岳瑞豐 趙揚(yáng) 付永

[摘? ? 要] 如何將復(fù)雜的化工生產(chǎn)工藝和龐大且內(nèi)部結(jié)構(gòu)不可見的化工設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理講解透徹，是化工類專業(yè)教師面臨的難題。傳統(tǒng)課堂因缺乏信息化手段支撐，教學(xué)設(shè)計(jì)質(zhì)量不高，教學(xué)效果并不理想。以2016年全國(guó)職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽教學(xué)設(shè)計(jì)賽項(xiàng)作品“精餾單元操作”為例，探討和交流如何利用信息化資源和手段做好化工類課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，從而提升化工類專業(yè)課程的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 信息化;化工專業(yè);教學(xué)設(shè)計(jì);教學(xué)大賽

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 13. 089

[中圖分類號(hào)] G434? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? A? ? ? [文章編號(hào)]? 1673 - 0194（2019）13- 0219- 03

0? ? ? 前? ? 言

化工產(chǎn)品千差萬別，生產(chǎn)工藝多種多樣，化工設(shè)備大多采用密閉結(jié)構(gòu)，不能直接觀察到設(shè)備內(nèi)部。傳統(tǒng)教學(xué)由于缺乏信息化手段作支撐，教學(xué)設(shè)計(jì)并不理想，導(dǎo)致課堂教學(xué)中學(xué)生對(duì)化工設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理和工藝流程的學(xué)習(xí)效果差，這是化工相關(guān)課程教學(xué)面臨的問題?，F(xiàn)以作者參加的2016年全國(guó)職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽教學(xué)設(shè)計(jì)賽項(xiàng)獲獎(jiǎng)作品“精餾單元操作”為例，探討和交流如何做好化工類課程的教學(xué)設(shè)計(jì)[1]。

1? ? ? 教學(xué)分析

教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作是做教學(xué)分析，教學(xué)分析結(jié)果直接影響教學(xué)目標(biāo)的完成效果、教學(xué)活動(dòng)開展的科學(xué)合理性和教學(xué)活動(dòng)能否達(dá)成職業(yè)崗位人才培養(yǎng)目標(biāo)。教學(xué)分析應(yīng)主要從目標(biāo)分析、內(nèi)容分析、學(xué)情分析、教學(xué)重點(diǎn)分析和教學(xué)難點(diǎn)分析等幾個(gè)方面入手[2]。

“精餾單元操作”教學(xué)設(shè)計(jì)——教學(xué)分析實(shí)例如下：

（1）教學(xué)目標(biāo)分析

根據(jù)高等職業(yè)學(xué)校專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，確定教學(xué)知識(shí)目標(biāo)為：①認(rèn)識(shí)精餾塔結(jié)構(gòu);②掌握精餾工藝流程。確定教學(xué)技能目標(biāo)為：①能使用DCS控制軟件完成精餾操作;②能診斷并處理精餾異常情況。確定教學(xué)素質(zhì)目標(biāo)為：提升學(xué)生規(guī)范操作意識(shí)和化工生產(chǎn)安全意識(shí)。教學(xué)目標(biāo)的確定主要在于培養(yǎng)化工總控工崗位需要的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。

（2）教學(xué)內(nèi)容分析

精餾作為化工生產(chǎn)中最具技術(shù)性、典型性和代表性的單元，根據(jù)化工總控工崗位職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)與要求，確定教學(xué)主要內(nèi)容為：精餾單元操作，讓學(xué)生借助精餾實(shí)訓(xùn)裝置完成對(duì)精餾工藝流程的認(rèn)知，并掌握精餾塔的操作。

教材選用國(guó)家“十二五”規(guī)劃教材《化工原理》及配套的校本教材《化工綜合實(shí)訓(xùn)》，共計(jì)6學(xué)時(shí)。

（3）學(xué)情分析

本課程的授課對(duì)象為應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)二年級(jí)學(xué)生，他們具備一定的化工基礎(chǔ)知識(shí)和操作技能，樂于接受信息化媒介，喜歡動(dòng)手操作，但是理論聯(lián)系實(shí)際解決復(fù)雜問題的能力較差。

（4）重難點(diǎn)分析

結(jié)合教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)情分析和化工生產(chǎn)特點(diǎn)，確定教學(xué)重點(diǎn)為精餾塔的操作;教學(xué)難點(diǎn)為：精餾操作事故診斷及處理。

2? ? ? 設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)思路又稱為教學(xué)策略，集中反映了課程的教學(xué)思想、教學(xué)模式、教學(xué)評(píng)價(jià)模式、教學(xué)方法和教學(xué)技術(shù)手段。做教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將課堂教學(xué)的主體地位歸還給學(xué)生，教師是一節(jié)課的“導(dǎo)演”，設(shè)計(jì)并掌握課堂的進(jìn)度，把控課堂的發(fā)展。學(xué)生是“演員”，學(xué)生“演”的好壞，直接決定課程教學(xué)效果。課程必須真正做到做中學(xué)、做中教，因?yàn)橹挥凶鲋袑W(xué)才是真正的學(xué)，只有做中教才是真正的教，這也是職業(yè)院校培養(yǎng)學(xué)生的落腳點(diǎn)。在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)包括課前、課端、課中、課尾和課后等五個(gè)方面，五個(gè)方面的設(shè)計(jì)應(yīng)形成閉環(huán)。

“精餾單元操作”教學(xué)設(shè)計(jì)思路實(shí)例如下：

根據(jù)職業(yè)院校學(xué)生培養(yǎng)特點(diǎn)及要求，教學(xué)中以學(xué)生為主體，以學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線，將6學(xué)時(shí)的教學(xué)活動(dòng)依次確定為：課前任務(wù)準(zhǔn)備，課中任務(wù)實(shí)施和課后任務(wù)拓展三個(gè)主要環(huán)節(jié)。根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和教學(xué)要求，本節(jié)課采用以翻轉(zhuǎn)課堂為基礎(chǔ)的混合式教學(xué)模式。教學(xué)中根據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)安排和教學(xué)內(nèi)容，綜合采用討論法、探究法、練習(xí)法等多種教學(xué)方法。在教學(xué)中利用藍(lán)墨云班課教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，完成課程測(cè)試評(píng)價(jià)。充分利用仿真模擬、微課、Flash動(dòng)畫等信息化教學(xué)資源，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)難度，突破教學(xué)重點(diǎn)、解決教學(xué)難點(diǎn)。

3? ? ? 實(shí)施過程

課堂教學(xué)實(shí)施過程應(yīng)緊緊圍繞既定的教學(xué)策略或者教學(xué)設(shè)計(jì)來開展，應(yīng)采取不同的教學(xué)方法和措施充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，增加師生互動(dòng)和生生互動(dòng)。為保證教學(xué)效果及教學(xué)環(huán)節(jié)的完整性，教學(xué)實(shí)施過程應(yīng)包括課前準(zhǔn)備設(shè)計(jì)、課中教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和課后教學(xué)鞏固提高設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面，每個(gè)方面的安排，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況實(shí)時(shí)把控，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生完成情況。教師應(yīng)制定科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，并形成過程評(píng)價(jià)、任務(wù)完成情況評(píng)價(jià)和課堂學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)果評(píng)價(jià)。為保證評(píng)價(jià)的科學(xué)性，整個(gè)評(píng)價(jià)還應(yīng)包括教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)、軟件評(píng)價(jià)等多種方式。

“精餾單元操作”教學(xué)設(shè)計(jì)——實(shí)施過程實(shí)例如下：

（1）課前任務(wù)準(zhǔn)備

課前，教師利用藍(lán)墨云班課APP軟件發(fā)布學(xué)習(xí)通知，共享教學(xué)課件、精餾塔3D結(jié)構(gòu)動(dòng)畫、精餾工藝Flash等信息化教學(xué)資源，學(xué)生登錄藍(lán)墨云班課教學(xué)平臺(tái)，結(jié)合教學(xué)課件觀看動(dòng)畫和視頻，完成對(duì)精餾塔結(jié)構(gòu)和精餾工藝流程的初步認(rèn)知。課程前一天利用問卷星軟件設(shè)置精餾單元操作相關(guān)問題，對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行摸底，適時(shí)調(diào)整教學(xué)安排。

（2）課中任務(wù)實(shí)施

課端，通過播放化工企業(yè)精餾裝置視頻使學(xué)生身臨其境，直觀了解今后崗位工作，對(duì)精餾塔的結(jié)構(gòu)、面貌形成直觀印象。然后，播放吉林石化雙苯廠發(fā)生的由于精餾操作不當(dāng)造成的重大生產(chǎn)安全事故案例視頻，讓學(xué)生展開討論，提高學(xué)生的安全意識(shí)、規(guī)范操作意識(shí)和安全生產(chǎn)的社會(huì)責(zé)任感。

為提高教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度，以學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線，將主要教學(xué)內(nèi)容分解細(xì)化為四個(gè)子任務(wù)，學(xué)生分步驟完成教學(xué)目標(biāo)。

子任務(wù)1? 精餾塔結(jié)構(gòu)認(rèn)知

因精餾塔為全封閉構(gòu)造，學(xué)生不能直接觀察到精餾塔塔內(nèi)情況，不便于學(xué)生學(xué)習(xí)塔體結(jié)構(gòu)、塔盤結(jié)構(gòu)和塔盤裝配結(jié)構(gòu)。為此，教師借助圖片展示塔盤結(jié)構(gòu)，借助3D flash動(dòng)畫和微視頻展示塔體裝配結(jié)構(gòu)，學(xué)生利用展示的教學(xué)資源分組展開討論，教師重點(diǎn)講解答疑。認(rèn)知結(jié)束，利用藍(lán)墨云班課推送精餾塔結(jié)構(gòu)測(cè)驗(yàn)試題，了解學(xué)生掌握情況。綜合采用小組討論法等多種教學(xué)方法，學(xué)生工程意識(shí)得到提升。

子任務(wù)2? 精餾工藝流程認(rèn)知

因工業(yè)精餾系統(tǒng)復(fù)雜，不便學(xué)生認(rèn)知精餾工藝，為此，借助微課和FLASH動(dòng)畫化靜為動(dòng)，直觀展示精餾工藝，降低學(xué)習(xí)難度;利用裝置工藝流程圖、工藝流程掛牌視頻，化隱形為顯性，有效提升學(xué)習(xí)針對(duì)性。學(xué)生利用微彈幕軟件實(shí)時(shí)反饋認(rèn)知情況，教師重點(diǎn)講解答疑。認(rèn)知結(jié)束，利用精餾工藝流程Flash游戲，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)工藝流程的掌握，游戲通關(guān)，即可進(jìn)入下一學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。綜合采用探究法等多種教學(xué)方法，學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)得到提升。

子任務(wù)3? 精餾設(shè)備操作

實(shí)操采用基于DCS控制的精餾實(shí)訓(xùn)裝置，分離的是由乙醇和水組成的二元體系。因精餾過程存在高溫、帶壓，物料易燃易爆等危險(xiǎn)特性，一旦操作不當(dāng)將造成嚴(yán)重后果。為此，操作前，學(xué)生借助微課學(xué)習(xí)精餾開車前檢查、DCS控制等不同崗位的工作任務(wù)，借助微視頻直觀學(xué)習(xí)塔內(nèi)物料流動(dòng)現(xiàn)象，并利用二維仿真軟件模擬操作過程，經(jīng)軟件自動(dòng)評(píng)分考核合格后方可進(jìn)入實(shí)操環(huán)節(jié)。操作中，由教師操作演示后，學(xué)生分組分崗位完成操作任務(wù)。整個(gè)操作過程，由裝置自帶的評(píng)分系統(tǒng)對(duì)操作步驟及操作質(zhì)量進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分。綜合采用練習(xí)法等多種教學(xué)方法，學(xué)生規(guī)范操作意識(shí)得到提升。“做中教、做中學(xué)”突破教學(xué)重點(diǎn)。

子任務(wù)4? 操作事故診斷及處理

因精餾操作事故重現(xiàn)成本高、危險(xiǎn)大，為此，學(xué)生分組討論精餾過程可能出現(xiàn)的物料泄漏等常見事故類型，并討論分析事故產(chǎn)生的原因及處理方法，教師根據(jù)討論情況，重點(diǎn)講解答疑。借助三維仿真軟件隨機(jī)模擬事故類型，整個(gè)模擬過程由軟件自動(dòng)評(píng)分。綜合采用小組討論法等多種教學(xué)方法，學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到提升?！皩W(xué)中做、學(xué)中測(cè)”解決教學(xué)難點(diǎn)。

（3）課后任務(wù)拓展

課后教師布置任務(wù)：如何利用精餾塔分離由乙醇、丙三醇和正丁醇組成的三元體系。學(xué)生根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的操作方法及要求，教師和學(xué)生利用微信隨時(shí)隨地展開討論。學(xué)生借助藍(lán)墨云班課提交設(shè)計(jì)報(bào)告，拓展學(xué)生職業(yè)能力。

根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況、課中任務(wù)完成情況和課后任務(wù)拓展情況，形成多元化的考評(píng)方式。各環(huán)節(jié)考評(píng)比例如下：課前預(yù)習(xí)測(cè)試占比10%;任務(wù)1精餾塔結(jié)構(gòu)認(rèn)知測(cè)試占比10%;任務(wù)2必須完成;任務(wù)3仿真軟件操作占比20%，精餾裝置操作占比30%;任務(wù)4仿真軟件操作25%;課后任務(wù)占比5%。

4? ? ? 教學(xué)反思

教學(xué)反思是教師對(duì)教學(xué)成效的反省，讓教師知道本堂課程好在哪里，哪個(gè)環(huán)節(jié)還需要改進(jìn)及怎么改進(jìn)。教學(xué)反思對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用不言而喻。撰寫教學(xué)反思之前，應(yīng)明確為何思、思什么、往哪思、怎樣思，以提升教學(xué)反思的效果和質(zhì)量[3]。

“精餾單元操作”教學(xué)設(shè)計(jì)——教學(xué)反思實(shí)例如下：

（1）教學(xué)效果

依托藍(lán)墨云班課等信息化平臺(tái)，將相對(duì)抽象的原理，不可見的設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的工藝流程，利用視頻、動(dòng)畫和仿真軟件等信息化手段進(jìn)行展示和模擬，降低了學(xué)習(xí)難度，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，讓教學(xué)突破重點(diǎn)、解決難點(diǎn)更加簡(jiǎn)單，極大提高了教學(xué)滿意度，圓滿達(dá)成了化工總控工人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

（2）創(chuàng)新特色

信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，構(gòu)建了精餾單元工藝流程可呈現(xiàn)、虛擬實(shí)操可遷移、操作事故可模擬的教學(xué)環(huán)境，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與化工專業(yè)教學(xué)深度融合，解決了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生理論和實(shí)踐脫節(jié)，教學(xué)效果不明顯的難題。

5? ? ? 結(jié)? ? 語

信息化技術(shù)給化工專業(yè)教學(xué)帶來便利，但是無論軟件多么先進(jìn)，智慧教室多么華麗，這僅僅是信息化教學(xué)的支撐手段。只有在教學(xué)中恰如其分地利用信息化手段才能稱為信息化教學(xué)，才能真正提高課堂教學(xué)效果。

主要參考文獻(xiàn)

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