《無機物工藝》中理實一體教學模式的改革探究

孫秀華　白潔妍

摘 要：理實一體化教學模式是指將理論教學與實踐教學有機的融合在一起，在實訓過程中掌握理論知識的方法。“一個中心，四個導向”的模式，即從“工作任務中來，到企業崗位中去”為中心，基于任務驅動、思維導圖、角色扮演、情景教學為導向，在無機物實訓車間學生是主人、是設計者，完全體現學生的自主性、能動性，激發學生的創新意識，培養學生的實踐能力和創新能力。文中就這些內容做了規范，為這一部分的教學模式做出探索性論述。

關鍵詞：理實教學 三維仿真 實訓創新 改革

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（c）-0120-02

海西職校地處青海海西州柴達木經濟循環區，柴達木在特殊的地質發展過程中，富集了鹽湖、石油、天然氣有色金屬等大量的礦產資源。自2005年成立柴達木經濟循環區后相應的鹽化工、煤化工、石油化工企業如雨后春筍般入住海西。目前僅生產能力在100萬噸以上的純堿企業就有四家入住海西，所以現在的海西又有“中國堿都”之稱。我校的化學工藝專業正是在這一潮流的推進下發展壯大。現該專業已經被評為我省的重點建設專業之一，并在第三批示范校建設中成為重點建設專業。

專業在建設過程中發現傳統的教學方法已不能滿足企業對學生的要求。尤其要改變陳舊的教學方法，改變傳統的“五個一”教學模式即“一間教室、一塊黑板、一支粉筆、一位教師、一本教案”的教學模式。讓學生更多的走出課堂，走進實訓室、走進工廠。多門課程已經實現了理實一體教學。而本專業的核心課程《無機物工藝》一直是課程體系改革的難點，很難運用理實一體化教學方式。這是由于該課程包含的項目比較龐大，不利于任務實施。各任務中包含的工藝種類比較冗雜，工藝控制參數繁多，購置實訓設備很難兼顧多種方法及工藝流程。如果經常到企業見習學習，不僅給企業帶來諸多不便，而且存在安全隱患。況且受學校經費限制不可能購置全部工藝實訓裝備。

我校化工教研室經過多年的積極探索，經過兩年時間建成離子膜電解氯化鈉生產燒堿工藝沙盤和合成氨理實一體實訓裝置（圖1）。沙盤實訓雖然將枯燥的工藝知識變成了模擬生產場景，引起學生學習興趣的同時提高課堂效率。但沙盤在教學中也存在一定的局限性。沙盤結構是有機塑料組成，易于破損、不易維修。沙盤的面積有限不可能同時滿足40人/班的授課，很難實現小組任務教學。并且體現的流程單一，不便展現多種生產工藝，不利于知識拓展。況且學生只是模仿教師演示，思想被禁錮，不利于激發學生的創新意識，不利于培養學生的實踐能力和創新能力。

合成氨理實一體實訓裝置包含沙盤、三維場景仿真實訓操作。其中三維場景仿真實訓操作是該裝置的核心。該軟件的優點是以游戲的模式設置，激發學生的學習興趣，讓學生在游戲場景中做到“玩中學、學中玩”，并使學生在參與、體驗中完成了從知識到技能的轉化。三維場景更貼近工廠情景，美化的生產場景有助于學生克服對化工的恐懼心理。培養學生分析問題解決問題的能力。但缺點是工藝單一，不能兼容其他工藝。仿真平臺必須借助電腦軟件，學生要具備一定的計算機知識，且程序復雜學生不易掌握。受資金影響，計算機的數量和站點數量也限制其發展，最大的弊端是忽略了學生的動手能力的培養。

針對上面兩種理實一體教學中存在的問題，我校化工教研室在借鑒國內外理實一體的先進案例的基礎上，結合我校實際，在《無機物工藝》理實一體的教學中進行大膽嘗試，自創“一個中心，四個向導”的教學方法，設計了“一個中心，四個導向”的模式，即從“工作任務中來，到企業崗位中去”為中心，基于任務驅動、思維導圖、角色扮演、情景教學為導向。所需設備只是不同類型的模型管線、閥門、泵、罐體、塔器、儀表等其他所需的設備模型兩套，在無機物實訓車間學生是主人、是設計者。完全體現學生的自主性、能動性。完全松開了學生的手、腳、思想。每一小組在任務驅動下自主學習，在思維導圖的引導下找到所需設備。分配角色讓小組人員各司其職，各負其責，共同完成本工段工藝的整體設計。模擬工廠情景體驗生產實踐，學習化工生產工藝知識和操作技能。具體的操作過程如圖2。

（1）按任務驅動隨機分組，確定好各項注意事項后，教師將教學內容設計成一個或多個具體的任務，如在氨鹽水碳酸化工藝中將復雜的工藝分為多個子任務（任務分配見圖2）。對任務的要求是要層層推進并達到最終和教學目標一致的教學目的。學生在教師的指導下，以任務為驅動，通過完成任務來培養獨立探索能力和團隊合作精神的一種教學方法。它能有效激發學生的學習欲望，提高學生的思維能力，培養學生的觀察力和想象力。

（2）用思維導圖按圖索驥的找到所需設備，首先要了解工藝的目的及原理便于找到合適的主體設備，如碳化的目的是氨鹽水吸收二氧化碳制備重堿，所以用到的主題設備碳化塔；其次要知道工藝的原料便于找到原料的前處理工序及設備，如二氧化碳要經過壓縮，學生就要用到壓塑機，氨鹽水怎樣轉化為中和水進而要用到清洗塔和制堿塔；最后是掌握工藝的產品便于找到產品的后續處理設備。如碳化尾氣要經過尾氣吸收塔再去凈化器的處理，出堿液集合在出堿槽中，所以相應的設備就是吸收設備-尾氣吸收塔、凈化設備—尾氣凈氨塔和集合設備——出堿槽。用思維導圖按圖索驥的找到所需設備。對于思維導圖的制作要以直觀、精美為原則，讓學生易于理解并產生濃厚的學習興趣。通過對樹狀思維導圖的學習，培養學生分析和問題和解決問題的能力及發散思維的習慣。這種教學方法有利于學生歸納整理，強化記憶。

（3）能很好地應用角色扮演法，按工廠班組分配角色，如班長、主操、其他操作工。在前面設備已經選擇的前提下設計本崗位的工藝流程、控制條件。讓小組人員各司其職，各負其責。小組共同完成本工段工藝的整體設計。在講解設備時將枯燥的設備原理設計成形象的敘事小故事，將設備擬人化、原理形象化。將角色扮演與崗位體驗集于一身，使學生在參與、體驗中完成了從知識到技能的轉化。在引起學生學習興趣的同時提高課堂效率。設計過程中教師只是提供學生所需的各種訴求，不參與設計，設計思路不受外界影響。這樣可以充分發揮學生的主管能動性，讓學生的思想插上翅膀，培養學生的實踐能力和創新的能力。

（4）模擬工廠情景進行情景教學法，首先讓學生拿出模擬方案，其次是小組分配任務。進行交接班場景模擬、生產場景，緊急停車、事故處理等多種模擬情景。體驗生產實踐，學習化工生產工藝知識和操作技能，增強學生對化學工業和化工產品、清潔生產與責任關懷、生產裝置與生產流程、機械裝置與管路等全方位、多層面的感性認識，培養學生的觀察能力、分析能力與責任感。這樣做充實了學生在課堂中接受不到的能力，提升學生的企業需求的多方面的能力。

這種教學方法不僅增進了學生對課程的興趣，激發了創新意識，而且也培養了學生的實踐能力和創新能力，提高了學生的動手能力、溝通能力、協作能力和策劃能力，真正實現了《無機物工藝》教學的超文本化。但在教學過程中也存在一定的困難。就學生而言難以調動所有學生的積極性，學生一遇到困難就輕言放棄。要求教師在課下做大量工作，對教師的要求也很高。不僅要有豐富的專業知識和開闊的思維。而且要盡可能公平公正地評價每一位學生。

參考文獻

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