生制定筵席菜單，按行業崗位分工，各負責操作的某個環節，實習中學生的合作能力得以加強，學生的操作能力得以提高，整體的職業素質得以提升，學生在教師的指導下，與行業操作實現“零”距離。
3 創新能力提升
3.1 基本創新能力培養
制定烹飪專業創新能力培養方案，引導學生積極參加社會實踐調查，收集社會餐飲菜品需求種類、市場原料供應、特色菜品制作等相關的信息，促使學生了解烹飪市場狀況，開拓學生的視野，培養學生信息的處理能力。此外成立烹飪菜肴創新興趣小組，作為學生學習的第二課堂，有助于學生的創新知識的提高。
3.2 菜譜創新能力培養
在日常的實踐訓練中，注重學生創新能力的培養。依托“普通教育有高考，職業教育有大賽”的指導思想，學生在完成基礎項目任務的情況下，增設菜肴研發創新模塊，為學生提供原料，學生以小組為單位，相互討論，通過對原料特性的把握，自主設計并烹制成特色菜肴，教師擔任技術指導，學生完成研發任務后，對所研發菜品的烹調過程進行分析總結，汲取經驗，促進學生能力的提高。積極為學生參加省、市級烹飪技能競賽做準備。
關鍵詞：應用型本科院校；熱動；燃機；仿真實習；教學研究
中圖分類號：G642.44 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）31-0169-03
一、開展熱動專業燃機仿真實習是當今電力發展的迫切需要
當今，我國的電力工業在快速發展，裝機容量在不斷擴大，新建的電廠也在不斷增多，與之相適應，對電力人才的需求也在不斷增加。但是隨著科學技術的不斷進步和電廠相關設備的不斷完善，電廠的自動化程度越來越高，這樣就對相應的運行人員提出了更高的要求，要求不僅要有扎實的專業知識，還要有靈活的知識應用能力和嫻熟的實際操作能力。具體而言，從電廠人力資源的角度來看，他們引進的人員，如何能在最短的時間內適應工作崗位的要求是他們最關心的問題，因此從生產現場引進有工作經驗的人才是最佳選擇，在這方面，在校大學畢業生明顯處于劣勢地位。作為應用型本科院校熱動專業的大學生如何獲得相關的經驗呢？那就是各種類型的實踐課程，其中電廠仿真運行實習是最重要的一個環節，通過實習，能夠使學生對發電廠的生產過程有一個比較完整的認識，將他們所學的專業知識貫通起來，形成一個有機的整體。通過在仿真機上親自動手操作，既發揮了學生學習的主觀能動性，又提高了他們的實際操作能力，同時也積累了一定的實際經驗，為他們更快適應工作崗位奠定了堅實的基礎，為他們的職業發展邁出了堅實的一步。
最近幾年，我校熱動專業學生的就業方向越來越呈現出多元化趨勢，就業面也越來越廣，不僅僅局限于常規的燃煤電廠，以燃氣―蒸汽聯合循環機組（以下簡稱燃機電廠）為代表的清潔能源電廠對大學生的需求量也越來越大。
燃氣―蒸汽聯合循環發電技術是當今世界上較先進的發電技術之一，它憑借熱效率高、比投資低、排污指標低、建設周期短、占地和用水量少、啟動靈活、調峰性能好、自動化程度高等諸多優點已在我國得到了快速的發展。據不完全統計，截至2014年底，全國燃氣發電總裝機容量5567萬千瓦，約占全國發電機組總裝機容量的4.1%。隨著我國電力發展趨勢和環境保護的壓力，這個比例將會不斷上升。特別是經濟發達的江蘇省，截至2013年6月底，江蘇燃機電廠總裝機638萬千瓦，占統調機組容量的比例達到了8.96%；目前在建的機組還有多臺，預計“十三五”末將達到1500萬千瓦。
燃氣電廠與常規的燃煤電廠在工作原理、生產過程、動態特性及參數調節方式等方面存在很大的差別，所以，對熱動專業學生開展燃機仿真運行實習，有助于加深學生對燃機電廠生產過程的認識和理解，對擴展學生知識面和擴寬就業方向非常重要，同時也是現階段燃機電廠快速發展對應用型本科院校人才培養的必然要求。
二、開展熱動專業燃機仿真實習的必要性和可行性
1.必要性。應用型本科院校不僅要培養學生的理論基礎知識的能力，更重要的要培養其實際操作能力，使其具備應用型和工程型的特點。熱動專業也不例外，按照教學大綱設置的課程主要有專業基礎課、專業課及相關的實習課程。專業基礎課主要有工程熱力學、傳熱學、流體力學、泵與風機、機械設計等；專業課程主要有：電廠鍋爐原理、電廠汽輪機原理、熱力發電廠、熱工過程自動調節、電廠集控運行、電力系統設備及運行以及燃氣輪機原理等。這些課程都是按照先專業基礎課后專業課的順序來安排教學的。學生學完這些課程后，普遍感覺各門課程之間比較孤立、松散，不能很好的將熱動專業的課程體系形成一個完整的有機整體。那么如何才能彌補這個教學缺憾呢？那就是到燃機電廠現場實習。但是由于現場往往出于安全等諸多方面的考慮，一般不愿接受學生來實習，同時學校的實習經費也相當有限。相比之下，最有效的方法就是通過電廠仿真運行實習這個教學實踐環節來解決。學生在仿真機組上實習，如同親臨電廠控制室上班，利用仿真系統可獲得運行實際機組的知識與操作技能，如機組的正常啟停、運行參數的調整以及事故的分析與處理等各種訓練；在仿真機組上實習，學生可親自動手，發揮其主觀能動性，提高了他們的動手操作能力；加深了對燃機電廠的認識程度。所以，開設燃機仿真運行實習這門實踐教學課程非常必要，是整個教學體系中必不可少的一個重要環節。
2.可行性。南京工程學院電力仿真與控制工程中心（以下簡稱中心）承擔全校熱能工程、環境工程及電氣工程等專業的電廠仿真運行實習任務，同時也開展電力行業各類型機組運行值班員的技能培訓及鑒定、科學研究和技術開發工作。中心是中電聯首批認證的全國電力行業火電機組仿真培訓基地之一。自成立以來，已先后完成了3000多名相關專業學生的電廠仿真運行實習教學任務，使學生的實踐能力得到了有效提高，得到用人單位的好評。此外，先后對全國13000多人次的火電機組運行值班員進行了仿真培訓，受到了委培單位的高度評價。我們長期以來堅持走自主建設的道路，積極、及時的將科研成果轉化為實踐教學資源，形成了具有鮮明特色的實習、實訓基地建設模式。
到目前為止，中心為多個生產單位成功研制了不同容量級別的燃氣―蒸汽聯合循環機組的仿真機多套，這些仿真機組通過極其嚴格而又苛刻的測試和項目驗收程序，仿真程度非常逼真，各項性能達到或超越了國家標準。這些當今電力發展最前沿的燃機仿真機組及時地轉化為中心的實際教學資源。中心的大部分指導老師都有豐富的現場運行經驗，同時通過承擔仿真機的設計、開發和調試任務，積累了非常豐富的專業知識，掌握了當今電力發展的最新動態。這些都為燃機仿真運行實習提供了可靠而又堅實的保證。
三、燃機電廠仿真機的功能與實習教學計劃
1.燃機電廠仿真機的功能。燃機電廠仿真系統是利用發電機組系統建模技術、計算機技術、電廠熱能工程技術、控制工程技術、電力工程技術及多媒體等最新技術而開發的，對電廠機組運行、調試、管理、熱工等人員進行機組實時運行以及技能培訓的裝置。它模擬了大型燃機電廠生產運行以及發生事故的全過程，而且仿真程度形象逼真。
燃機電廠仿真系統是在具有自主知識產權的JSSC仿真支撐系統平臺上，采用模塊化建模技術對燃機電廠各過程進行了全范圍模擬和仿真，能實時地模擬燃氣蒸汽聯合循環機組的正常啟停，運行參數調整、事故處理等多種不同工況下的運行情況。DCS的操作方式、機組的控制邏輯、燃機的控制過程等均與現場一致。
深刻掌握燃氣―蒸汽聯合循環機組的整體特性，使熱動專業的學生能夠深刻把握燃氣輪機、余熱鍋爐、汽輪機及發電機的動態和靜態特性，掌握關鍵參數的調整方法和機組的事故處理方式，為自己畢業后盡快適應燃機電廠的生產運行崗位提供可靠保證。
進行控制策略研究，燃機電廠機組的控制方式和控制策略與常規燃煤電廠的控制理念有很大的區別，特別是燃氣輪機的控制系統要求非常高，控制策略非常精準。通過仿真機的邏輯設計和控制策略的研究，對生產現場的邏輯優化和改進控制策略有重要和現實的指導意義。
2.燃機仿真運行實習教學內容。根據學校的教學安排并結合熱動專業學生的實際情況，本文以9E級燃機機組為仿真實習對象，制定了表1的教學計劃。
以上內容根據學生的學習進度和掌握程度適當調整，第5、6、7、8項可根據進度重復操作一至兩次，總體學時控制在120課時以內，也就是三周時間。
四、燃機仿真運行實習教學的探索與研究
筆者從事電廠仿真系統的開發和仿真實習教學工作已經十多年了，曾經從事過大型機組的集控運行工作，結合連續三屆熱動專業部分學生燃機仿真運行實習和相關生產單位燃機仿真培訓工作，通過對教學內容不斷完善和補充，對教學方法的不斷探索和試驗，經過認真研究和總結，筆者認為以下幾點需要在整個燃機仿真運行實習過程中必須加以貫徹和執行。
1.在進行燃機仿真實習前，需要對學生的專業知識進行摸底，根據知識掌握程度的不同進行合理分組和制定切實可行的實習計劃，做到因人施教。專業基礎課、專業課都是按照教學大綱安排在不同學期，仿真運行實習往往都是安排在所有學年的最后進行，即第7或8學期進行。為了有較好的實習效果，提前兩周讓學生將前面學到的專業基礎課和專業課復習一遍，并在實習前以答辯的形式來確定每一位學生的掌握情況，特別是燃氣輪機原理的基本知識，合理制定實習計劃，保證實習效果。
2.現場實習和仿真實習相結合，提高實訓效果。校外的認識實習非常重要，通過校外認識實習，學生對燃氣―蒸汽聯合循環機組的概念、生產過程和生產工藝有了一個初步的整體認識，對機組的熱力系統和配電系統也有一定了解。學生在仿真機上進行操作時，會做到有的放矢，能夠虛實結合，理論聯系實際，而不是憑空操作，想象操作。這樣仿真實習的效果就更好。
3.每一個實習過程都需要經驗豐富的指導教師進行講解和操作演示。在操作過程中，指導教師不僅要演示每一步的操作，還要從理論上解釋其中的原因，并說明在實際操作過程中的注意事項。利用燃機仿真系統這個教學平臺，指導教師將現場的知識始終貫穿于整個仿真實習當中，對學生的要求和現場人員的要求一致，將現場的操作方式、操作習慣及操作理念貫穿于仿真實習的全過程。這樣有利于培養學生嚴謹的工作態度和科學的操作方法，以避免事故的發生。
4.利用先進的多媒體仿真技術和一機多模分組系統，以確保學生上機操作機會。我中心自主開發的燃機仿真系統有很強的系統分組實訓功能，每一位學員均可在仿真機上獨立完成電氣系統、燃機系統、余熱鍋爐系統和汽輪機的各項操作和參數調整，并且能夠單獨保存各自的運行工況，這樣就更能加強學生的實際操作能力和對電廠生產過程的融會貫通的理解。同時避免了以往在仿真機實訓時一部分學生不善于動手操作的缺點，無形中也對學生起到了約束和監督的作用。
5.在考核方面，利用自動評分和答辯相結合的方法進行。由于仿真系統具有很完善的自動評分功能和回退重演功能，根據學生的實際情況，考核的重點就是燃氣―蒸汽聯合循環的整組啟動過程并可以自動保存評分文件和存儲文件。在機考結束后，指導教師一一調出每一位同學的回退重演文件自動回放，結合過程進行答辯，最后確定學生綜合成績。如果學生實習的課時較長，可進行事故考核和技術比武。
五、結論
自2012年以來，對連續三屆熱動專業部分學生開設了燃機仿真運行實習實踐教學課程，學生在燃機仿真機上按照教學大綱和操作規程親手操作，不僅將自己以前所學到的比較分散的、相對獨立的知識有機地結合起來，形成一個系統的、完整的知識體系，而且能夠對燃機電廠的生產過程有一個比較完整的認識，對機組的動態特性和靜態特性有初步的了解，增強了學生的知識應用能力和實際操作技能水平，達到了理論聯系實際和學以致用的教學目的，受到了學生就業單位的高度評價和認可，達到了預期的實習效果。
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關鍵詞：校企聯合培養；開放型；多層次；創新意識
Based on the joint education of school and enterprise of new mechanisms for the construction of engineering training center in exploration
Wang Quanyou， Zhao Jianping
Nanjing university of technology， Nanjing， 211816， China
Abstract： According to the experimental teaching and the practice of the construction of the demonstration center of education provincial new requirements， vigorously develop the "center" and "base" outside the joint training mode， actively explore the engineering training center in new ideas and new direction. In order to strengthen the practice teaching research， innovation and effectiveness as the goal， will the modern equipment manufacturing engineering training center construction into a modern industrial system covering the whole content of the engineering training experiment teaching system.
Key words： The joint education of school and enterprise； open； multilevel； Innovation consciousness
工程訓練中心是我國理工科大學全面貫徹落實素質教育、質量工程和進行創新設計的教學單位和重要基地。近年來，由于各級教育部門對于實踐教育的重視，很多高校工程訓練中心也進入到一個快速發展的階段，校內實訓場地和實訓設備都得到相當大的投入，尤其是現代制造技術的教育裝備得到了極大地補充和發展。目前，江蘇省對于實驗教學與實踐教育的建設又提出了更高要求，中心建設不僅僅局限于校內部分，還積極實施教學合作企業的校外實訓基地建設，實現實踐教學校內外共同培養的新機制。因此，這種校內“中心”加校外“基地”式的工程實踐中心建設也就成為了本科人才培養模式的新探索。
1 建設的意義和必要性
現代裝備制造業是國家確立的7大類戰略性新興產業之一，是“生產機器的機器制造業”，按其產品的知識含量和技術難度可分為通用類裝備、基礎類裝備、成套類裝備、安全保障類裝備和高端裝備。高端裝備是指技術上的高端，表現為知識、技術密集，體現多學科和多領域高、精、尖技術的交叉與集成；是價值鏈的高端，具有高附加值特征。高端裝備的教學與實踐必將成為當代機械工程類專業培養的核心內容。
為了適應和滿足經濟發展，尤其是信息產業、現代制造業高速超常規發展對于高等工程技術人才的迫切需求，大力發展校內實踐教學的同時，應充分結合企業，推動關聯企業的教學合作，實現高校教學資源的優化，提高資源使用效率，推進和提高高校實驗室建設和整體管理水平；合理建設校內“培養中心”加校外“實踐基地”，實現校內工程訓練和校外基地實際生產體驗及創新設計緊密結合的培養新機制，對于高素質現代機械創新人才培養具有十分重要的意義。
1.1 是培養卓越工程師的需要
在高等工程教育中，工程實踐教學是培養學生實踐能力與創新精神的有效途徑。在培養卓越工程師思想指導下，以“學習工藝知識，增強工程實踐能力，培養創新意識和創新精神”為教學目標的工程訓練，對于培養學生工程實踐能力與創新精神具有難以替代的重要作用。因此，這種校內外共同培養新模式下的工程訓練可以成為全面貫徹落實素質教育和質量工程，培養基礎寬、能力強、素質高和具有創造性復合型應用型人才的重要實踐教學模式；所以，建立一個能向多學科多專業的“現代裝備制造工程訓練中心”對培養卓越工程師就顯得尤為迫切。
1.2 是優化整合教學資源、提高現代裝備制造技術專業實訓水平的需要
現代裝備制造工程訓練中心的進一步建設，將使實驗室儀器、設備條件在數量和質量上得以提高，在先進性和完善性上得以體現。可以將傳統技術訓練與現代技術訓練、規定性訓練與自主性訓練、實踐能力訓練與創新能力培養、課內訓練（顯性課程）與課外創新（隱性課程）有機結合，實施“大工程”過程訓練、集成訓練和“真實”訓練的改革思路；工程訓練中心的建設可以大大促進過程裝備與控制工程、機械制造及自動化、車輛工程、焊接技術及工程等機械類專業及生物工程、化學工程、熱能與動力工程、金屬材料、高分子材料、復合材料、建筑環境與設備、工業工程等專業基礎課程教學與實驗水平的提高，進一步提高本科教學的質量，提高學生的動手能力、設計能力和創新能力；為過程裝備與控制工程專業在熱力學、傳熱學、傳質學、流體力學、單元操作、壓力容器、過程裝備、流體機械、化工過程與自動化等學科領域的教學以及學生培養創造一個堅實的基礎實踐平臺。是實行資源共享的開放機制，具備全天候開放條件的綜合實踐平臺。
2 建設目標和思路
在卓越工程師培養的思想指導下，按照《普通高等學校工程訓練中心建設基本要求》的建設理念，現代裝備制造工程訓練中心的建設目標是：以工科學生為基本對象，以大工程意識、創新意識和實踐綜合能力培養為核心，以培養素質高、能力強、復合型高級工程技術人才為宗旨，能夠基本涵蓋現代工業體系內容并能適應現代裝備技術發展需要的實踐教育基地，將實踐教育中心建設成為：校企聯合培養模式下的工程訓練實踐教學示范基地和相關專業教學與科研的創新基地。
以現代裝備制造工程訓練中心現有工程實驗和實驗教學成果為基礎，以創新性、示范性、知識復合工程設計為指導思想，圍繞Process和Product的教學目標，注重學科交叉，培養學生的創新能力、綜合分析能力、工程設計能力和動手實踐能力。進一步提升高校過程裝備與控制工程、機械制造及自動化、生物工程、化學工程、熱能與動力工程、金屬材料、高分子材料、復合材料、建筑環境與設備、工業工程等本科生的教學實驗手段，保證并進而增加實驗數量，豐富實驗內容，增強學生的動手實踐、工程設計和創新能力，為國家培養高水平的合格創新人才，實現學校整體建設的跨越式發展，對周邊高校產生示范作用。
以提高實踐教學質量為目標，充實、加強機械工程實踐教學師資隊伍的工程實踐能力。抓緊建設一支教學經驗和學術水平兼備的教師隊伍；通過健全、落實教師參與實踐教學與實驗開發的有關政策和制度，擴大實踐教學隊伍的規模，尤其是使科研基礎好和工程實踐能力強的高水平教師及企業導師投入實踐教學和實驗改革，增強實踐教學改革和開發的活力，帶動實踐教學整體水平的提高。
以加強實踐教學的研究性、創新性和實效性為目標，進一步對實踐教學體系進行系統化的深層次改造和建設。在現有機械類課程實踐教學體系的基礎上深入研究與現代裝備設計制造相適應的實踐課程體系、教學內容、教學條件、教學方式。以典型過程裝備及機電產品的設計、制造、裝配、調試和經濟成本分析為實踐教學創新內容，培養學生的創新能力、系統分析能力、工程設計能力和動手實踐能力。
加強信息平臺建設，全面實現實踐教學的開放式管理。建立和完善工程訓練中心網站，采取有效措施，按照開放式教學的要求改進中心信息管理系統的設計，為全面實現實踐教學的開放管理提供保障；充實網絡輔助教學資源，大幅度提高網絡輔助教學系統的使用效益。
加強與兄弟院校的交流，擴大示范輻射作用，使之成為實踐教學改革和示范基地。總結以往實踐教學改革經驗及存在的問題，按照數字化、標準化、制式化、系統化的要求，開展下一階段的實踐教學改革，建立校企合作的實踐教學基地，努力創造精品，使中心的實踐教學水平再上一個新臺階。
具體建設思路是：在實驗教學體系建設上，準確把握現代工程的內涵，明確提出“以工程認知訓練為基礎，突出認知能力培養；以工程實踐能力訓練為重點，突出關鍵能力培養；以工程創新能力訓練為核心，突出創新精神培養”；樹立“機械制造大工程、大系統”的意識，在現有基礎上進行擴展和提升，按三個實踐平臺、四個訓練教學層次，將現代裝備制造工程訓練中心建設成具有涵蓋完整現代工業體系內容的工程訓練實驗教學基地，成為學生的“三個實踐平臺”：
“工業系統認知實踐”平臺：讓學生了解工業發展過程，激發學習興趣，確定學習方向和今后努力的目標。
“技術實踐”平臺：了解和掌握傳統與現代制造加工方法，金屬切削原理、工藝編制等，提高動手操作能力和協調能力，培養學生的“責任、安全、質量、群體、環保、經濟、競爭、市場、管理、社會、法律、創新”等大工程、大系統意識。
“綜合創新實踐”平臺：學生進行課內外科技創新、自主研學的基地。組織、引導并鼓勵學生利用平臺資源進行課外科技創新，參加各級相關創新設計大賽，培養創新思維和創新能力，促進優秀生拔尖生脫穎而出。
學生在“三個實踐平臺”上，結合教學任務和創新人才培養目標，展開“四個訓練層次”：
工業系統認識訓練：使低年級學生通過工業系統的認知訓練，了解工業發展過程、工業生產工藝流程及生產管理，激發學習興趣，為以后專業課學習打下良好的基礎。
傳統制造技術訓練：學習傳統金屬加工方法、工藝知識、各種加工設備的使用及其基本操作方法和操作技能，培養學生的基本工程素質，實踐動手能力，基本分析和解決問題的能力。
現代制造技術訓練：主要學習以數控技術為特征的現代制造技術基本原理、工藝知識、各種數控加工設備的使用及其基本操作方法和操作技能；在教師的引導下，應用已掌握的基本知識和基本技能，自行設計、仿真、制作等。在此過程中學習CAD/CAM設計、仿真及制造技術，了解先進測試儀器的應用，提高對各種制造設備的應用能力，開闊知識視野，提升學習興趣和熱情。
創新思維綜合訓練：主要采取學生自主選題、自主設計、自主加工裝配和調試、教師適當引導的開放式教學方法。引導學生經過需求分析、資料查詢、發散思維，提出創新構思；綜合應用所學知識提出創新設計方案，經討論分析、方案論證、確定設計方案；再完成設計、仿真、制造、裝配、調試和分析總結全過程的訓練。培養學生自主學習、知識更新、提出問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生創新精神、創新思維和自主創新實踐的能力，激發發明創造的潛能，培養和造就創新性人才。
3 主要建設內容（校外實踐教育基地）
3.1 主要建設內容
3.1.1 構建面向工程過程綜合性的工程訓練課程體系，分層次模塊化設置實驗項目
以營造大工程、大系統背景為指導，以提高學生工程實踐能力和綜合工程素質為主線，按照“模塊化、組合式、開放型”的思路，進一步完善工程訓練課程體系的四個層次，進行模塊化設置，由淺入深，由簡單到綜合，逐步培養學生的實踐動手能力、創新意識和創新能力。將中心建設成以培養學生實踐能力、創新能力為主線，具備基礎性、綜合型、設計型多層次、多模塊的實踐教學體系，并對校內外開放、共享的綜合實踐教學平臺。
3.1.2 多樣化的培養模式
以“發展個性、因材施教”為基本原則，以“分層培養、啟發創新”為基本教學思路，實行必修與選修相結合，課內學習和課外創新相結合，創建多樣化的培養模式。狠抓基礎、拓寬提高，保證大面積成才；充分利用現代化技術及先進的實驗教學手段，虛擬仿真實驗與實踐相結合，實現計算機網絡與多媒體輔助教學，為學生自主學習創造條件。組織、引導并鼓勵學生利用平臺資源進行課外科技創新，參加各級相關創新設計大賽，培養創新思維和創新能力，促進優秀生拔尖生脫穎而出。
3.1.3 訓練內容的集成性
工程訓練不再僅僅局限于常規制造技術基礎訓練，而是多學科融合相關工程技術的集成訓練，即機械工程、工程材料、自動化、電子技術和信息技術等多方面融合的集成訓練；同時，工程訓練不再僅僅是傳統意義上的純機械設計與加工訓練，而是融工程設計、工程制造、工程管理和創新實踐于一體的集成性訓練。
3.1.4 多元化的訓練形式
對不同的專業有不同的實習要求，對不同層次學生設置不同的實習項目。對不同的實習項目采用不同的訓練形式。采用規定性訓練與自主性訓練、個體訓練與團隊訓練等形式，供學生選擇。
3.1.5 加強教學過程的質量管理，建立完善的教學過程質量保障機制
堅持“以人為本，質量至上”的方針，不斷完善教學管理的制度化、系統化、程序化建設，修訂實習教材和拓展學生工業生產過程認知的深度。積極探索教學方法和手段，創建先進的教學體系，總結教學經驗，形成有影響的教學成果；通過省級實踐教學中心與基地的建設，為學生提供科技創新的實驗環境和條件，使學生的自主學習能力、合作學習能力、實踐能力和創新能力得到顯著提高。
3.1.6 實現全方位開放實驗室
構建在時間、內容和資源上實行全方位開放式、綜合型的多層次實踐訓練課程體系和實踐教學質量監督機制。將平臺資源及實習項目在時間和內容上全方位開放，服務全校師生，為地方經濟建設作貢獻。進一步完善平臺管理體制的改革，健全規章制度，實現管理網絡化。
3.2 實踐教學培養計劃
按照“四年一貫制”的專業課程教育體系建設模式，以“過程”和“產品”作為綜合與集成的主線，針對一年級學生開設“專業概論”、二年級開設“現代機械制造技術”、三年級開設“現代裝備設計”、四年級開設“現代裝備制造”等課程，并通過相關課程的建設，進行理論教學與實踐教學合理配置。
一年級開設“概論”課使學生初步建立工程觀念，了解工業發展過程、工業生產工藝流程及生產管理，激發學習興趣，為后續專業課學習打下良好的基礎，確定學習方向和今后努力的目標。
二年級開設“現代機械制造技術”使學生了解和掌握傳統和現代制造加工方法，金屬切削原理、工藝編制等，提高動手操作能力和協調能力，培養學生大工程、大系統意識。“技術實踐”教學環節包括傳統制造技術訓練、現代制造技術訓練。現代制造技術訓練主要學習以數控技術為特征的現代制造技術基本原理、工藝知識、各種數控加工設備的使用及其基本操作方法和操作技能。
三年級開設“現代裝備設計”，在工程力學和工程材料教學基礎上，學習CAD/CAM 技術、仿真技術，完成典型機械產品的設計與分析。
四年級開設“現代裝備制造技術”，在典型產品設計基礎上，完成加工工藝編制、材料選擇、加工制造、裝配、經濟性分析等。
3.3 聯合制定的校外實踐階段培養方案
為適應新世紀高素質人才培養要求，凸顯“依托工程，融合工程，培養學生的綜合能力，注重地方，迎合需求，設立特色專業方向”的專業特色，人才培養緊密結合國家經濟社會發展需要。校外實踐環節緊緊圍繞Process和Product，以典型機械產品的設計、加工、制造、裝配、檢測、經濟性分析為主要教學內容，在企業工程中實踐現代裝備制造實習和創新設計等。
4 預期效益與建設成果
隨著社會經濟和科學技術的發展，平臺在高等工程教育中，作為基本的技能培訓和培養學生工程素質、創新意識、創新能力的基地，必將發揮越來越大的作用。其效益和成果具體表現在：
（1）現實效益：可以滿足高校學生進行工程實踐訓練所必需的軟硬件條件。隨著中心的建成、訓練項目的拓展，年接待學生實習能力將大大提高。除滿足正常的實踐教學任務外，還可為相關專業的生產實習、畢業實習和專業設計提供條件，進一步提高畢業設計水平和質量。
（2）示范中心的建成，為培養學生的實踐能力與創新精神提供各學科相互結合相互滲透的教學背景，為應用型復合型人才的培養提供有效的支撐。
（3）為相關教師和實驗技術人員進行教學和科研提供可靠的軟硬件條件。
（4）有利于指導教師隊伍的穩定。沒有良好的教學環境和科研平臺，引進不了也留不住高水平的教師。
（5）有利于校企合作，把產品生產管理引進工程訓練中，讓學生在校期間就能進入模擬工廠的管理系統，豐富其實踐工作經驗，為今后走向社會，提高就業能力增強信心；同時也能幫助企業進行合理的技術改造，提高經濟效益。
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關鍵詞：職業學校；專業技能；情境學習；場景教學模式
作者簡介：莊西真（1967-），男，山東莒南人，江蘇省職教科研中心副主任，副研究員，教育學博士。主要研究領域是職業技術教育、教育社會學。
中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1001－7518（2008）04－0031－04
當前，對中等職業教育發展來說，教育質量低下是最需要解決的問題，而所謂提高職業教育質量，就是提高中等職業學校的教學質量、尤其是專業實習課（技能課或者操作課）教學的質量，這也是緩解我國工業企業生產中“技工荒”的重要途徑（而不是單純的規模擴張）。為此，職業教育研究者和一線教師應該下大力氣總結專業技能課的教學規律，創新專業技能課的教學模式。
一、對幾個概念的說明
在我國，承擔職業教育職能的主要是中、高等職業學校，其中中等職業學校（大量的所謂高等職業學校其實質還是中等程度的職業學校，是“名不副實”的高等職業學校）是主體。目前中等職業學校成為中國中等教育層次里面一個不容忽視的力量，可以說是占據半壁江山，從最新公布的2006年全國教育事業發展統計公報顯示，2006年全國中等職業教育共有學校14693所（普通高中16153所），在校生1809.89萬人（普通高中在校生是2514.50萬人）。這里的中等職業學校是指正規的、制度化的全日制學校（不包括各種短期培訓機構、盡管職業學校也承擔某些短期培訓任務），包括技工學校、中等專業學校（簡稱中專）、職業高中，主要招收完成九年義務教育的初中畢業生，學制3-4年不等，培養初中級技能型人才。如果如此多的職業學校學生有一半能夠成為合格的技術工人，我們就不會有技工荒。
“技能課”是以培養具有相關崗位的知識與技能、較強的動手實踐能力的勞動者為目標的教育課程，比如電子電工、汽車維修、應用化工、數控機床等。綜合若干種關于技能的定義，我們認為技能就是通過學習而形成的符合一定程序和法則的活動方式，心理學界一般把技能分為操作技能和心智技能兩種。本文主要側重于談論操作技能。中等職業學校“技能課”作為一種獨立的課程形態，至今已有較長的歷史。但是，在教學實踐中，我們發現學生在技能課的學習活動過程中存在著明顯的問題，這就對我們原來的教學模式――“講、范、練、評”提出反思。技能學習究竟是什么？是一種特殊的認知活動嗎？還是一種動作的練習。根據調查，中等職業學校學生技能掌握方面存在兩個問題，一是不能熟練掌握所學知識技能，二是即使在學校里比較好的掌握了知識技能，但卻不能很好地適應工作崗位的要求。這說明他們的學習嚴重脫離真實的工作環境，而這恰是我們應該著力去解決的。因為知識和技能通常是在個體運用知識和技能的“情境”中獲得的。正是個體作為成員所組成的組織開發了這一相應的環境。因此必須開發一個為學習而設的特殊情景來代表“真實”的情境。
教學是推動學習的一種有意圖的行為，而學習即是對知識、技能和態度的獲得。教學模式是指在一定的教育思想、教學理論和學習理論指導下的、在某種環境中展開的教學活動進程的穩定結構形式。在現代化教學中，教學過程包含教師、學生、教材、媒體等四個要素，這四個要素所形成的穩定的結構形式，就稱之為“教學模式”。
美國教學研究者喬以斯和韋爾于1972年出版《教學模式》一書，專門系統地研究了流行的各種教學模式。他們依據教學模式的理論根源，區分出四種教學模式：第一種是社會型教學模式，其依據是社會互動理論強調教師與學生、學生與學生的相互影響和社會聯系；第二種是信息加工型，其依據是信息加工理論把教學看成是一種創造性的信息加工過程，依據計算機、人工智能的運行規則確定教學的程序；第三種是個人型，其依據是個別化教學理論與人本主義的教學思想，強調個人在教學中的主觀能動性，堅持個別化教學；第四種是行為系統型，其依據是行為主義心理學理論，把教學看作是一種行為不斷修正的過程。職業學校教學模式總體的發展具有四重趨勢：重能力、重學生、重心理學化和機輔趨勢。而“場景教學模式”可以說將這四大發展趨勢融為一體。場景就其廣義來理解，是指作用于學習主體，產生一定的情感反應的客觀環境。從狹義來認識，則指在課堂（或者實習工廠）教學環境中，作用于學生而引起積極學習反應的教學過程。
“場景教學”是指以實現特定技能教學目的為出發點，運用現代教學理念、技術手段和方法，創設出與教學內容相對應的富有吸引力的各類典型場景用以激發學生學習技能的興趣，提高學生感性和理性認識水平，從而使學生熟練掌握技能的一種教學模式。“場景教學模式”始終貫徹學生是學習的主體的原則，以學習為中心的教學設計就是學習環境的設計，因此，“工作場景教學模式”的設計就是一個創造技能學習環境的設計。技能學習環境，是指技能學習活動展開的過程中賴以持續的情況和條件。學習環境的要素不僅僅是支撐學習過程的物質條件（學習資源），而且還包括構成教學模式的教學策略、學習氛圍、人際關系等非物質條件。工作場景教學模式下的學習環境，可以理解為技能課學習的“工廠世界”，但并不一定是真實的工廠。“場景教學模式”的意義就在于打破了傳統技能教學置活動和背景于學習附屬地位的弊端，把單一灌輸式的僵化、機械的技能教學活動，變成生動活潑、充滿生命活力和現場感的技能知識學習過程，學生踴躍參與，師生積極互動，既強化了學生的特定場景感受性，又激活了知識、激發了學生的技能學習興趣。這一點已經被認知科學的研究成果所證實，其主要結論是教學與學生熟悉的場景相融合可以提高學生學業成就，強化學習態度。
二、專業技能課“工作場景教學模式”的理論基礎
中等職業學校是制度化的全日制學校，根據其性質和特點，技能課教學就是它最主要的教學活動（在中國的語境下，還包括文化課和專業基礎課），既然是“教學”，技能課的教學和其他文化課的教學別無二致，也只能是以學生對技能知識的學習規律為依據，也就是我們常說的“教”一定要建立在“學”的基礎之上。換言之，學生技能學習的規律就是技能課教學的理論基礎，只有知道了“怎么學”才能有針對性地規劃“怎么教”，“工作場景教學模式”的理論基礎是情境學習理論。
（一）情境學習理論的內容和特點
從20世紀初至今，有關學習理論的研究經歷了三個主要范式的轉變，行為主義――認知理論――情境學習理論。行為主義傾向于從技能的獲得來看學習；認知理論傾向于從概念的理解和一般策略的增長來看學習；情境學習理論則傾向于從更有效的參與探究和對話的實踐來看學習，這些實踐包含概念意義的建構和技能的使用。情境學習理論從20世紀80年代開始引起教育界人士的注意。美國著名教育心理學家Brown Collin和Duguid在他們的論文《情境認知和學習的文化》中首次詳細敘述了情境認知和情境學習。從此情境學習作為一種獲得知識的一般理論和正在形成中的教學模式引起了廣泛的關注。情境學習理論認為知識具有情境性，而且是其被應用的文化、背景及活動的部分產物，知識是在情境中通過活動產生而產生的；學習是一種學習者在某一情境中與他人及事物相互作用能力的提高。只有圍繞著促進實踐能力的形成、加速個體社會化進程的核心目標來探討學什么的問題，才能真正使個體學有所成，學以致用。
情境學習理論認為遷移是在一種情境中對一種活動的學習能夠影響（正向或負向）其在另外情境中參與另一活動的能力，比如學校中學到的技能可以用在工廠的車間里面。一般技能的獲得，可在真實的情境中，通過靈活的教學系統與學習者的主動建構得以實現，反映了情境學習關于遷移的觀點。概言之，情境學習論主張真正的、完整的知識（即學什么？如何學、如何用的結合）是在真實的學習情境中獲得的。在非真實的學習情境中，技能和知識的學習完全不同于專家和實踐者在生活中對知識和技能的運用。情境學習的支持者倡導以兩種途徑學習知識和技能：一是重視一般技能的教授，使之遷移到多種情境中去；二是強調在應用情境中教授知識與技能，強調知識必須在一定的背景中學習：這種背景可以是真實工作環境；可以是真實工作環境的高度模擬替代。
（二）情境學習理論之于職業學校教學的意義
情境學習理論具有很強的現實性和實用性,它對改善我國中等職業學校技能實習課的教學具有很多的助益（當然對于文化課和專業基礎課的教學也有幫助）：
1.知識植根于情境脈絡當中,透過參與生活情境中的活動,學習者才能真正掌握知識。有研究發現在日常的交談環境中，人們通過傾聽、對話以及閱讀，17歲左右的人平均一年可學習5000個單詞(平均每天約13個)，而且這個過程速度快、效果好。相反，若脫離語言正常使用環境，只從字典或教室抽象的定義學習單詞,效果相當緩慢，平均一年只增加約100-200個單詞，更糟糕的是這些單詞幾乎難以在實際情境中有效運用。所以,知識的意義必須通過其使用的情境來加以傳承。如果我們把知識也包括職業學校里教授的技能的話，如果我們的專業實習課是在和實際的工廠車間相似的環境里進行教授是不是也可以提高教學的效益。
2.知識如同生活中的工具，必須通過使用才能理解它們。因此，學習應強調主動操作研究，教學內容宜取材于現實生活中。知識和工具有許多共同的特征：只有借助于使用它們，才能充分理解它們。換句話說，在生活中工具本身不代表任何意義，也沒有任何用處，除非工具能在對個人有意義的情境派上用場。同樣地，職業學校學生可能有足夠的能力擁有抽象的規則、公式，通過復雜、困難的考試，但是一旦遇到真實情境時卻束手無策，平時練就的技能早棄諸腦后了。例如，有些人考了駕駛執照，卻不敢開車上路等等。職業學校，即使是實習工廠畢竟不是工廠，所以要盡最大可能地使學校內實習工廠和“真實”的工廠一樣，讓學生們在“真實”的工廠里學習技能、熟練技能。
3.學習是一個內化的歷程，教學應提供完備的范例與在真實情境中使用該專業知識的機會，以滿足學生深入了解環境文化的需要。乍看之下，學習與文化似乎扯不上關系，但事實上人們學習交談、閱讀與寫作或成為團體的一分子，人們都有意無意地根據新的社群調整其行為及信念。如同工具的使用,反應個體的特殊經驗與其所處文化所累積的智慧。就某種意義而言,技能學習也是一個內化的歷程。職業學校學生就是工廠學徒。學習技能知識時，必須進入一個工廠文化或者生活場景，在真實的活動中使用概念、規則和工具。例如觀察廚房炒菜的鍋、熱水壺、隔熱墊的材質探討固體傳熱的原理。這些歷程似乎不太正式，但卻提供了活生生的真實的機會，讓學生受益匪淺。
4.學習是從邊緣參與擴展至核心。技能學習者在學習過程中猶如拜師學藝，一步一步漸進學習，先從相關技藝的實際情境邊緣參與，觀察、模仿、嘗試、練習，從而學習領會該領域的專業知識、技巧、行規、倫理,漸漸成為師傅的左右手，核心參與的資深者。技能學習就是個人從邊緣參與擴展至核心的內化過程。
對于情境學習在教學上的應用來說，最大的挑戰就是學習場景的設計。
三、技能課“工作場景教學模式”的使用
職業學校技能實習課“工作場景教學模式”要以實際應用場景為核心、提倡“以用為本、學以致用”的教學方法：以崗位工作經驗為指導，強化實戰技能，輔以實際企業測試項目，使用角色模擬的方式逐步深入展開整個教學過程，其基本步驟有：
（一）課前準備階段
1.項目主導：所有知識點和技能都是通過一個或者幾個項目來組織的，學生通過可擴展的項目案例來逐步學習知識和技能；所有的實踐都是項目中的一個實際任務，學生通過實踐練習可具備完成一種崗位任務的能力。
2.設置場景。設景是“場景教學模式”應用的前提條件。能否創設出形象生動、類似于真實社會生活的富有吸引力的典型場景是能否完成教學的前提。一般來說，教師應該根據學科不同內容和知識點的不同要求，預設有趣的問題、合理的懸疑，創設相對應的真實或“類真實”場景。根據現實生產中的典型實例，創設實體場景，也稱真實場景再現；利用現有物品進行實物演示，創設演示場景；采用實習教學，實現真實場景再現。教師要針對企業實際工作流程和工作場景，結合專業技能教學計劃和任務，進行項目分析和任務分解，重現在企業中工作的任務環境。
3.物品準備。必要的物品準備也是成功完成“場景教學”的重要條件。教師應該根據技能課教學需要，準備相應的物品。如教學場地（部分場景需要特殊場地）、電化教學設備以及場景設計中必需的一些工具、材料、圖片等物件。
4.課前預習。場景教學主要是通過相關場景引導學生思考，啟發學生尋找分析問題和解決問題的方法。這就要求學生課前熟悉相關專業知識，具備一定的分析和解決問題的基本能力。所以在場景教學前，應當為學生留出一定的預習和準備時間，要提前將場景的相關內容告訴學生，讓他們有時間查資料、做分析、找答案。
（二）實際應用階段
成功展示、運做場景是整個場景教學的中心，能否完美地向學生展現已經創設的場景，引導學生參與運做該場景是場景教學的關鍵。展景應該保證學生能夠直接了解并全面把握所學動作過程，引導和幫助學生加深對理論知識的理解和把握，提高駕馭和處理知識和技能問題的能力。展景中教師的任務在于合理確定場景參與人員和旁觀人員；分別確定角色扮演者和旁觀人員的任務；引導學生運做場景；形象生動地展示場景，充分考慮場景運做中可能出現的問題，引導學生發現問題、提出問題；引導學生找出正確地、行之有效的解決問題的方法等。學生須完成的任務是：確定某一問題是否存在，選取有利于收集信息的各類材料；理解和識別問題所需的相關信息；尋找針對場景中問題的合理陳述；正確扮演角色；做出能夠解決問題的可行性回答。具體講有以下幾點：
1.任務分解：在為完成整個項目而必須掌握的概念和知識環節的講解上，將整個項目劃分為多個子任務，再分析每個任務需要的知識、技能、素質要求，并通過完成任務的形式來組織學習內容、設計課程體系。
2.角色扮演：學生在實際技能操作的課程和項目實訓過程中，使用真實的企業項目，真實的企業工作流程和工具，模擬項目組中各種角色，協同完成項目和任務，體驗和掌握各種角色的工作技能和工作經驗。
3.六步教學：知識和技能的傳授和自學都是從具體到抽象、從特殊到一般，按照以下6個步驟來組織的：提出問題、分析問題、解決問題、總結出一般規律和知識/技能、擴展知識/技能、解決類似問題（遷移）。
（三）總結補充階段
“場景教學”的要旨在于培養學生對知識技能學習的積極性和興趣，讓學生置身于特定情景中理解專業知識、訓練基本技能，提高其運用所學知識和技能分析解決問題的能力。“工作場景教學模式”是以真實的生產問題為學習任務的，因此學生對學習的任務感興趣，且學習動機強。實例的選擇具有一定的生活趣味性，因此課堂氣氛良好，學生上課注意力普遍非常集中。在場景教學中要注意評估、總結、反饋。評估的內容大致有以下幾點。
1.工作經驗：通過對企業實際工作場景的模擬和實際技能項目的訓練，積累實際的工作經驗，熟悉企業生產過程中常見的技術、流程、人員協作問題，并掌握相關的解決方法。
2.職業素質：通過上機操作、項目實踐、課堂研討、小組學習，以及職業素質訓練，學生能夠從任務目標設定、個人時間管理、團隊協作和溝通、沖突和情緒處理等方面，得到各自工作崗位所需要的職業素質訓練。
3.團隊協作：在場景教學過程中，學生將被劃分為幾個小組，每個小組將根據課程內容和教師的安排，通過技術研討、實際操作等手段，合作完成一個任務和項目。
4.動手能力：學生通過實際操作和反復項目演練，培養了舉一反三的能力，掌握重點技術的應用，為日后走向真正的生產第一線完成更復雜的工作積累經驗。
5.學習能力：通過項目訓練、實際操作、小組學習和討論，使學生養成一定的自學習慣，并掌握自學的有效方法和工具。
需要說明的是，在評價方面，應提供對學生技能學習的真實性、整合性評價，不應把評價看作是一種對技能教學設計的補充或僅僅是準備―教學―教學后測試這一線性過程中的一個可分離的階段。評價應該成為技能學習環境的一個整體的、進行中的和無縫對接的組成部分。事實上，如果不考慮對學生的技能學習進行全面、系統真實的評價，也就無法對實際的學習環境和學習活動作相應的設計。所以在評價方面可采用以“場景、行動”為取向的真實評價、作品評價、卷宗評價等，著重于真實情境的適切性、整體性及問題解決的行動性，使技能學習與評價合而為一。不論是哪一種評價，都應以學生為主，采用多元評價的方式讓學生發展多元智能，才能使情境學習更具意義。
上面所講的“場景教學模式”應用的步驟雖有流程與順序，但因職業學校涉及成百上千種專業，每一個專業的工作環境各有不同，所以應因時間、因地點、因學生、因專業、因教師做適當的變通，再輔以其它方法、方式，方能收到預期效果。
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