化工安全与环保课程线上线下混合教学模式探索

任根宽，朱登磊，张燕，徐慎颖

(宜宾学院材料与化工学部，四川 宜宾 644000)

0 引言

化工生产过程具有易燃易爆、高温高压、易于中毒、易于腐蚀等特点，使化工生产潜在不安全因素多，危险性大，易于发生安全事故，而事故的发生大多数是由于操作人员安全意识淡薄造成。此外，化工生产过程由于原料利用率低、反应不完全而产生大量废水、废气、固体废弃物，如果不能进行合理处理将会造成严重环境污染。因此，化工安全与环保在化工类专业人才培养中具有不可替代的作用。化工安全与环保是高等院校化工类专业人才培养的一门必修课程，是一门综合性交叉学科。化工安全与环保涉及到防火防爆技术、工业防毒技术、腐蚀控制技术、压力容器安全技术、电气安全技术、静电防护技术、自动控制与安全技术、设备操作过程安全、检修作业安全、职业性危害及其防护技术、环境保护基础以及安全、环境方面的法律法规等内容，具有涵盖范围广，知识点多，仅通过极少课时线下教学难以达到良好教学效果。随着互联网信息技术的飞速发展，网络教学平台(如：雨课堂、超星学习通等)不断涌出，为学生提供更多线上学习平台。本文借助线上教学平台创建适合化工类人才培养目标的线上课程平台，为学生提供优质教学资源。线上教学主要贯彻以“学生为主体，目标为导向，持续改进”的教学理念，优化课程教学资源，丰富教学内容，重塑学生的主体地位，强化教师监控及其引导地位，激发学生学习激情，调动学生学习积极性及主动性[1]。线下教学主要对学生线上反馈问题进行重点讲解，引导学生深入理解相关安全环保知识，能及时为学生提供自主学习支持[2]。老师根据线上反馈问题设计案例，进行分组讨论，促使学生所学知识的应用，提升学生工程应用能力。因此，线上课程平台与传统课堂教学形成优势互补，构建线上线下混合式教学模式[3]，来强化学生主体地位，培养学生安全与环保意识，提升学生的工程应用能力。

1 课程教学目标

化工安全与环保是一门更接近于生产实际过程的综合性课程，涉及到化工生产安全技术、职业病防护技术和环境污染防治技术等内容。该课程一方面以化工生产安全理论为指导，围绕生产过程安全事故的预防，形成一套较为完整化工安全控制体系；另一方面以环境工程理论为依据，围绕化工生产“三废”(废气、废水和固体废弃物)的处理、构建了一套完整的环境保护技术体系[4]。化工安全与环保课程以化工生产过程为主体，把化工安全技术、职业病防护技术和环保技术的教育有机结合为一体。化工安全与环保课程可有效培养学生安全和环保意识，强化安全问题和生态环境问题对生产过程的重要性，增强学生的社会责任感及其使命担当。此外，通过化工安全与环保课程培养学生的工程应用能力和风险识别能力，提高学生化工生产过程安全事故的预防和环境污染的治理能力，强化学生精益求精的工匠精神，提升学生的社会责任感和使命。因此，化工安全与环保课程作为化工类专业的必修课程，有助于培养既懂化工生产技术，又懂化工生产安全技术、职业病防护技术和环保技术的复合型专业人才。

2 线上线下混合教学的必要性和可行性

2.1 线上线下混合教学的必要性

通过课堂上老师讲解掌握化工安全与环保知识和原理，形成被动性接受知识状态，缺乏老师与学生间沟通，导致上课过程学生与老师互动性差，吸收效率不高，内容理解不够透彻，致使学生缺乏所学知识工程应用，达不到课程的培养目标。开展化工安全与环保课程线上线下混合式教学模式有助于课程优质资源整合，冲破课堂教学模式，为学生提供更多参与空间，提高教学效率，提高教学实践性，拓展知识面，强化学生的工程应用能力和创新思维能力。线上教学主要通过目标导向和任务驱动方式下发任务。学生根据下发任务，利用课程线上资源进行学习，然后通过相应作业训练来强化知识的理解，并依靠线上交流平台对学习过程遇到问题与老师及时交流，深化知识的掌握，利用所学的知识对设计案例进行分析，提高学生工程实际应用能力。线下课堂教学利用多种教学手段(如：目标导向法、任务驱动法、案例分析法等)为学生线上学习过程反馈的问题进行重点讲解，组织小组进行讨论分析问题，强化学生的工程应用能力。因此，采用线上线下混合式教学改革有助于提高教学效果，增强学生工程观念，强化学生协作能力，提高学生工程应用能力和分析问题的能力。

化工安全与环保作为化工类专业必修课程，课时较少，但是该课程是一门综合性交叉学科，涉及知识点多、领域广，且各章节内容关联性差。由于时间限值的原因，课堂教学仅能讲授一些基本知识和基本原理，主要包括燃烧三要素、燃烧类型、燃烧特征温度、爆炸原因、爆炸极限、爆炸最小引爆能量、爆炸温度、爆炸压力、爆炸事故及预防、火灾预防措施等，而对这些知识的应用讲解很少，致使学生对化工安全与环保知识的应用较差。课堂教学模式由于时间限制，导致老师专注讲解，缺乏与学生互动，不能及时掌握学生的学习情况，致使学生在课堂上的学习兴趣下降，教学效果差，教学质量难以达到保证。因此，通过打造线上线下有机融合能增强老师与学生沟通和协作，激发学生学习激情，强化学生工程应用能力。

线下教学过程主要通过小论文或期末考试对学生进行考核，考核形式较为单一，不能全面把握学生学习情况。开展化工安全与环保线上线下教学，强化学生过程考核，考试形式多样化。线上考核方式主要依据网络教学平台，通过对线上教学资源学习、课程预习、反馈问题、相互交流、作业训练、试题等多元化的评价体系，线下主要以学生自我评价和学生互评为主，老师评定方式为辅，有效激发学生的参与性和积极性。线上线下协作考核有助于全面了解学生对化工安全与环保知识及其原理的掌握程度。

2.2 线上线下混合教学的可行性

随着近几年网络信息技术快速发展，致使高等教育教学过程形成了新态势。从早期的慕课开始，到现在呈现出多种网络教学平台(如：雨课堂、超星学习通等)，这些平台涌出为学生提供更多优质课程资源和在线学习平台，增添学生获取知识的途径，革新了教学方法，丰富教学内容，打破传统教学课堂教学，使教学过程转变为多元化方式。近几年，随着新型冠状病毒肺炎蔓延，也加速网络教学平台不断发展，各高校也根据自身发展的特点，打造在线课程教学平台，这些为线上教学过程提供的硬件基础，为化工安全与环保课程线上线下混合教学模式提供保证。此外，通过在网络教学平台上构建化工安全与环保课程教学平台，为学生提供化工安全与环保课程基本知识及其原理，通过任务驱动方式让学生课前进行课程的基本知识和原理学习，而线下重点来讲解学生线上反馈的问题及其相关知识的应用。因此，线上教学与线下教学有机融合构建出高效教学方法，可拓展学生知识面，强化学生工程应用能力和自学能力，提高教学质量。

3 线上线下混合教学模式设计

通过在网络教学平台创建课程教学平台(图1)，促进课程资源整合和优化，激发学生学习激情，调动学习的积极性。线上教学主要以学生为主体，教师引导的方式为辅，而线下主要以重点知识和线上反馈问题讲解，场景案例和已发事故分析，可燃气体爆炸等仿真实验，典型化工工艺生产过程风险识别和危险源辨识。为了能及时掌握学生的学习情况及其对学生学习过程遇到问题进行指导，设置了师生教学平台和教师指导平台。学生每次学习时，应通过自己账号登录学习系统，进行相关章节知识的学习，并完成各知识点测试内容，老师根据测试过程反馈进行分析学生学习情况。课堂经过教师对反馈问题、难点和重点问题等的讲解，然后根据这些知识点设计案例，让学生在课后线上分析，提高学生工程应用能力。

图1 线上线下教学混合教学模式

4 课程资源建设

根据线上线下混合式教学模式的要求，完善课程教学大纲和授课计划，合理安排线上线下课时，丰富教学方法、优化教学内容。根据教学内容，制作涵盖各章节知识点微课、视频和PPT课件等资源。

4.1 线上教学资源建设

根据化工安全与环保课程教学大纲的要求，雨课堂等网络教学平台上创建以防火防爆技术、中毒事故与通风置换技术、腐蚀控制技术、静电防护技术、自动控制与安全、职业性危害及其防护技术、环境保护技术等知识点设计微课或微视频，微课或微视频主要讲解化工安全与环保的基础知识和原理。根据教学要求创建以图片、动画、仿真实验、安全事故和环境污染事故视频或报道等多样化线上素材库；充分利用网络教育平台优质教学资源，融合到课程教学资源中，丰富教学内容。化工安全及环保课程教学平台上构建线上学生讨论平台、师生交流平台、问题反馈平台、教师答疑平台和监视监控平台，这些平台让老师能及时掌握学生的学习动态。针对知识点设计相应作业及试题库，学生可进行相应作业训练，强化课程专业知识的掌握理解。同时，在教学平台上创建化工安全与环保考核评价系统，来评价学生对专业知识学习效果。

4.2 线下教学资源建设

根据教学大纲的要求，针对课程重难点知识、线上反馈问题，案例分析、危险源辨识、风险源识别等设计课件PPT；以典型化工工艺为基础，构建化工生产过程风险点识别和危险源辨识的课件PPT；收集近几年发生安全事故和环境污染事故设计事故案例；典型化工生产过程安全预评价的课件PPT；化工生产过程突发安全事故应急预案和突发环境事件应急预案编制课件PPT。通过分组讨论，提升学生安全环保基础知识的应用能力；通过事故案例引导学生利用所学的知识对其发生的原因进行剖析，有助于强化学生工程知识的应用能力。通过系统性课件设计，引导学生利用所学化工安全与环保知识对化工生产过程安全性进行分析，编制突发安全事故应急预案和突发环境事件应急预案。

5 混合式教学方法探索

开展化工安全与环保课程线上线下混合式教学模式有利于促进资源优化、激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。线上教学过程主要采用目标导向和任务驱动方式教学，根据知识点和课程培养目标设定任务，任务驱动学生利用线上相应知识点微课、视频等进行学习，完成相应作业训练，对学习过程遇到问题，依靠线上交流平台与老师及时交流，强化知识的理解，并利用所学的知识对设计案例进行分析，以达到理论知识的实际应用[5]。

通过利用多种教学手段(如：目标导向法、小组讨论法、案例分析法等)为对学习过程反馈的问题进行重点讲解，组织小组进行讨论分析，强化学生的工程应用能力。同时，线下定期指导学生利用所学知识对典型生产工艺进行危险源辨识、风险源识别和工艺安全评价，以达到化工安全环保知识的升华。

6 完善考核评价体系

化工安全与环保以过程性评价为主，结果性评价为辅，过程性评价占成绩80%，而结果性评价占成绩20%。采用线上与线下两种考核方式，线上考核占总成绩60%，而线下考核占总成绩40%。线上考核方式主要依据网络教学平台，通过对各章节知识点视频等网络教学资源学习情况、课程预习、反馈问题、相互交流、作业训练、试题等多元化的评价体系；在线下根据学生学习情况，课后作业，突发环境事件应急预案报告编制等构建全方位线下评价体系。课堂学习情况以学生自我评价和学生互评为主，老师评定方式为辅来评价，有效激发学生的参与性和积极性。

7 结语

“互联网+”线上线下混合式教学模式是将互联网教育平台与传统的课堂教学有机结合，充分发挥现有“互联网+”平台上优质教学资源，与传统课堂教学形成优势互补，学生借助于教学平台完成化工安全环保课程中基础理论和知识的学习，通过作业训练、小组探讨强化理论的应用。同时，教师网络监控平台监控学生对微课、动画、视频学习情况。课堂上案例教学过程要注重学生参与，采用小组讨论、师生间交流，强化学生所学知识工程应用能力及安全事故预防能力，有利于培养学生的思维创新能力。