产教融合背景下“化工生产工艺”课程基于工作过程的信息化教学设计

摘 要：以“化工生产工艺”课程中的“PX生产中异构化反应系统的操作”为例，通过教材学情和教学重难点分析，确立了基于工作过程的信息化教学设计思路。从课前调研、教学过程和课后拓展三个方面，详述了信息化教学的具体组织过程。信息化教学设计将教学与工作岗位对接，能实现“教、学、做、训、考”有机结合，达到“教、学、境”三者有机融合，其成效体现在团结互助化、课堂延伸化、探知易学化、实训仿真化和内容综合化，不仅能够培养学生完成本岗位任务的基本技能，而且促进了学生学习的主动性，提升了职业教育的育人质量。

关键词：中职；“化工生产工艺”课程；信息化教学设计；工作过程；产教融合

作者简介：徐海丽，女，高级讲师，主要研究方向為职业教育信息化教学设计、教学管理。

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-7747（2018）14-0041-06

一、基于工作过程的信息化教学设计思路

（一）教材学情分析

本设计选自国家规划教材《化工生产工艺》，依据教学标准，结合石化行业发展、企业用人需求和岗位要求，增加了对二甲苯（PX）生产模块，进而缩小了学校与企业的差距，为学生进入企业实习就业奠定了坚实基础。由于PX的生产工艺是大规模的联合装置，具有流程长、循环多等特点，在课堂中学生无法进行实操训练，也无法进行现场操作练习，学生缺乏对设备内部结构的了解和实际操作，导致了传统教学模式下教学效率低、效果不理想。为了彻底改变这种难实操的困境，本设计将3D开发的仿真系统引入到课程资源开发中，以帮助学生突破教学重难点。

（二）确立教学重难点

本课的教学重点为异构化反应系统的操作，教学难点为异构化反应系统中压力参数的控制。教学设计中运用信息化教学资源，营造了近乎真实的企业环境，提高了教学效果。将原来枯燥乏味的理论和技能，变成动画软件资源，使学生能够轻松掌握PX异构化反应系统操作的技能和操作要领；运用信息化手段，通过漫游三维厂区、电子师傅、热点等手段辅助学习；通过仿真软件反复练习关键控制点的操作；通过画简易控制图、写简明控制方案，强化对关键点的控制，促使学生掌握操作要领，突出了教学重点。

为了解决教学难点，让学生在模拟的环境下，分角色扮演企业的岗位员工，学生以“内操员”的身份进入虚拟仿真系统，组内分工合作，尝试调节排放氢、补充氢的流量，并时时观察压力的变化，从而对氢气压力进行了合理控制。这样，就在不断探索的过程中，熟练掌握压力参数的控制技术，顺利突破了教学难点。

（三）教学设计思路

本项目的设计思路根据企业的具体职业岗位职能，遵循学生的认知规律而确定。[1]以PX的异构化的生产过程为载体，依托三维虚拟工厂进行化工仿真教学，借助多媒体技术和网络通信技术，营造近乎真实的教学环境，通过小组合作、自主探究和反复训练，使学生轻松掌握职业技能；以教学平台为载体整合教学资源，借助微课、电子师傅、电子工艺卡辅助教学，突破教学难点，实现安全规范观念与实践技能训练的无缝结合。

二、基于工作过程的信息化教学组织过程

在“化工生产工艺”课堂教学中实现与企业岗位对接的教学模式。与传统教学模式相比，与岗位对接的教学模式使学生获得化工（仿真）工作直接经验，能够全方位培养其职业工作能力。在整个教学过程中，教师对关键的操作技能、运行控制、过程分析及关键知识予以指导，学生则在实际的工作过程中构建属于自己的行动知识体系，从而获得关键能力。具体教学组织过程分为以下三个方面。

（一）课前调研

学生登录学习平台（如图1），领取学习任务书，自主搜索PX的用途，了解PX的生产在国民经济中的地位和作用；在平台中观看微课（如图2），学习PX生产过程和异构化反应系统的生产；开展“问卷星”调研，完成对PX认知的调研报告和课前测试，为课堂学习做好铺垫。

（二）教学过程

1.创设情境，激发兴趣。上课伊始，学生观看“山西长治苯胺泄漏事故报道”视频（如图3），树立“安全无小事，防患于未然”的意识。学生以实习工人的身份进入虚拟工厂（如图4），到虚拟安全教育厅学习企业的安全条例，到应急工具间练习穿戴个人防护用品，在线完成安全培训测试。

本教学设计按真实企业工作情境设置岗位、安排工作任务，召开班前会，以化工生产过程为主线，达到营造实训的仿真教学环境的效果。在模拟环境下，学生担任企业各岗位的员工，按照企业的工作规范和要求，探索、研究如何完成工作任务。在教学中，通过教师的组织指挥，学生自主地完成企业的整个工作流程。在技能训练中，创设企业情境的教学策略，有利于促进学生对新技能的掌握，同时，也在潜移默化中培养了学生的职业道德、职业规范、职业态度等职业素养，使学生获得了一定的体验。

2.设疑导思，交流讨论。引导学生运用“三传一反”的基本理论，结合安全、节能、环保的要求，[2]开展小组合作探究，尝试推导还原工序工艺流程草图（如图5）并进行小组汇报。从汇报的结果来看，学生尚未充分考虑到氢气使用过程中的安全性，忽略了氮气保护的重要性。此时，教师应及时集体答疑，通过剖析工艺设计的基本思想，和学生共同画出工艺流程图，并播放还原工序工艺流程视频，以深化学生对工艺流程的理解。

随后，学生穿戴防护用品，进入虚拟厂区还原工段“熟悉工艺”：定位设备、管线、控制阀门（如图6），并完成在线测试，为开车操作做好准备。此处突破了教学难点。

任务布置后，学生自己先对任务进行分析理解，提出疑惑，由教师答疑。在教师的指导下，学生主动地确定要完成的学习任务，积极寻找和收集解决问题的资料，再充分利用资料进行分析、评价和消化吸收，通过辨别、讨论和交流，补充和修正对学习任务的理解，完善问题的解决。

3.思考探索，合作探究。本课的教学难点之一是冷态开车操作训练（如图7）。为了提高学习的积极性，教师引导学生小组分岗位进行角色扮演，由值班长、内操员在中控室根据工艺流程完成控制动作，并对现场工人下达配合指令，完成现场阀门的开关动作。[3]系统会按要求提示操作步骤并根据操作质量自动评分，生成“成绩爬升图”，见证学生的每一步成长。在此过程中，教师通过成绩反馈系统及时发现学生操作中存在的共性问题，进行及时解答。

任务分析后，学生可以围绕任务展开，从查阅资料、岗位分工、思考探索、解决问题到完成任务。 在这一过程中，教师主要是通过分组来鼓励学生合作，而通过分组可以积极带懒散，以点带面，全面提高学习质量。在任务设置中，教师要注意将前后知识点加以连接，使学生在掌握各项操作处理能力的基础上，了解各个操作流程之间的联系，从而明确异构化反应过程的整个操作。

例如：制作电子工艺卡（如图8）这个教学任务，由学生一个人无法完成，根据岗位工作，会涉及若干相关联的责任工作，由学生分别扮演不同的角色（如图9），负责各自的岗位工作。同时，各岗位在学生中有计划地进行轮换，就会使学生熟悉整个业务流程，也能使教学内容由平面走向立体，由单一走向多样。在任务完成阶段，教师只是一个帮助者和引导者，要多给学生以鼓励，使每个学生都能自由地、大胆地去完成任务。

4.交流分享，升华经验。本环节请操作熟练的小组进行演示（如图10），充分激发了学生的竞争及团队合作意识，通过虚拟情境、任务驱动的教学方式有效地突出了教学重点。沟通与表达也是工作必备的能力之一，因此，在各小组任务完成后，通过小组成员课堂展示和相互评价，一方面，提高他们的口头表达能力，增强他们面对群体时发表自己见解的勇气；另一方面，通过学生在讲台前讲述自己小组的任务完成过程，帮助所有学生反思问题的解决过程。

5.教师点拨，质的提升。操作结束后，学生在平台上提交工作日志并根据阶段测试和仿真系统评分进行自评，对组内的互助情况进行互评，推选出“优秀员工”并颁发“还原工序上岗证”（如图11），从而增强其职业自豪感。教师对操作不熟练的学生提出小组互助的要求。

教师通过点评环节，指出学生存在的差错面，并补充分析待改进之处（如图12），这往往也是学生较为关心和期待的环节。因此，教师对学生全部任务的完成情况要进行评价，不仅要有对学生完成当前问题的解决方案的過程和结果的评价，即对所学知识的意义建构的评价，而且更重要的是要有对学生自主学习与协作学习能力的评价。比如，教师对那些在课堂活动中能够积极探索和有创新精神的学生应予以表扬，总结完成任务的过程及方法，讨论其作用，引导学生进行反思，使学生的学习得到质的提升。

（三）课后拓展

为了提高学生的实际操作技能，课堂教学结束后，组织学生到校内实训车间进行实物仿真操作，并到化工企业进行生产实习（如图13）。学生在师傅的带领下跟班学习，完成实习报告并提交，通过虚实结合，进一步培养学生适应工作岗位的职业能力（如图14）。

三、基于工作过程的信息化教学成效

在信息技术的帮助下，开展与岗位对接的教学，让学生通过实际工作岗位的体验学习来获得知识，让学生成为主动建构的学习者，培养学生自主学习、团队合作的能力。[4]具体的教学成效表现为以下五个方面。

（一）团结互助化

虚拟仿真软件操作的互动性强，整个模拟工作操作系统是个相互制约和影响的系统。小组团队成员对操作过程中的故障诊断和排故常常持有不同观点，他们特别需要通过沟通和团队协作来解决问题。这样，既锻炼了他们的沟通能力，又能让他们在意见和分歧中提高团队协作的能力，同时，也使学生充分认识到化工岗位的性质，从而增进彼此间的沟通与合作。

（二）课堂延伸化

与岗位对接的教学过程弥补了企业实习短板。它以典型工作任务和工作过程为导向，将课程内容进行重新整合，突出教学过程中的实践性、开放性和职业性。通过营造逼真的企业工作环境，实现“学”中“做”和“做”中“学”的体验教学，从而使学生真正感受到化工仿真设备操作的流程及具体技术操作，提升了学生的应变能力和节能环保的意识，实现了专业教学与就业岗位的对接。

（三）探知易学化

通过虚实结合的教学安排，结合线上讨论、游戏促学、在线测试等，将枯燥抽象的工艺流程学习趣味化、形象化，为寓教于乐开辟了新思路。“乐”并非教师单方面制造乐趣，而是学生通过参与教学过程主动体会到乐趣。“乐”包涵两层含义。（1）教师创设能激发学生兴趣的教学方法，使教学过程像娱乐活动一样吸引人。（2）教师通过调动学生学习的积极性，将被动学习变成主动掌握的过程，使学生明确学习的目的，并体验到学习的成功与快乐。

（四）实训仿真化

利用3D仿真软件虚拟了企业场景，通过任务驱动、角色扮演，实现了自主学习、反复训练，强化了学生的工艺生产操作技能。

（五）内容综合化

教学内容参照企业员工岗前培训要求，包含了安全培训、工艺流程学习、操作规程训练及岗位考核，从而帮助学生提前感受岗位工作氛围。

四、结论

教育家威廉·亚瑟曾讲：“平庸的教师只是叙述，较好的教师是讲解，优秀的教师是示范，伟大的教师是启发。”伟大的教师能够启发学生的思维，激发学生的求知心和创新能力。信息化教育时代所需要的是有思想的创新型人才，单纯的传授式教学已不能满足要求，取而代之的应是运用信息化手段的启发式的主动探究教学模式。现代信息化整合各种资源，实现了理想的学习模式，但无论多先进、多完善的教学理念或学习理论，如果在实践中得不到实施都等于是空中楼阁，而教师和学生就是使理论应用于实践的落脚点。因此，只有适应新环境，转变传统观念，改进教学策略，不断进行探索，才能实现教与学的双丰收。[5]

参考文献：

[1] 吴光辉.试论“以生为本”的教育观[J].浙江树人大学学报，2007（11）：63-67.

[2] 卢宏祥.二甲苯异构化过程的优化及仿真研究[D].上海：华东理工大学，2013.

[3] 闫凤美，李建功.基于工作过程导向教学模式的构建与实施[J].天中学刊，2016（8）：51-53.

[4] 万美春.浅谈中职化学工艺专业教学模式的改革[J].课程教育研究，2014（8）：85-86.

[5] 王倩.教育信息化环境与新型教学方式生成[J].中国教育技术装备，2017（5）：98-99.