以培养创新能力为核心的化工单元操作在线开放课程建设探析

郭军利

（河南应用技术职业学院化学工程学院，河南郑州，450042）

0 引言

化工单元操作课程是化工类专业的一门专业核心课程，也是一门实践性和应用性很强的课程。该课程结合了企业对化工技术类专业学生的要求，与化工生产实践紧密结合，着重培养化工技术类学生关于操作岗位、设备及仪表维护岗位的相关技能，满足化工总控工等工种的任职要求，是从事化工操作、工艺设计、安装、维修和管理的人员必备能力培养课程。精品在线开放课程的建设不仅仅包含课程本身的建设，还能利用互联网技术与信息化课程相融合的形式改变传统课堂式教学，关注学生学习能力的提升。课程重点是将高校教师和学生作为服务的主体，实现优化教学资源共享，推动学生主动性、交互性学习和协作学习，教师可便利地利用网络资源进行实践性教学，落实职业能力培养目标，实现对学生的评价和监测［1-3］。

创新能力由多种能力构成，如学习能力、分析能力、综合能力、实践能力、创造能力。培养学生的创新能力是高职化工类专业教育的重要内容，提高创新能力才能满足学生个性发展需求，并使学生在就业和创业等多方面获得优势。建设化工单元操作课程精品在线开放课程一定要以培养学生创新能力为核心，实现创新教育，满足企业需求，为社会培养高素质化工一线技术人才提供储备力量［4-7］。下面笔者就化工单元操作精品在线开放课程建设如何突出创新能力培养，提出以下观点。

1 工学结合，单元操作工作过程为导向进行教学设计，加强创新能力培养

高职教育要为企业提供技能型人才。化工类专业越来越重视工学结合，教学也开始向与工作相结合的学习靠近，提倡以岗位工作过程为导向的教学理念。教师应根据化工单元操作对学生知识和技能的需求，打破以知识传授为主要特征的传统授课模式，按照职业教育的本质内涵和素质要求，根据现代职业教育理念，围绕高职教育培养目标，立足学生岗位职业能力锻炼，以加强学生创新能力培养［8-10］。

1.1 梳理教学内容，体现创新能力培养

化工单元操作课程主要研究化工生产过程所涉及的单元操作的原理、过程、设备的结构与选用、工艺计算等。课程内容也需结合化工企业职业技术人员的实际需要，以化工单元操作岗位工作过程为主线，把技能训练和对理论知识的掌握贯穿于以工作任务为载体的项目教学中，从知识和技能的学习这两个角度整合化工单元操作课程中的相关知识。

根据化工单元操作课程内容的特点将其整合为三个模块：传动模块包括流体流动与输送项目；传热模块包括传热、蒸发和干燥三个项目；传质模块包括蒸馏、吸收两个项目。每个项目均设计学习目标，在线学习者在学习前可线上了解通过学习应该达到的要求，熟悉任务。每个项目以化工过程单元操作为主线，结合化工生产常用设备的相关知识，围绕每个化工单元操作的简介、技术应用、操作依据、设备构造、操作方法、常见事故分析处理、实验实训等内容，着重培养学生的单元操作岗位技能和技术应用能力。

根据学生的接受能力及信息时代的需求，在项目下设置任务，以“任务”为线索、以“任务”为教学单元组织教学内容，比如，项目一流体流动与输送，设置以下任务，任务1流体输送方式的选择、任务2流体输送管路的选择与安装、任务3流体力学基本方程的应用等，每个任务均可看成是一个分解的工作过程。化工单元操作在线开放课程的内容建设和实践内容非常重要，每个项目均须设置实践任务，比如流体流动与输送项目的离心泵操作、 传热项目的水—空气换热操作、蒸馏项目的精馏操作等。每个任务前后衔接，完成所有任务后，一个完整的项目就结束了。每个任务的设置应满足可操作和可实施性，学生在完成任务时可逐步提高学习能力、解决问题的能力、综合实践能力。

1.2 以学生为主体进行项目化教学，教学过程注重创新能力培养

精品在线开放课程并不是将所有信息材料堆砌在一起，而是要为学生提供便捷、灵活的学习平台，提升课程的价值，因此，一定要体现教学过程，让学生跟随课程自主学习。展现课程的教学设计须强调可实施性及可操作性，真正实现线上线下混合式教学，让学生能清晰地得到学习信息，学习后能及时得到评价反馈并进行学习成果检验。学习过程体现： 任务导入—任务学习—任务评价—任务拓展。融理论知识传授、能力培养、职业素质培养为一体。

本课程整体实施采用任务驱动的项目化教学，每个任务实施都包括资源准备、课前自学、课堂深化和课后拓展。教学设计在课前、课中、课后具体体现在“知—行—评—悟”四个环节，如图1所示。

图1 教学过程

课前，学生在“超星学习平台”进行基础性学习，包括微课自学、课前小测、问题深化和学生提问。通过课前学习，学生可以打好基础，教师可以提前了解学情。课中，在线上平台的基础上，学生可通过任务分享展示小组合作完成的课前任务作业，教师可引导各小组讨论分析，并通过动画、企业真实操作场景视频等导入单元任务，确定需要掌握的任务内容及重点，进一步深化重、难点。在这一环节，每个知识点均在在线平台设置问题关卡，学生观看微课时需要认真思考，而不是刷课单纯得分数，只有在线回答出问题才能进行后面的学习。这样，不仅在线课堂教学气氛活跃了，而且提升了学生的积极性，锻炼了学生的分析问题能力。课后，主要环节包括教师布置作业、学生作业提交。课后可使用线上平台延伸学习并进行学习评价，其间，教师可以把优秀学生的学习情况展示给大家，促进学生之间的交流，让学生通过思考感悟来提升总结问题能力，培养创新精神。

1.3 依托多种实训资源，运用现代化的教学手段增强创新能力

传统授课方式缺乏信息反馈，偏重灌输，启发较少。以往，学生对教师讲解内容的消化方式是记忆，复制有余，创新不够。精品在线开放课程开发了数字教学资源，建设了视频素材、动画素材、微课素材、教学课件、数字教材等专业教学资源库，种类丰富、形式多样、使用便捷、动态更新及时，能满足学生的自主学习要求，提高学习能力。教师应结合虚拟仿真教学软件，为学生提供操作练习虚拟环境，包括离心泵仿真操作系统软件、列管换热器仿真操作系统软件、精馏塔仿真操作系统软件、吸收解吸塔仿真操作系统软件；积极开展启发式和讨论式教学，培养学生独立思考和创新的意识。学校要建设化工单元操作实训室，配备流体输送实训成套设备、传热实训成套设备、精馏操作实训成套设备、吸收解吸操作实训成套设备等，并将其用于流体输送、传热操作、精馏操作、吸收解吸操作等实训。

现代化教学手段为化工单元操作课程教学带来了很大的便捷，在线开放课程的形式摆脱了传统的书本授课制，微课展现效果色彩丰富，集图画，视频等于一身，能让学生更加真切地融入化工课堂教学，激发学生的想象力，开发学生脑中的创造性思维，提高学生创新能力。

对学生进行一些科研创新的基本训练，学生通过科研创新实践的磨炼，其科研创新的能力和水平都会有显著的提高，这样，既可以培养学生的创新能力，切实提高教学质量，让学生感受、理解知识产生和发展的过程，又可以培养学生的科学精神和创新思维习惯。

2 在线开放课程实施多元评价体系

教学评价体系是对学生学习效果的评价和对教师教学工作过程的评价。在线开放课程的实施需要教学的及时反馈，因此教学评价体系的制订非常重要。本课程根据项目特点结合学生主体性设计多元评价体系，将过程性评价和总结性评价相结合，定量评价和定性评价相结合，线上与线下相结合。按照学生参与及完成任务情况、完成作业情况、在线答题情况、互动情况进行评价赋分。评价可采用教师评价+小组互评的模式，加强教学互动，强调学生主体性，实时掌握学生学情，由课程网站实时更新和补充教学内容。这样，便能促进学生自主学习，培养学生的创新精神。教学评价方式如表1。

表1 教学评价方式

3 在线开放课程建设深入挖掘课程思政元素，增强创新能力培养

化工单元操作课程中的很多知识与工程相关，因此，教学团队深入挖掘、梳理了课程中的知识点、技能点及蕴含的思政元素，强调专业知识与工作任务相关的同时，尽可能展示新技术、新工艺等与岗位相关的最新研究成果，以案例引入、任务驱动进行设计。学生在完成整个项目课程要求的工作任务的过程中，可通过专业知识与思政的学习培养创新能力。

比如，项目一的离心泵的操作与维护的教学内容，通过案例讲解中国重大南水北调工程——超级泵站，加深学生对流体输送机械——泵的认识，使学生深入理解离心泵的作用、结构、原理，提高学生理论联系实际以解决工程问题的能力，培养学生的突破创新精神。通过案例专题讲座，使学生在掌握离心泵原理结构的基础上，深刻剖析案例背后的家国情怀、勇于担当的责任感、坚忍执着的奉献精神。课程思政元素的引入，不仅没有削弱学科知识的传授，还在激发学生学习热情、求索创新、探寻真理等方面起到了重要的作用。同时，此工程是生活中学生都知道的利民强国的项目，以该案例引入能树立学生具体问题具体分析、实事求是、科学发展等人文意识，实现课程思政立德树人的教学目的。工程知识还能融入中国元素，管路计算的对象可以选择西气东输工程，传热可以介绍青藏铁路的高原冻土热管，等等，把知识讲解与我国工程建设联系起来，培养学生的爱国主义和创新精神。还有，通过介绍我国伟大的科学家、劳动模范的动人事迹，可使学生感受到他们对事业的执着与奉献精神，激发学生的创新意识。课程思政教学设计如图2。

图2 课程思政教学设计

4 总结

创新教育将成为高职教育新的发展路径，化工单元操作课程原理较多，同时涉及工程计算，学生往往不容易掌握，对此，如何在课程中突出对学生创新能力的培养，适应现代企业需求，是在线开放课程建设需重点思考的问题。当下，教学内容、教学实施过程和教学评价机制将发生深刻变革。课程建设应坚持“思政引领、德技并修”育人理念，以岗位工作过程为导向整合教学内容，以学生为主体进行项目化教学，依托多种实训资源，运用现代化的教学手段，实施多元评价体系，深入挖掘课程思政元素，另外，建设过程中应进行企业调研并咨询企业技术人员，开展校企合作，使课程建设内容更加契合实际，使学生掌握的知识更符合企业要求，在一定程度上消除教材内容的陈旧性、滞后性等弊端，使学生学习的知识更为实用和适用，突出学生创新能力的培养。

化工单元操作在线开放课程经过两轮的教学，已完成优质资源整合，优化了教学方法与手段，推动了教学改革，课堂教学内容彰显时代性。同时，教学内容与主流价值观同行、同频共振，内容融入契合课程特色，着力培养学生创新精神。教师团队一致认为课程教学效果较好。其间，教师应及时完善课程资源，及时关注教学效果，对于学生存在的疑问和兴趣感知给予快速提示、解答并做好引导，加强学生间和师生间的互动。教师在对外社会企业培训时使用了平台资源，利用平台进行各个项目的培训教学，得到了较满意的效果。学生对本课程的教学评价较好，普遍认为教学内容适合高职学生学习特点。教师引用企业案例使得理论易懂，生动活泼。虚拟仿真与实操能帮助学生提高技能；平台资源丰富，方便学生随时自学，学生期末平均成绩较好。化工单元操作在线开放课程的实施增强了学生的创新能力，提高了学生的综合素质。