信息化教學(xué)設(shè)計在化工類專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用

岳瑞豐 趙揚 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)計質(zhì)量不高，教學(xué)效果并不理想。以2016年全國職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽教學(xué)設(shè)計賽項作品“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，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;教學(xué)大賽

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

[中圖分類號] G434? ? [文獻標識碼]? A? ? ? [文章編號]? 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)計并不理想，導(dǎo)致課堂教學(xué)中學(xué)生對化工設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理和工藝流程的學(xué)習效果差，這是化工相關(guān)課程教學(xué)面臨的問題。現(xiàn)以作者參加的2016年全國職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽教學(xué)設(shè)計賽項獲獎作品“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[1]。

1? ? ? 教學(xué)分析

教學(xué)設(shè)計的基礎(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)目標的完成效果、教學(xué)活動開展的科學(xué)合理性和教學(xué)活動能否達成職業(yè)崗位人才培養(yǎng)目標。教學(xué)分析應(yīng)主要從目標分析、內(nèi)容分析、學(xué)情分析、教學(xué)重點分析和教學(xué)難點分析等幾個方面入手[2]。

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

（1）教學(xué)目標分析

根據(jù)高等職業(yè)學(xué)校專業(yè)教學(xué)標準，確定教學(xué)知識目標為：①認識精餾塔結(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)目標為：提升學(xué)生規(guī)范操作意識和化工生產(chǎn)安全意識。教學(xué)目標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)資格標準與要求，確定教學(xué)主要內(nèi)容為：精餾單元操作，讓學(xué)生借助精餾實訓(xùn)裝置完成對精餾工藝流程的認知，并掌握精餾塔的操作。

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

（3）學(xué)情分析

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

（4）重難點分析

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

2? ? ? 設(shè)計思路

設(shè)計思路又稱為教學(xué)策略，集中反映了課程的教學(xué)思想、教學(xué)模式、教學(xué)評價模式、教學(xué)方法和教學(xué)技術(shù)手段。做教學(xué)設(shè)計時應(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)計并掌握課堂的進度，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，因為只有做中學(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。在設(shè)計教學(xué)活動時，應(yīng)包括課前、課端、課中、課尾和課后等五個方面，五個方面的設(shè)計應(yīng)形成閉環(huán)。

“精餾單元操作”教學(xué)設(shè)計思路實例如下：

根據(jù)職業(yè)院校學(xué)生培養(yǎng)特點及要求，教學(xué)中以學(xué)生為主體，以學(xué)習任務(wù)驅(qū)動為主線，將6學(xué)時的教學(xué)活動依次確定為：課前任務(wù)準備，課中任務(wù)實施和課后任務(wù)拓展三個主要環(huán)節(jié)。根據(jù)學(xué)生認知規(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、練習法等多種教學(xué)方法。在教學(xué)中利用藍墨云班課教學(xué)平臺實現(xiàn)教學(xué)資源共享，完成課程測試評價。充分利用仿真模擬、微課、Flash動畫等信息化教學(xué)資源，增加學(xué)生學(xué)習興趣，降低學(xué)習難度，突破教學(xué)重點、解決教學(xué)難點。

3? ? ? 實施過程

課堂教學(xué)實施過程應(yīng)緊緊圍繞既定的教學(xué)策略或者教學(xué)設(shè)計來開展，應(yīng)采取不同的教學(xué)方法和措施充分調(diào)動學(xué)生的積極性，增加師生互動和生生互動。為保證教學(xué)效果及教學(xué)環(huán)節(jié)的完整性，教學(xué)實施過程應(yīng)包括課前準備設(shè)計、課中教學(xué)活動設(shè)計和課后教學(xué)鞏固提高設(shè)計等幾個方面，每個方面的安排，教師應(yīng)對學(xué)生的學(xué)習情況實時把控，實時掌握學(xué)生完成情況。教師應(yīng)制定科學(xué)的教學(xué)評價機制，并形成過程評價、任務(wù)完成情況評價和課堂學(xué)習任務(wù)結(jié)果評價。為保證評價的科學(xué)性，整個評價還應(yīng)包括教師評價、學(xué)生自評、小組互評、軟件評價等多種方式。

“精餾單元操作”教學(xué)設(shè)計——實施過程實例如下：

（1）課前任務(wù)準備

課前，教師利用藍墨云班課APP軟件發(fā)布學(xué)習通知，共享教學(xué)課件、精餾塔3D結(jié)構(gòu)動畫、精餾工藝Flash等信息化教學(xué)資源，學(xué)生登錄藍墨云班課教學(xué)平臺，結(jié)合教學(xué)課件觀看動畫和視頻，完成對精餾塔結(jié)構(gòu)和精餾工藝流程的初步認知。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，對學(xué)生預(yù)習情況進行摸底，適時調(diào)整教學(xué)安排。

（2）課中任務(wù)實施

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、規(guī)范操作意識和安全生產(chǎn)的社會責任感。

為提高教學(xué)目標達成度，以學(xué)習任務(wù)驅(qū)動為主線，將主要教學(xué)內(nèi)容分解細化為四個子任務(wù)，學(xué)生分步驟完成教學(xué)目標。

子任務(wù)1? 精餾塔結(jié)構(gòu)認知

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，教師重點講解答疑。認知結(jié)束，利用藍墨云班課推送精餾塔結(jié)構(gòu)測驗試題，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)生工程意識得到提升。

子任務(wù)2? 精餾工藝流程認知

因工業(yè)精餾系統(tǒng)復(fù)雜，不便學(xué)生認知精餾工藝，為此，借助微課和FLASH動畫化靜為動，直觀展示精餾工藝，降低學(xué)習難度;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)習針對性。學(xué)生利用微彈幕軟件實時反饋認知情況，教師重點講解答疑。認知結(jié)束，利用精餾工藝流程Flash游戲，強化學(xué)生對工藝流程的掌握，游戲通關(guān)，即可進入下一學(xué)習環(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)習意識得到提升。

子任務(wù)3? 精餾設(shè)備操作

實操采用基于DCS控制的精餾實訓(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特性，一旦操作不當將造成嚴重后果。為此，操作前，學(xué)生借助微課學(xué)習精餾開車前檢查、DCS控制等不同崗位的工作任務(wù)，借助微視頻直觀學(xué)習塔內(nèi)物料流動現(xiàn)象，并利用二維仿真軟件模擬操作過程，經(jīng)軟件自動評分考核合格后方可進入實操環(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)。整個操作過程，由裝置自帶的評分系統(tǒng)對操作步驟及操作質(zhì)量進行自動評分。綜合采用練習法等多種教學(xué)方法，學(xué)生規(guī)范操作意識得到提升?！白鲋薪?、做中學(xué)”突破教學(xué)重點。

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，重點講解答疑。借助三維仿真軟件隨機模擬事故類型，整個模擬過程由軟件自動評分。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”解決教學(xué)難點。

（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)計相應(yīng)的操作方法及要求，教師和學(xué)生利用微信隨時隨地展開討論。學(xué)生借助藍墨云班課提交設(shè)計報告，拓展學(xué)生職業(yè)能力。

根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習情況、課中任務(wù)完成情況和課后任務(wù)拓展情況，形成多元化的考評方式。各環(huán)節(jié)考評比例如下：課前預(yù)習測試占比10%;任務(wù)1精餾塔結(jié)構(gòu)認知測試占比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)反思是教師對教學(xué)成效的反省，讓教師知道本堂課程好在哪里，哪個環(huán)節(jié)還需要改進及怎么改進。教學(xué)反思對教學(xué)的促進作用不言而喻。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——教學(xué)反思實例如下：

（1）教學(xué)效果

依托藍墨云班課等信息化平臺，將相對抽象的原理，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、動畫和仿真軟件等信息化手段進行展示和模擬，降低了學(xué)習難度，激發(fā)了學(xué)習興趣，讓教學(xué)突破重點、解決難點更加簡單，極大提高了教學(xué)滿意度，圓滿達成了化工總控工人才培養(yǎng)的目標。

（2）創(chuàng)新特色

信息化教學(xué)設(shè)計，構(gòu)建了精餾單元工藝流程可呈現(xiàn)、虛擬實操可遷移、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，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

[1]閆浩，喻彥，李坤，等.全國職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽案例評析[J].中國多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)報，2018（10）：111-112.

[2]尹成成.基于信息化教學(xué)大賽的教學(xué)設(shè)計與實施[J].教學(xué)探討，2018（32）：198-199.

[3]盧啟銀.指導(dǎo)新教師撰寫教學(xué)反思七招[J].教學(xué)與管理，2018（29）：23-25.