中職化工安全課程信息化教學(xué)探索與應(yīng)用

牛亞杰 張海霞

摘 ?要 作為信息化時(shí)代先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，互聯(lián)網(wǎng)深入推動(dòng)了教學(xué)方式的變革創(chuàng)新。以“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”為主題，對信息技術(shù)在中職化工安全課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞 化工安全與清潔生產(chǎn);信息化教學(xué);中職;粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施;實(shí)訓(xùn)教學(xué);電子白板

中圖分類號：G712 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）21-0109-03

1 引言

“化工安全與清潔生產(chǎn)”是化學(xué)工藝相關(guān)專業(yè)中等職業(yè)教育的專業(yè)核心課程之一，也是一門理實(shí)一體課程。在以往的課程教學(xué)中，教師偏重理論知識的講授，把教學(xué)變成了一言堂，忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性[1]。另外，在實(shí)訓(xùn)過程中，由于化工裝置流程較為復(fù)雜，數(shù)目有限且操作步驟繁多，使得學(xué)生較難在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)順利完成操作，因而無法有效達(dá)到預(yù)期的實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，越來越多的信息技術(shù)被開發(fā)出來并應(yīng)用于教育教學(xué)，用于提升教學(xué)效率和質(zhì)量?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出：“信息技術(shù)對教育的發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視?！盵2]因此，從傳統(tǒng)教學(xué)模式向信息化教學(xué)模式轉(zhuǎn)變已成為時(shí)代發(fā)展的需要，化工領(lǐng)域的教育同樣要引入信息技術(shù)。

2 信息化教學(xué)的發(fā)展及現(xiàn)狀

近年來，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，一些基于現(xiàn)代信息技術(shù)的新型教學(xué)資源或教學(xué)模式接踵而來，如MOOC、SPOC、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等[3]。雖然當(dāng)前大部分學(xué)校將信息技術(shù)運(yùn)用到課程教學(xué)過程中，但是由于部分教師在理念上尚未打破傳統(tǒng)教學(xué)方法的固化思維，沒有從教學(xué)模式上加以變革，依舊以自身為主體開展教學(xué)，致使信息技術(shù)的應(yīng)用浮于表面，沒有真正實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合。

作為一名中職專業(yè)教師，應(yīng)契合時(shí)代發(fā)展的需求，以培養(yǎng)學(xué)生的積極性、自主性和創(chuàng)造性，使學(xué)生真正成為主動(dòng)的信息建構(gòu)者為主攻方向，以培養(yǎng)全面型且富有創(chuàng)造力的高技能人才為最終目標(biāo)，不斷學(xué)習(xí)和探索信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的有效方法和途徑。

3 信息技術(shù)在化工安全課程教學(xué)中的應(yīng)用

筆者通過對各類信息技術(shù)的研究、探索與應(yīng)用實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在化工安全課程教學(xué)中有以下幾種技術(shù)手段具有較好的應(yīng)用效果。

電子白板 ?電子白板作為一種新興的多媒體教學(xué)工具，已被廣泛用于課堂教學(xué)。它繼承了黑板、計(jì)算機(jī)和投影儀等教學(xué)設(shè)備所具備的功能，營造了一個(gè)交互式的教學(xué)演示環(huán)境，真正成為中職化工專業(yè)教師開展信息化教學(xué)的好幫手?；ぐ踩n程有豐富的案例、圖片、視頻等資源，電子白板的拖拉、遮擋、蒙層、計(jì)時(shí)、課堂活動(dòng)、思維導(dǎo)圖等功能可以充分發(fā)揮這些教學(xué)資源的作用，讓學(xué)生通過課堂上的交互活動(dòng)隨時(shí)展示自我、發(fā)展自我，為提高化工安全課堂教學(xué)效率和學(xué)生綜合能力提供了可能[4]。

3D仿真軟件 ?化工安全是一門專業(yè)性較強(qiáng)的理實(shí)一體課程，其中實(shí)踐部分的教學(xué)內(nèi)容需要在化工裝置上操作演示與練習(xí)?；ぱb置由若干設(shè)備管道構(gòu)成，大多較為復(fù)雜，同一套裝置套數(shù)少，每位學(xué)生在裝置上動(dòng)手操作的時(shí)間往往不夠充裕。因此，引進(jìn)或開發(fā)配套的3D仿真軟件可以有效解決此問題。3D仿真軟件可以營造真實(shí)的工作場景，學(xué)生在實(shí)際動(dòng)手操作之前的流程熟悉、方案制訂等準(zhǔn)備工作均可以通過3D軟件完成，既可以減少裝置的投入，節(jié)約實(shí)訓(xùn)空間，又能幫助學(xué)生更好地領(lǐng)會(huì)知識及掌握技能，保證實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果[5]。

信息化教學(xué)助手 ?中職學(xué)校的學(xué)生大都學(xué)習(xí)習(xí)慣不好，學(xué)習(xí)自覺性差，知識基礎(chǔ)薄弱，紀(jì)律意識淡漠。他們思想活躍，對單一的理論知識學(xué)習(xí)缺乏動(dòng)力。針對中職課堂教學(xué)存在的困境，當(dāng)前市面上的信息化教學(xué)助手，如微助教、云班課、雨課堂等，借助其網(wǎng)絡(luò)交互平臺方便高效的特性，可有效改善枯燥乏味的傳統(tǒng)課堂教學(xué)氛圍，激發(fā)興趣聯(lián)想，鼓勵(lì)探索，有效開啟學(xué)生思維的閘門。在平時(shí)的教學(xué)活動(dòng)中，可通過云班課學(xué)習(xí)平臺開展課前自測、討論答疑、隨機(jī)抽選等教學(xué)互動(dòng)，增強(qiáng)教學(xué)的多樣性、趣味性和參與性，契合學(xué)生需求的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與和積極學(xué)習(xí)[6-7]。

4 信息化教學(xué)在化工安全課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”是化工安全課程中的典型課題。以往“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”教學(xué)中，學(xué)生無法觀察粉塵爆炸的過程，更無法體驗(yàn)各種粉塵與爆炸的因果關(guān)系，只能死背硬記，無法長期理解記憶。為此，筆者以該課題為例，融入信息技術(shù)，闡述信息化教學(xué)在化工安全課程教學(xué)中的應(yīng)用[8-9]。

學(xué)情分析 ?本次課的授課對象是化學(xué)工藝專業(yè)中專二年級學(xué)生。他們已經(jīng)學(xué)過“化工防火防爆”這一章的內(nèi)容，對粉塵爆炸的原理及過程比較熟悉，但對其條件和預(yù)防措施不了解。通過平時(shí)教學(xué)活動(dòng)的開展，他們已具備一定的組內(nèi)交流與合作能力，但是邏輯思維和知識遷移能力較弱。不過，作為化工專業(yè)的學(xué)生，他們思維活躍，對信息化學(xué)習(xí)有濃厚的興趣。

教學(xué)目標(biāo) ?根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的總體教學(xué)目標(biāo)要求，并結(jié)合學(xué)情和崗位工作要求，分析制定三維教學(xué)目標(biāo)。

知識目標(biāo)：能簡述粉塵爆炸的條件;能列舉粉塵爆炸的預(yù)防措施。

技能目標(biāo)：能正確辨別粉塵爆炸的危險(xiǎn)因素;能正確制定粉塵爆炸的預(yù)防措施。

情感目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)演示中的安全防護(hù)，增強(qiáng)安全意識;通過小組討論、成果展示，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和口頭表達(dá)能力。

其中重點(diǎn)為：粉塵爆炸的引發(fā)因素和預(yù)防措施。難點(diǎn)為：影響粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素分析。

教學(xué)策略 ?為解決粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)裝置的有限性和實(shí)驗(yàn)操作的危險(xiǎn)性，自主研發(fā)3D軟件仿真粉塵爆炸，通過猜想假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→仿真軟件開展實(shí)驗(yàn)→驗(yàn)證猜想→得出結(jié)論，讓“粉塵”與“爆炸”因果關(guān)系“看得見”。建立學(xué)習(xí)小組，利用學(xué)習(xí)平臺，采用合作探究的學(xué)習(xí)模式，完成探究實(shí)驗(yàn)。

教學(xué)過程 ?為了順利完成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，以學(xué)生為立足點(diǎn)，分別從課前、課中、課后設(shè)計(jì)教學(xué)過程，同時(shí)依托現(xiàn)有教學(xué)環(huán)境，有效整合一體機(jī)、粉塵爆炸仿真軟件、學(xué)習(xí)平臺、MindManager思維導(dǎo)圖等信息化教學(xué)資源，為學(xué)生創(chuàng)建信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，營造合作探究的學(xué)習(xí)氛圍。圖1為“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”信息化教學(xué)過程設(shè)計(jì)圖。

1）課前學(xué)習(xí)。課前，學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，查看預(yù)學(xué)任務(wù)單，通過在線游戲、在線測試，鞏固爆炸極限的概念，辨別可燃粉塵。教師借助云平臺統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生的預(yù)學(xué)情況，制作預(yù)學(xué)情況表，并根據(jù)學(xué)生的六維雷達(dá)圖（課堂觀察、師生評價(jià)等），建立學(xué)習(xí)小組，設(shè)置角色任務(wù)，設(shè)計(jì)教學(xué)過程。

2）課中學(xué)習(xí)。課中，學(xué)生根據(jù)課前分組情況，完成分組任務(wù)后，教師先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧燃燒爆炸和粉塵爆炸的基本原理，隨后播放糖粉塵爆炸視頻，點(diǎn)出正確識別并控制粉塵場所的危險(xiǎn)因素可有效降低粉塵爆炸事故發(fā)生的概率，引出本節(jié)課主題。

教師在現(xiàn)場演示粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)，播放粉塵爆炸瞬間的慢鏡頭后，將學(xué)習(xí)內(nèi)容分解為兩個(gè)小任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深依次完成。

任務(wù)一：探究粉塵爆炸的條件。小組對“粉塵爆炸的條件”展開討論，經(jīng)過“猜想假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→仿真軟件開展實(shí)驗(yàn)→驗(yàn)證猜想→得出結(jié)論”的探究過程后，小組匯報(bào)員展示并講解本組結(jié)果，教師評價(jià)總結(jié)。

任務(wù)二：制定粉塵爆炸的預(yù)防措施。小組通過學(xué)習(xí)平臺隨機(jī)抽選游戲選擇粉塵爆炸視頻，借助思維導(dǎo)圖制定粉塵爆炸事故的防范措施。在學(xué)生展示講解環(huán)節(jié)，教師連線企業(yè)專家，邀請專家實(shí)時(shí)觀看學(xué)生匯報(bào)過程，并聯(lián)系專業(yè)崗位要求給予學(xué)生客觀評價(jià)。

最后，教師帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)回憶課堂所學(xué)內(nèi)容，學(xué)生自主思考，歸納概述知識點(diǎn)。

3）課后拓展。課后，學(xué)生借助專業(yè)網(wǎng)站查看四個(gè)粉塵爆炸視頻的預(yù)防措施，并通過學(xué)習(xí)平臺與教師、組員線上交流，合作優(yōu)化預(yù)防措施，拓寬知識面，拓展能力。

教學(xué)效果 ?與傳統(tǒng)教學(xué)相比，本次課通過自主研發(fā)的具備參數(shù)量化的粉塵爆炸仿真軟件，解決了現(xiàn)有仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)無法設(shè)置參數(shù)的問題，創(chuàng)新教學(xué)資源，增強(qiáng)學(xué)生體驗(yàn)，提高了教學(xué)質(zhì)量?？v觀本次課，成功之處主要有以下三點(diǎn)。

1）突破教學(xué)重難點(diǎn)。通過仿真軟件，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)與實(shí)際粉塵爆炸裝置相似的虛擬實(shí)驗(yàn)室，促進(jìn)學(xué)生合作探究，有效解決教學(xué)難點(diǎn);借助思維導(dǎo)圖總結(jié)、整理粉塵爆炸的預(yù)防措施并清晰表達(dá)，提升學(xué)生的邏輯思維能力，增強(qiáng)理解記憶，突破教學(xué)重點(diǎn)。

2）強(qiáng)化崗位知識。借助校企合作，通過QQ/微信遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)連線企業(yè)專家，讓學(xué)生與專家“面對面”交流，了解企業(yè)崗位要求和人才需求，強(qiáng)化實(shí)際化工安全的崗位知識

3）促進(jìn)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展。通過開展粉塵爆炸引發(fā)因素的探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生形成“查閱資料→制訂計(jì)劃→作出決策→操作實(shí)施→檢驗(yàn)校正→總結(jié)評價(jià)”的完整工作習(xí)慣，使得學(xué)生掌握知識與發(fā)展能力相統(tǒng)一，促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語

“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”是一次用信息技術(shù)解決教學(xué)問題的探索。此次信息化教學(xué)應(yīng)用讓筆者對信息技術(shù)融合課堂教學(xué)有了深入的思考。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，大力培養(yǎng)化工行業(yè)高素質(zhì)、高技能的應(yīng)用型人才，中職化工專業(yè)教師應(yīng)主動(dòng)接受和融合新理念、新技術(shù)和新方法，突破傳統(tǒng)的教育觀念和模式，充分運(yùn)用信息技術(shù)和數(shù)字資源，讓信息技術(shù)融入教育教學(xué)的全過程，服務(wù)于教師、學(xué)生，服務(wù)于課堂上的教與學(xué)和課前課后的評價(jià)交流，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合。

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