以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心的化工單元操作在線開放課程建設(shè)探析

郭軍利

（河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，河南鄭州，450042）

0 引言

化工單元操作課程是化工類專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，也是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。該課程結(jié)合了企業(yè)對(duì)化工技術(shù)類專業(yè)學(xué)生的要求，與化工生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合，著重培養(yǎng)化工技術(shù)類學(xué)生關(guān)于操作崗位、設(shè)備及儀表維護(hù)崗位的相關(guān)技能，滿足化工總控工等工種的任職要求，是從事化工操作、工藝設(shè)計(jì)、安裝、維修和管理的人員必備能力培養(yǎng)課程。精品在線開放課程的建設(shè)不僅僅包含課程本身的建設(shè)，還能利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息化課程相融合的形式改變傳統(tǒng)課堂式教學(xué)，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升。課程重點(diǎn)是將高校教師和學(xué)生作為服務(wù)的主體，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化教學(xué)資源共享，推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性、交互性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，教師可便利地利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行實(shí)踐性教學(xué)，落實(shí)職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)［1-3］。

創(chuàng)新能力由多種能力構(gòu)成，如學(xué)習(xí)能力、分析能力、綜合能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)造能力。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是高職化工類專業(yè)教育的重要內(nèi)容，提高創(chuàng)新能力才能滿足學(xué)生個(gè)性發(fā)展需求，并使學(xué)生在就業(yè)和創(chuàng)業(yè)等多方面獲得優(yōu)勢(shì)。建設(shè)化工單元操作課程精品在線開放課程一定要以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為核心，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教育，滿足企業(yè)需求，為社會(huì)培養(yǎng)高素質(zhì)化工一線技術(shù)人才提供儲(chǔ)備力量［4-7］。下面筆者就化工單元操作精品在線開放課程建設(shè)如何突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提出以下觀點(diǎn)。

1 工學(xué)結(jié)合，單元操作工作過程為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

高職教育要為企業(yè)提供技能型人才。化工類專業(yè)越來越重視工學(xué)結(jié)合，教學(xué)也開始向與工作相結(jié)合的學(xué)習(xí)靠近，提倡以崗位工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)理念。教師應(yīng)根據(jù)化工單元操作對(duì)學(xué)生知識(shí)和技能的需求，打破以知識(shí)傳授為主要特征的傳統(tǒng)授課模式，按照職業(yè)教育的本質(zhì)內(nèi)涵和素質(zhì)要求，根據(jù)現(xiàn)代職業(yè)教育理念，圍繞高職教育培養(yǎng)目標(biāo)，立足學(xué)生崗位職業(yè)能力鍛煉，以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)［8-10］。

1.1 梳理教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

化工單元操作課程主要研究化工生產(chǎn)過程所涉及的單元操作的原理、過程、設(shè)備的結(jié)構(gòu)與選用、工藝計(jì)算等。課程內(nèi)容也需結(jié)合化工企業(yè)職業(yè)技術(shù)人員的實(shí)際需要，以化工單元操作崗位工作過程為主線，把技能訓(xùn)練和對(duì)理論知識(shí)的掌握貫穿于以工作任務(wù)為載體的項(xiàng)目教學(xué)中，從知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)這兩個(gè)角度整合化工單元操作課程中的相關(guān)知識(shí)。

根據(jù)化工單元操作課程內(nèi)容的特點(diǎn)將其整合為三個(gè)模塊：傳動(dòng)模塊包括流體流動(dòng)與輸送項(xiàng)目；傳熱模塊包括傳熱、蒸發(fā)和干燥三個(gè)項(xiàng)目；傳質(zhì)模塊包括蒸餾、吸收兩個(gè)項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目均設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)，在線學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)前可線上了解通過學(xué)習(xí)應(yīng)該達(dá)到的要求，熟悉任務(wù)。每個(gè)項(xiàng)目以化工過程單元操作為主線，結(jié)合化工生產(chǎn)常用設(shè)備的相關(guān)知識(shí)，圍繞每個(gè)化工單元操作的簡介、技術(shù)應(yīng)用、操作依據(jù)、設(shè)備構(gòu)造、操作方法、常見事故分析處理、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生的單元操作崗位技能和技術(shù)應(yīng)用能力。

根據(jù)學(xué)生的接受能力及信息時(shí)代的需求，在項(xiàng)目下設(shè)置任務(wù)，以“任務(wù)”為線索、以“任務(wù)”為教學(xué)單元組織教學(xué)內(nèi)容，比如，項(xiàng)目一流體流動(dòng)與輸送，設(shè)置以下任務(wù)，任務(wù)1流體輸送方式的選擇、任務(wù)2流體輸送管路的選擇與安裝、任務(wù)3流體力學(xué)基本方程的應(yīng)用等，每個(gè)任務(wù)均可看成是一個(gè)分解的工作過程?；卧僮髟诰€開放課程的內(nèi)容建設(shè)和實(shí)踐內(nèi)容非常重要，每個(gè)項(xiàng)目均須設(shè)置實(shí)踐任務(wù)，比如流體流動(dòng)與輸送項(xiàng)目的離心泵操作、 傳熱項(xiàng)目的水—空氣換熱操作、蒸餾項(xiàng)目的精餾操作等。每個(gè)任務(wù)前后銜接，完成所有任務(wù)后，一個(gè)完整的項(xiàng)目就結(jié)束了。每個(gè)任務(wù)的設(shè)置應(yīng)滿足可操作和可實(shí)施性，學(xué)生在完成任務(wù)時(shí)可逐步提高學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力、綜合實(shí)踐能力。

1.2 以學(xué)生為主體進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)，教學(xué)過程注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)

精品在線開放課程并不是將所有信息材料堆砌在一起，而是要為學(xué)生提供便捷、靈活的學(xué)習(xí)平臺(tái)，提升課程的價(jià)值，因此，一定要體現(xiàn)教學(xué)過程，讓學(xué)生跟隨課程自主學(xué)習(xí)。展現(xiàn)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)須強(qiáng)調(diào)可實(shí)施性及可操作性，真正實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，讓學(xué)生能清晰地得到學(xué)習(xí)信息，學(xué)習(xí)后能及時(shí)得到評(píng)價(jià)反饋并進(jìn)行學(xué)習(xí)成果檢驗(yàn)。學(xué)習(xí)過程體現(xiàn)： 任務(wù)導(dǎo)入—任務(wù)學(xué)習(xí)—任務(wù)評(píng)價(jià)—任務(wù)拓展。融理論知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)為一體。

本課程整體實(shí)施采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化教學(xué)，每個(gè)任務(wù)實(shí)施都包括資源準(zhǔn)備、課前自學(xué)、課堂深化和課后拓展。教學(xué)設(shè)計(jì)在課前、課中、課后具體體現(xiàn)在“知—行—評(píng)—悟”四個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示。

圖1 教學(xué)過程

課前，學(xué)生在“超星學(xué)習(xí)平臺(tái)”進(jìn)行基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)，包括微課自學(xué)、課前小測(cè)、問題深化和學(xué)生提問。通過課前學(xué)習(xí)，學(xué)生可以打好基礎(chǔ)，教師可以提前了解學(xué)情。課中，在線上平臺(tái)的基礎(chǔ)上，學(xué)生可通過任務(wù)分享展示小組合作完成的課前任務(wù)作業(yè)，教師可引導(dǎo)各小組討論分析，并通過動(dòng)畫、企業(yè)真實(shí)操作場景視頻等導(dǎo)入單元任務(wù)，確定需要掌握的任務(wù)內(nèi)容及重點(diǎn)，進(jìn)一步深化重、難點(diǎn)。在這一環(huán)節(jié)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)均在在線平臺(tái)設(shè)置問題關(guān)卡，學(xué)生觀看微課時(shí)需要認(rèn)真思考，而不是刷課單純得分?jǐn)?shù)，只有在線回答出問題才能進(jìn)行后面的學(xué)習(xí)。這樣，不僅在線課堂教學(xué)氣氛活躍了，而且提升了學(xué)生的積極性，鍛煉了學(xué)生的分析問題能力。課后，主要環(huán)節(jié)包括教師布置作業(yè)、學(xué)生作業(yè)提交。課后可使用線上平臺(tái)延伸學(xué)習(xí)并進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，其間，教師可以把優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)情況展示給大家，促進(jìn)學(xué)生之間的交流，讓學(xué)生通過思考感悟來提升總結(jié)問題能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

1.3 依托多種實(shí)訓(xùn)資源，運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段增強(qiáng)創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)授課方式缺乏信息反饋，偏重灌輸，啟發(fā)較少。以往，學(xué)生對(duì)教師講解內(nèi)容的消化方式是記憶，復(fù)制有余，創(chuàng)新不夠。精品在線開放課程開發(fā)了數(shù)字教學(xué)資源，建設(shè)了視頻素材、動(dòng)畫素材、微課素材、教學(xué)課件、數(shù)字教材等專業(yè)教學(xué)資源庫，種類豐富、形式多樣、使用便捷、動(dòng)態(tài)更新及時(shí)，能滿足學(xué)生的自主學(xué)習(xí)要求，提高學(xué)習(xí)能力。教師應(yīng)結(jié)合虛擬仿真教學(xué)軟件，為學(xué)生提供操作練習(xí)虛擬環(huán)境，包括離心泵仿真操作系統(tǒng)軟件、列管換熱器仿真操作系統(tǒng)軟件、精餾塔仿真操作系統(tǒng)軟件、吸收解吸塔仿真操作系統(tǒng)軟件；積極開展啟發(fā)式和討論式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識(shí)。學(xué)校要建設(shè)化工單元操作實(shí)訓(xùn)室，配備流體輸送實(shí)訓(xùn)成套設(shè)備、傳熱實(shí)訓(xùn)成套設(shè)備、精餾操作實(shí)訓(xùn)成套設(shè)備、吸收解吸操作實(shí)訓(xùn)成套設(shè)備等，并將其用于流體輸送、傳熱操作、精餾操作、吸收解吸操作等實(shí)訓(xùn)。

現(xiàn)代化教學(xué)手段為化工單元操作課程教學(xué)帶來了很大的便捷，在線開放課程的形式擺脫了傳統(tǒng)的書本授課制，微課展現(xiàn)效果色彩豐富，集圖畫，視頻等于一身，能讓學(xué)生更加真切地融入化工課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的想象力，開發(fā)學(xué)生腦中的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。

對(duì)學(xué)生進(jìn)行一些科研創(chuàng)新的基本訓(xùn)練，學(xué)生通過科研創(chuàng)新實(shí)踐的磨煉，其科研創(chuàng)新的能力和水平都會(huì)有顯著的提高，這樣，既可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生感受、理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過程，又可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維習(xí)慣。

2 在線開放課程實(shí)施多元評(píng)價(jià)體系

教學(xué)評(píng)價(jià)體系是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)和對(duì)教師教學(xué)工作過程的評(píng)價(jià)。在線開放課程的實(shí)施需要教學(xué)的及時(shí)反饋，因此教學(xué)評(píng)價(jià)體系的制訂非常重要。本課程根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)結(jié)合學(xué)生主體性設(shè)計(jì)多元評(píng)價(jià)體系，將過程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，定量評(píng)價(jià)和定性評(píng)價(jià)相結(jié)合，線上與線下相結(jié)合。按照學(xué)生參與及完成任務(wù)情況、完成作業(yè)情況、在線答題情況、互動(dòng)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)賦分。評(píng)價(jià)可采用教師評(píng)價(jià)+小組互評(píng)的模式，加強(qiáng)教學(xué)互動(dòng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體性，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生學(xué)情，由課程網(wǎng)站實(shí)時(shí)更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容。這樣，便能促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。教學(xué)評(píng)價(jià)方式如表1。

表1 教學(xué)評(píng)價(jià)方式

3 在線開放課程建設(shè)深入挖掘課程思政元素，增強(qiáng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

化工單元操作課程中的很多知識(shí)與工程相關(guān)，因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)深入挖掘、梳理了課程中的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)及蘊(yùn)含的思政元素，強(qiáng)調(diào)專業(yè)知識(shí)與工作任務(wù)相關(guān)的同時(shí)，盡可能展示新技術(shù)、新工藝等與崗位相關(guān)的最新研究成果，以案例引入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)生在完成整個(gè)項(xiàng)目課程要求的工作任務(wù)的過程中，可通過專業(yè)知識(shí)與思政的學(xué)習(xí)培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

比如，項(xiàng)目一的離心泵的操作與維護(hù)的教學(xué)內(nèi)容，通過案例講解中國重大南水北調(diào)工程——超級(jí)泵站，加深學(xué)生對(duì)流體輸送機(jī)械——泵的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生深入理解離心泵的作用、結(jié)構(gòu)、原理，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際以解決工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的突破創(chuàng)新精神。通過案例專題講座，使學(xué)生在掌握離心泵原理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，深刻剖析案例背后的家國情懷、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)呢?zé)任感、堅(jiān)忍執(zhí)著的奉獻(xiàn)精神。課程思政元素的引入，不僅沒有削弱學(xué)科知識(shí)的傳授，還在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、求索創(chuàng)新、探尋真理等方面起到了重要的作用。同時(shí)，此工程是生活中學(xué)生都知道的利民強(qiáng)國的項(xiàng)目，以該案例引入能樹立學(xué)生具體問題具體分析、實(shí)事求是、科學(xué)發(fā)展等人文意識(shí)，實(shí)現(xiàn)課程思政立德樹人的教學(xué)目的。工程知識(shí)還能融入中國元素，管路計(jì)算的對(duì)象可以選擇西氣東輸工程，傳熱可以介紹青藏鐵路的高原凍土熱管，等等，把知識(shí)講解與我國工程建設(shè)聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義和創(chuàng)新精神。還有，通過介紹我國偉大的科學(xué)家、勞動(dòng)模范的動(dòng)人事跡，可使學(xué)生感受到他們對(duì)事業(yè)的執(zhí)著與奉獻(xiàn)精神，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)如圖2。

圖2 課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

4 總結(jié)

創(chuàng)新教育將成為高職教育新的發(fā)展路徑，化工單元操作課程原理較多，同時(shí)涉及工程計(jì)算，學(xué)生往往不容易掌握，對(duì)此，如何在課程中突出對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)需求，是在線開放課程建設(shè)需重點(diǎn)思考的問題。當(dāng)下，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施過程和教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制將發(fā)生深刻變革。課程建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持“思政引領(lǐng)、德技并修”育人理念，以崗位工作過程為導(dǎo)向整合教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)生為主體進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)，依托多種實(shí)訓(xùn)資源，運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，實(shí)施多元評(píng)價(jià)體系，深入挖掘課程思政元素，另外，建設(shè)過程中應(yīng)進(jìn)行企業(yè)調(diào)研并咨詢企業(yè)技術(shù)人員，開展校企合作，使課程建設(shè)內(nèi)容更加契合實(shí)際，使學(xué)生掌握的知識(shí)更符合企業(yè)要求，在一定程度上消除教材內(nèi)容的陳舊性、滯后性等弊端，使學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)更為實(shí)用和適用，突出學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

化工單元操作在線開放課程經(jīng)過兩輪的教學(xué)，已完成優(yōu)質(zhì)資源整合，優(yōu)化了教學(xué)方法與手段，推動(dòng)了教學(xué)改革，課堂教學(xué)內(nèi)容彰顯時(shí)代性。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容與主流價(jià)值觀同行、同頻共振，內(nèi)容融入契合課程特色，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。教師團(tuán)隊(duì)一致認(rèn)為課程教學(xué)效果較好。其間，教師應(yīng)及時(shí)完善課程資源，及時(shí)關(guān)注教學(xué)效果，對(duì)于學(xué)生存在的疑問和興趣感知給予快速提示、解答并做好引導(dǎo)，加強(qiáng)學(xué)生間和師生間的互動(dòng)。教師在對(duì)外社會(huì)企業(yè)培訓(xùn)時(shí)使用了平臺(tái)資源，利用平臺(tái)進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目的培訓(xùn)教學(xué)，得到了較滿意的效果。學(xué)生對(duì)本課程的教學(xué)評(píng)價(jià)較好，普遍認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容適合高職學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)。教師引用企業(yè)案例使得理論易懂，生動(dòng)活潑。虛擬仿真與實(shí)操能幫助學(xué)生提高技能；平臺(tái)資源豐富，方便學(xué)生隨時(shí)自學(xué)，學(xué)生期末平均成績較好?；卧僮髟诰€開放課程的實(shí)施增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。