“雙高”背景下“化工儀表及自動化”課程教學(xué)設(shè)計改革及反思

白潔 高冬梅

摘 要：本文以石油化工技術(shù)專業(yè)核心課程“化工儀表及自動化”中的知識點——自動控制系統(tǒng)的組成為例，進行了信息化教學(xué)設(shè)計，從教學(xué)設(shè)計、學(xué)情分析、教學(xué)過程、教學(xué)反思五個方面進行了闡述。本設(shè)計借助信息化技術(shù)，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，教學(xué)效果顯著提升，同時引導(dǎo)學(xué)生正確認識自動控制系統(tǒng)的發(fā)展與國家、民族命運之間的密切關(guān)系，激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了同學(xué)們的家國情懷、社會責(zé)任感和歷史使命意識，堅定了社會主義核心價值觀信仰［1］。

關(guān)鍵詞：化工儀表及自動化；信息化；改革

Abstract：This paper takes the composition of——automatic control system in the core course of petrochemical technology major "Chemical Instrument and Automation" as an example to carry out the information-based teaching design，from five aspects of teaching design，learning situation analysis，teaching process，curriculum ideology and politics，and teaching reflection.With the help of information technology，with students as the main body and teachers as the lead，the teaching effect is significantly improved.At the same time，students are guided to correctly understand the close relationship between the development of automatic control system and the destiny of the country and the nation，stimulate students' interest in learning，cultivate students' feelings of home and country，sense of social responsibility and historical mission，and firm the socialist core values and beliefs.

Keywords：Chemical instrument and automation；Information technology；Reform

為深入貫徹落實《國家職業(yè)教育改革實施方案》，建設(shè)世界級高水平的高職學(xué)校和專業(yè)群，我國制定并實施中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃，即“雙高計劃”?！半p高計劃”將新工藝、新技術(shù)、新規(guī)范等產(chǎn)業(yè)先進元素納入教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容，深化教材與教法改革，推動課堂革命等［2］。習(xí)近平總書記在黨的十九大報告中指出，要增強改革創(chuàng)新本領(lǐng)，善于結(jié)合實際創(chuàng)造性推動工作，善于運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化手段開展工作［3］。

楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院作為雙高建設(shè)院校之一，積極推動課程教學(xué)改革?！盎x表及自動化”課程是石油化工技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，該課程的特點是：課程難度較高、知識面廣、課時少，該課程既有較難的理論講解，又蘊含大量實踐總結(jié)，將“化工儀表及自動化”課程進行信息化和思政改革，將顯性與隱性教育相結(jié)合，打通學(xué)科間育人價值機制，實現(xiàn)專業(yè)課教師與思想政治教育者相互配合，實現(xiàn)“在價值傳播中凝聚知識底蘊，在知識傳播中實現(xiàn)價值引領(lǐng)”的育人理念建構(gòu)，努力實現(xiàn)“教學(xué)形成特色、課程形成品牌、教師形成風(fēng)格”的課程思政改革目標(biāo)［4-6］。通過對“化工儀表及自動化”課程進行教學(xué)改革，提高了學(xué)生自主解決、分析問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生嚴謹細致、邏輯條理、思維縝密等職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成。本課程在講解理論知識之余，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生正確認識化工自動控制化的發(fā)展與國家、民族命運之間的密切關(guān)系。正如習(xí)近平總書記指出，科學(xué)技術(shù)可以從國外引進，但民族精神必須自己培育。

1 教學(xué)設(shè)計

1.1 課程設(shè)計思路

課程整體設(shè)計圍繞楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化工技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案及目標(biāo)進行，體現(xiàn)任務(wù)引流、實踐導(dǎo)向、促進參與式學(xué)習(xí)和協(xié)作式學(xué)習(xí)的設(shè)計思路，借力信息技術(shù)，全面整合優(yōu)質(zhì)教育資源，重組教學(xué)過程，最終提高教學(xué)質(zhì)量。

整個教學(xué)設(shè)計包括課前、課中、課后和拓展四個部分。課前激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵同學(xué)們自主學(xué)習(xí)；課中主要通過情境引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法鼓勵學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)；課中融入思政元素，運用討論探究式的教學(xué)方法進行工作任務(wù)分析與討論，完成對教學(xué)重點和難點的解析，并升華思政教育；課后對學(xué)生進行能力提升，對學(xué)有余力對同學(xué)進行知識拓展，采用小組形式完成任務(wù)［7］。

1.2 信息化教學(xué)手段

QQ直播平臺、PPT、知識點小卡片、圖片演示、手寫板書、優(yōu)慕課、微課、思維導(dǎo)圖、視頻、動畫、動圖、課堂派、嗨格式錄屏大師、微信等。

1.3 教學(xué)策略與方法

采取理實一體、虛實結(jié)合、混合教學(xué)的教學(xué)模式，實施任務(wù)驅(qū)動、協(xié)同學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，提升教學(xué)質(zhì)量。

1.4 注重過程評價

以雙高為背景，建立能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和有利于自主學(xué)習(xí)能力發(fā)展的評價體系。結(jié)合高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，本評價體系由形成性評價和終結(jié)性評價構(gòu)成。課程評價要有利于促進學(xué)生的知識實踐應(yīng)用能力和發(fā)展健全、積極向上的人格；促進教師不斷提高教育教學(xué)水平；促進本門課程的不斷發(fā)展與完善。在教學(xué)過程中，老師以形成性評價為主，著重培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。由于高職學(xué)生理論學(xué)習(xí)能力和興趣較差，故酌情降低理論要求，相對弱化期末考試“一考定成果”的機制，終結(jié)性評價著重檢測學(xué)生的知識應(yīng)用能力。

2 學(xué)情分析

2.1 認知習(xí)慣

（1）高職學(xué)生喜歡實例，不喜歡學(xué)習(xí)純理論，學(xué)習(xí)自覺性差；（2）學(xué)生更能接受從生活中的實例引入課堂教學(xué)；（3）學(xué)生缺乏就專業(yè)內(nèi)容溝通交流的思路。

2.2 知識儲備

（1）已學(xué)物理化學(xué)、單元操作與控制等專業(yè)課程，為化工儀表及自動化提供了知識基礎(chǔ)；（2）通過課前任務(wù)，調(diào)動學(xué)生對自動化部分的學(xué)習(xí)積極性；（3）對中國歷史上對自動裝置及現(xiàn)代科學(xué)前沿了解不夠。

2.3 學(xué)習(xí)特點

（1）學(xué)生理論基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)積極性較低，對中國的歷史及現(xiàn)代化科技力量了解很少；（2）學(xué)生上高職之前幾乎沒有團隊合作的經(jīng)驗。

2.4 技能基礎(chǔ)

學(xué)生已接觸過部分自動控制實驗，能夠以小組的形式完成簡單的DCS操作，對自動控制系統(tǒng)操作原理有初步認知。

2.5 信息素養(yǎng)

學(xué)生具備一定的信息搜索能力，能夠找到與自動化應(yīng)用相關(guān)的視頻等資料；能夠熟練使用手機學(xué)習(xí)老師在“課程伴侶”及“課堂派”中建成的“化工儀表及自動化”課程。

3 教學(xué)過程

3.1 課前準(zhǔn)備

老師在課堂派中發(fā)布課前任務(wù)，同學(xué)們接收工作任務(wù)，協(xié)同學(xué)習(xí)；老師在課堂派中發(fā)布微課視頻，同學(xué)們觀看微課；同學(xué)們在優(yōu)慕課中提前預(yù)習(xí)課程PPT，老師在后臺檢查同學(xué)們的完成情況；同學(xué)們按小組搜集一個生活中自己感興趣的自動控制系統(tǒng)視頻，準(zhǔn)備進行課堂演示及原理講解。

3.2 課中教學(xué)

3.2.1 課程導(dǎo)入（4min）

（1）工匠精神①——來自學(xué)姐錄制的激勵學(xué)弟學(xué)妹們的視頻（女性角度）；

（2）工匠精神②——來自學(xué)長錄制的激勵學(xué)弟學(xué)妹們的視頻（男性角度）；

（3）校企合作企業(yè)中層領(lǐng)導(dǎo)的鼓勵視頻，強調(diào)本節(jié)內(nèi)容的重要性來講；

（4）展示老師暑期實踐鍛煉時在企業(yè)的實拍照片及視頻——相關(guān)化工企業(yè)自動控制部分及DCS操作界面。

3.2.2 預(yù)習(xí)內(nèi)容提問（4min）

（1）提問：我國有5000年的文明歷史，你知道我國古代有哪些自動裝置嗎？

（2）趣味視頻引入——古時候的人也會“打車”。

（3）提問學(xué)生“記里鼓車”的作用原理。

3.2.3 實例引入及重難點講解（20min）

從打籃球這個大家都熟悉的運動引入課程內(nèi)容，讓大家仔細思考，投籃是怎么完成的？投籃就是把籃球投到籃筐里的一個手、眼、腦相協(xié)調(diào)的過程，籃球的位置信息被眼睛觀測到，眼睛將籃球的位置信息和籃筐的位置信息進行對比，傳遞到大腦中，大腦經(jīng)過分析，給手傳達指令，決定投籃的力度，手將籃球投擲出去，這就完成了一個投籃的過程。進而引出自動控制系統(tǒng)組成的各個概念，講解信號和變量的區(qū)別、輸入變量、輸出變量、多輸入多輸出系統(tǒng)的概念，講解信號流和物料流的區(qū)別，講解方塊圖的組成部分：方框、信號線、比較點、引出點；給同學(xué)們畫出投籃方塊圖，進而引出自動控制系統(tǒng)方塊圖的畫法。

3.2.4 化工生產(chǎn)過程實例的引入及講解（20min）

運用動圖、視頻講解液位自動控制系統(tǒng)的詳細原理，同學(xué)們在手機上完成“課堂派”中的在線測試，老師在大屏幕中實時監(jiān)測同學(xué)們的答題情況，給予講解，老師總結(jié)方塊圖的繪制口訣。

3.2.5 反饋的講解及觀看微課（5min）

自動控制系統(tǒng)是具有被控變量負反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。它與自動測量、自動操縱等開環(huán)系統(tǒng)比較，最本質(zhì)的差別就在于控制系統(tǒng)有無負反饋存在；播放微課，強調(diào)負反饋的重要意義；介紹簡化方塊圖的畫法。

3.2.6 小組任務(wù)環(huán)節(jié)（30min）

播放小組視頻（課前給大家布置的預(yù)習(xí)任務(wù)，以小組為單位，每組找一個自己感興趣的生活或電影中的自動控制系統(tǒng)視頻，組長已上傳至課堂派中），老師請小組代表上臺前講述該視頻對應(yīng)的自動調(diào)節(jié)過程；老師先不點評對錯，請同學(xué)們畫該系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)方塊圖；老師巡視指導(dǎo)；老師在“課堂派”中對畫圖畫得好的同學(xué)進行小紅花獎勵；老師再次請小組代表上臺講述該自動控制系統(tǒng)的控制過程；老師點評；第二組重復(fù)剛才步驟。

3.2.7 課程小結(jié)（5min）

老師請同學(xué)們用思維導(dǎo)圖對本節(jié)課內(nèi)容進行總結(jié)；老師在大屏幕中隨機展示一名同學(xué)的思維導(dǎo)圖，請這名同學(xué)上臺總結(jié)并點評。

3.2.8 頒獎環(huán)節(jié)（2min）

老師對本節(jié)課表現(xiàn)最好的同學(xué)發(fā)放獎狀。

3.3 課后提升

老師利用教學(xué)平臺和QQ、微信等工具開展本節(jié)課內(nèi)容答疑；對極少數(shù)學(xué)習(xí)不認真、存在學(xué)習(xí)問題的同學(xué)，根據(jù)“教學(xué)應(yīng)對”方案開展相關(guān)工作；推送其他教學(xué)資源及課程思政資源，發(fā)布實踐性拓展項目，以免學(xué)有余力的同學(xué)“吃不飽”；批改學(xué)生的作業(yè)；統(tǒng)計下一課時在線預(yù)習(xí)情況；收集學(xué)生的疑難問題，調(diào)整上課思路。

4 教學(xué)反思

4.1 案例意義

本節(jié)課的內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，層層遞進，引導(dǎo)學(xué)生正確認識自動控制系統(tǒng)的發(fā)展與國家、民族命運之間的密切關(guān)系，激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，摒棄了傳統(tǒng)“自動化”部分內(nèi)容的枯燥講解，更重要的是培養(yǎng)同學(xué)們的家國情懷、社會責(zé)任感和歷史使命意識，堅定社會主義核心價值觀信仰。

4.2 實施效果及成果

（1）提高了學(xué)生自主解決、分析問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生嚴謹細致、邏輯條理、思維縝密等職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

（2）引導(dǎo)學(xué)生正確認識自動控制系統(tǒng)的發(fā)展與國家、民族命運之間的密切關(guān)系。正如習(xí)近平總書記所指出，科學(xué)技術(shù)可以從國外引進，但民族精神必須自己培育。

（3）從知識與能力、情感與態(tài)度、價值與立場這三個維度組織課堂教學(xué)和課后學(xué)習(xí)，同步實現(xiàn)價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授三位一體的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)方法接地氣，課堂互動感強，學(xué)生參與度高，最關(guān)鍵的是可以幫助學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀，會大大增強學(xué)生的社會使命感和主人翁意識。

（4）明確了課程的價值目標(biāo)，提高了育人效果。對于培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷、社會責(zé)任感和歷史使命感等具有積極的教育作用。

（5）注重課程設(shè)計，提升了課堂的趣味性，增加了課程的挑戰(zhàn)度，增強學(xué)生的獲得感。明確了課程的價值目標(biāo)，提高了育人效果。

4.3 問卷調(diào)查

本課程對石化21026班、21027班80名學(xué)生進行了問卷調(diào)查，分析數(shù)據(jù)得知，學(xué)生對于課程思政和趣味視頻這兩個教學(xué)活動滿意度最高，同學(xué)們普遍認為這兩個教學(xué)活動極大地激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，能較好地變“被動學(xué)習(xí)”為“主動學(xué)習(xí)”，使理論講解不再枯燥乏味。

此外，本課程在線教學(xué)模式得到了95%的學(xué)生肯定，認為能夠更公平、更全面地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4.4 今后的改進思路和注意事項

（1）采用現(xiàn)代教育技術(shù)，進一步優(yōu)化課程設(shè)計，進一步提高學(xué)生的課堂參與度和課堂教學(xué)效果。

（2）加大課程思政環(huán)節(jié)的融入。

參考文獻：

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［7］白潔.高職物理化學(xué)課程信息化教學(xué)設(shè)計與實施［J］.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2022，21（01）：82-85.

基金項目：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院“匠心楊職”課程思政金牌示范課建設(shè)項目立項《化工儀表及自動化》；高職《物理化學(xué)》課程信息化教學(xué)設(shè)計改革與實踐，項目編號：JG20-81；高分子化學(xué)課程思政資源的規(guī)劃整合研究與實踐，項目編號：JG21010

作者簡介：白潔（1987— ），女，漢族，陜西人，碩士研究生，副教授，研究方向：石油化工、精細化工。