“3+4”中本贯通培养课程“化工认识实习”混合式学习探究

2022-11-19高志新上海信息技术学校

中国信息技术教育 2022年22期

高志新上海信息技术学校

“互联网+”、云计算、大数据、3D打印等技术的快速发展丰富了教学方法，拓展了教学平台，为开展混合式教学提供了良好的改革与实践条件。教师可以通过混合式教学将线下与线上学习的优势结合起来，充分挖掘学生潜力，将“教师为主体”的课堂转变为以“学生为主体”的课堂。笔者在工科专业课程教学过程中发现，课程思政不仅能够增强立德树人的效果，而且能够促进学生更好地学习专业知识。因此，基于课程思政的重要性及为了更好地提升贯通类学生的职业素养，笔者尝试融合线上和线下教学资源，以实现课程资源的优势互补。

● “化工认识实习”课程

“化工认识实习”课程是中本贯通“3+4”培养方案计划中的一门专业必修综合实训课程，包括化工生产认知、安全认知、装置认知、典型企业参观、总结展示五个环节。该课程作为专业的入门性课程，旨在使学生对化工生产有基本的认识，激发学生的专业学习兴趣和对专业、职业的热爱，为进一步深入开展专业课程的教学奠定情感基础。

为更好地发挥该课程的作用，激发学生学习兴趣，笔者在课程中融入了思政元素、3D仿真软件操作、安全用具操作、化工积木搭建、半实物装置操作、化工生产企业参观等，且循序渐进，合理配置，以期能够达到课程设置目标（如下图）。

● 教学资源建设

1.“互联网+”线上理论资源平台

线上资源平台主要利用本校的Blackboard平台发布预习课件、微课、作业等资源，教师在查看学生学习轨迹的同时，可以查看、分析学生完成情况，便于针对性地设计教学内容，同时更好地帮助学生完成课堂探究学习。[1]

（1）化工生产认知环节，激发学生动力

在化学工业认知环节中，教师带领学生观看企业宣传视频及讲解化工生产多样性、化工生产特点、岗位设置要求、操作规程等基础知识，认识化工生产流程及企业生产特点，并通过动画展示生产流程中的设备的基本结构与作用，为学生学习专业课奠定知识基础。在学习过程中，引导学生感受高度自动化生产对员工技能提升的紧迫感，了解绿色化工与碳中和目标对未来职业发展带来的机遇与挑战，提升开拓创新、崇尚科学的意识。同时，将中国近代化学工业发展史融入课程，引导学生了解近代化学工业发展的艰难之路，激发学生的学习热情、民族自豪感、专业使命感。

（2）化工安全认知模块，提升安全素养

安全是行业、企业稳定和发展的前提，教师通过讲解化工企业三级安全教育内容，让学生初步了解化工安全内容。同时，组织学生观看典型化工安全案例视频，探讨分析化工生产事故特点、发生的原因、处理措施等，这样有利于学生深刻意识到安全的重要性，并培养学生的实际应用能力，进而提高工程实践能力。

2.虚拟仿真平台

利用虚拟仿真平台，学生不仅可以在课堂上进行仿真学习，还可以在课下自行开展仿真训练。在仿真实训中学生互动演示更加便利，且练习不受时间与空间限制，教师通过在线管理员账号可以查看每位学生的训练记录、详细成绩，并及时反馈给学生，帮助学生提高仿真实训操作水平。

（1）漫游操作化工3D认识实习软件，提升学习热情

3D仿真工艺“认识实习”仿真培训系统软件主要包括漫游动画、专属知识点片卡、通用知识点片卡三部分。在每个知识点部分，学生通过观看视频、图片、文档等内容了解设备的原理、结构及功能，对所学的工艺知识进行拓展。沉浸式的3D仿真体验，有助于学生对化工企业生产制度、岗位制度、化工设备、管线布局的了解，激发学习兴趣，了解今后的就业方向。

（2）HSE3D应急演练操作，强化安全素养知识

HSE应急演练仿真包括标准规范、桌面演练、现场演练、事故总结四个部分。主要考核对化工生产中可能出现的着火、泄露、设备事故、人员中毒等多种事故的应对处置能力。依据操作正确率和完成质量客观评分。

通过标准规范模块可以拓展学生在安全方面的法律知识，让其明确遵守安全法律法规是企业安全生产的准绳；通过桌面演练学生能了解化工企业发生事故的处理预案；通过现场演练，学生按照应急程序进行个人安全防护的穿戴及角色扮演，锻炼现场应急处置能力与沟通能力；通过事故总结，学生对整个事故流程进行复盘，查找自己在事故处理中的不足，强化依法规范操作意识，提升安全素养。[2]

3.线下校内实训资源

校内生产性实训教学基地是开展生产性实训教学的重要载体。[3]笔者所在学校的现代化工实训中心拥有齐全的应急公共安全科目设备，教师可组织学生先在校内完成实训任务，为后期企业参观学习奠定实操基础。

（1）操作安全用具装备，巩固应急技能

学生安全素质的提升有助于化工安全教育的开展。学生通过佩戴化工安全装备，可充分掌握各个PPE的正确佩戴防范；通过虚拟仿真灭火器的选择与使用，掌握不同灭火器的使用方法与使用场景；通过练习心肺复苏设备、创伤包扎、空气呼吸器等设备，增强自救与互救知识，提高急救职业安全素养。

（2）线下化工积木搭建，培养工匠精神

化工流程积木搭建是以化工柔性装置为蓝本定制的一种3D打印的积木，在完成搭建后可以清晰展示工艺流程，所以，利用3D打印技术打印出来的化工积木搭建化工流程，不仅可以增加实训课堂的趣味性和互动性，锻炼学生的动手能力，还可培养学生严谨、耐心的工作态度和精细求精的工匠精神。

（3）熟悉柔性化工生产装置操作，践行实操能力

半实物柔性仿真系统生产装置不仅可以进行虚拟仿真操作，而且可以借助硅藻泥等真实物料模拟酯化反应、磺化反应等精细化工反应。通过半实物仿真装置操作，学生既可以亲自体验现场手阀的开关动作，也可清晰观察透明流体在管路中的流动状态及真实工业反应釜中物料的搅拌状态和升温变化。整个操作过程采用电脑全自动评分，确保学生严格按照操作规程进行操作。

4.化工企业参观

在完成化工生产基础理论学习和校内实训任务后，教师带领学生参观化工企业，感受化工企业的魅力，提升学生对绿色化工的理解，

● 考核与评价机制

教学既要关注学生“学习成果”的终结性评价，也要强调学生“学习过程”的形成性评价，并注重对学生学习的成效分析。成绩比重按照线上理论学习20%+仿真操作20%+安全用具操作10%+实物装置操作15%+积木搭建15%+实习报告10%+答辩10%的阶段式实习考核方式。考核中理论学习和实习报告、答辩采用单人完成模式，实物装置操作与积木搭建采用团体评分制度，这样既有助于学生提升个人技能，又有助于团队提高合作精神。其中，行为评价贯穿整个过程，对学生行为规范及道德规范实施扣总分制度，督导学生认真按照设计项目完成课程学习。

● 学习成效

自“化工认识实习”课程线上线下混合教学模式开展以来，学生上课态度端正，专业课学习成绩有很大提升。①课程增加了思政元素教育、安全职业素养教育，将多种校内实训资源融入课程中，既拓展了学生的学习视野，也激发了学生的学习热情，对后续其他课程的学习起到了积极促进作用。②化工生产知识、安全认知、企业生产视频微课、3D虚拟仿真资源融合到线上，让教学活动不再受时间及空间限制，学生可以根据自己的实际情况完成课前的学习，锻炼自主学习能力。③本实训中安全用具实操、半实物虚拟实训装置与化工3D积木模块资源用于线下教学，以兴趣为导向，优化线下体验式课堂内容，让学生以小组形式融入到教学体验活动中，寓教于乐。最后通过企业参观，让所学知识由课本融入“现实”，同时拓展了学生的视野。④课程评价采用过程考核，循序渐进，在提升学生个人技能的同时，提升其团队合作能力。⑤混合式教学的开展在提升学生知识素养的同时，也推动教师主动学习，紧跟信息化发展浪潮，提升教学技能，实现一专多能，真正成为学生成长的引路人。