信息化教學設計在化工類專業課程教學中的應用

岳瑞豐 趙揚 付永

[摘? ? 要] 如何將復雜的化工生產工藝和龐大且內部結構不可見的化工設備結構和原理講解透徹，是化工類專業教師面臨的難題。傳統課堂因缺乏信息化手段支撐，教學設計質量不高，教學效果并不理想。以2016年全國職業院校信息化教學大賽教學設計賽項作品“精餾單元操作”為例，探討和交流如何利用信息化資源和手段做好化工類課程的教學設計，從而提升化工類專業課程的教學效果。

[關鍵詞] 信息化;化工專業;教學設計;教學大賽

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 13. 089

[中圖分類號] G434? ? [文獻標識碼]? A? ? ? [文章編號]? 1673 - 0194（2019）13- 0219- 03

0? ? ? 前? ? 言

化工產品千差萬別，生產工藝多種多樣，化工設備大多采用密閉結構，不能直接觀察到設備內部。傳統教學由于缺乏信息化手段作支撐，教學設計并不理想，導致課堂教學中學生對化工設備結構、原理和工藝流程的學習效果差，這是化工相關課程教學面臨的問題。現以作者參加的2016年全國職業院校信息化教學大賽教學設計賽項獲獎作品“精餾單元操作”為例，探討和交流如何做好化工類課程的教學設計[1]。

1? ? ? 教學分析

教學設計的基礎工作是做教學分析，教學分析結果直接影響教學目標的完成效果、教學活動開展的科學合理性和教學活動能否達成職業崗位人才培養目標。教學分析應主要從目標分析、內容分析、學情分析、教學重點分析和教學難點分析等幾個方面入手[2]。

“精餾單元操作”教學設計——教學分析實例如下：

（1）教學目標分析

根據高等職業學校專業教學標準，確定教學知識目標為：①認識精餾塔結構;②掌握精餾工藝流程。確定教學技能目標為：①能使用DCS控制軟件完成精餾操作;②能診斷并處理精餾異常情況。確定教學素質目標為：提升學生規范操作意識和化工生產安全意識。教學目標的確定主要在于培養化工總控工崗位需要的高素質技術技能型人才。

（2）教學內容分析

精餾作為化工生產中最具技術性、典型性和代表性的單元，根據化工總控工崗位職業資格標準與要求，確定教學主要內容為：精餾單元操作，讓學生借助精餾實訓裝置完成對精餾工藝流程的認知，并掌握精餾塔的操作。

教材選用國家“十二五”規劃教材《化工原理》及配套的校本教材《化工綜合實訓》，共計6學時。

（3）學情分析

本課程的授課對象為應用化工技術專業二年級學生，他們具備一定的化工基礎知識和操作技能，樂于接受信息化媒介，喜歡動手操作，但是理論聯系實際解決復雜問題的能力較差。

（4）重難點分析

結合教學目標、教學內容、學情分析和化工生產特點，確定教學重點為精餾塔的操作;教學難點為：精餾操作事故診斷及處理。

2? ? ? 設計思路

設計思路又稱為教學策略，集中反映了課程的教學思想、教學模式、教學評價模式、教學方法和教學技術手段。做教學設計時應將課堂教學的主體地位歸還給學生，教師是一節課的“導演”，設計并掌握課堂的進度，把控課堂的發展。學生是“演員”，學生“演”的好壞，直接決定課程教學效果。課程必須真正做到做中學、做中教，因為只有做中學才是真正的學，只有做中教才是真正的教，這也是職業院校培養學生的落腳點。在設計教學活動時，應包括課前、課端、課中、課尾和課后等五個方面，五個方面的設計應形成閉環。

“精餾單元操作”教學設計思路實例如下：

根據職業院校學生培養特點及要求，教學中以學生為主體，以學習任務驅動為主線，將6學時的教學活動依次確定為：課前任務準備，課中任務實施和課后任務拓展三個主要環節。根據學生認知規律和教學要求，本節課采用以翻轉課堂為基礎的混合式教學模式。教學中根據教學環節安排和教學內容，綜合采用討論法、探究法、練習法等多種教學方法。在教學中利用藍墨云班課教學平臺實現教學資源共享，完成課程測試評價。充分利用仿真模擬、微課、Flash動畫等信息化教學資源，增加學生學習興趣，降低學習難度，突破教學重點、解決教學難點。

3? ? ? 實施過程

課堂教學實施過程應緊緊圍繞既定的教學策略或者教學設計來開展，應采取不同的教學方法和措施充分調動學生的積極性，增加師生互動和生生互動。為保證教學效果及教學環節的完整性，教學實施過程應包括課前準備設計、課中教學活動設計和課后教學鞏固提高設計等幾個方面，每個方面的安排，教師應對學生的學習情況實時把控，實時掌握學生完成情況。教師應制定科學的教學評價機制，并形成過程評價、任務完成情況評價和課堂學習任務結果評價。為保證評價的科學性，整個評價還應包括教師評價、學生自評、小組互評、軟件評價等多種方式。

“精餾單元操作”教學設計——實施過程實例如下：

（1）課前任務準備

課前，教師利用藍墨云班課APP軟件發布學習通知，共享教學課件、精餾塔3D結構動畫、精餾工藝Flash等信息化教學資源，學生登錄藍墨云班課教學平臺，結合教學課件觀看動畫和視頻，完成對精餾塔結構和精餾工藝流程的初步認知。課程前一天利用問卷星軟件設置精餾單元操作相關問題，對學生預習情況進行摸底，適時調整教學安排。

（2）課中任務實施

課端，通過播放化工企業精餾裝置視頻使學生身臨其境，直觀了解今后崗位工作，對精餾塔的結構、面貌形成直觀印象。然后，播放吉林石化雙苯廠發生的由于精餾操作不當造成的重大生產安全事故案例視頻，讓學生展開討論，提高學生的安全意識、規范操作意識和安全生產的社會責任感。

為提高教學目標達成度，以學習任務驅動為主線，將主要教學內容分解細化為四個子任務，學生分步驟完成教學目標。

子任務1? 精餾塔結構認知

因精餾塔為全封閉構造，學生不能直接觀察到精餾塔塔內情況，不便于學生學習塔體結構、塔盤結構和塔盤裝配結構。為此，教師借助圖片展示塔盤結構，借助3D flash動畫和微視頻展示塔體裝配結構，學生利用展示的教學資源分組展開討論，教師重點講解答疑。認知結束，利用藍墨云班課推送精餾塔結構測驗試題，了解學生掌握情況。綜合采用小組討論法等多種教學方法，學生工程意識得到提升。

子任務2? 精餾工藝流程認知

因工業精餾系統復雜，不便學生認知精餾工藝，為此，借助微課和FLASH動畫化靜為動，直觀展示精餾工藝，降低學習難度;利用裝置工藝流程圖、工藝流程掛牌視頻，化隱形為顯性，有效提升學習針對性。學生利用微彈幕軟件實時反饋認知情況，教師重點講解答疑。認知結束，利用精餾工藝流程Flash游戲，強化學生對工藝流程的掌握，游戲通關，即可進入下一學習環節。綜合采用探究法等多種教學方法，學生自主學習意識得到提升。

子任務3? 精餾設備操作

實操采用基于DCS控制的精餾實訓裝置，分離的是由乙醇和水組成的二元體系。因精餾過程存在高溫、帶壓，物料易燃易爆等危險特性，一旦操作不當將造成嚴重后果。為此，操作前，學生借助微課學習精餾開車前檢查、DCS控制等不同崗位的工作任務，借助微視頻直觀學習塔內物料流動現象，并利用二維仿真軟件模擬操作過程，經軟件自動評分考核合格后方可進入實操環節。操作中，由教師操作演示后，學生分組分崗位完成操作任務。整個操作過程，由裝置自帶的評分系統對操作步驟及操作質量進行自動評分。綜合采用練習法等多種教學方法，學生規范操作意識得到提升。“做中教、做中學”突破教學重點。

子任務4? 操作事故診斷及處理

因精餾操作事故重現成本高、危險大，為此，學生分組討論精餾過程可能出現的物料泄漏等常見事故類型，并討論分析事故產生的原因及處理方法，教師根據討論情況，重點講解答疑。借助三維仿真軟件隨機模擬事故類型，整個模擬過程由軟件自動評分。綜合采用小組討論法等多種教學方法，學生分析問題和解決問題的能力得到提升。“學中做、學中測”解決教學難點。

（3）課后任務拓展

課后教師布置任務：如何利用精餾塔分離由乙醇、丙三醇和正丁醇組成的三元體系。學生根據任務設計相應的操作方法及要求，教師和學生利用微信隨時隨地展開討論。學生借助藍墨云班課提交設計報告，拓展學生職業能力。

根據學生課前預習情況、課中任務完成情況和課后任務拓展情況，形成多元化的考評方式。各環節考評比例如下：課前預習測試占比10%;任務1精餾塔結構認知測試占比10%;任務2必須完成;任務3仿真軟件操作占比20%，精餾裝置操作占比30%;任務4仿真軟件操作25%;課后任務占比5%。

4? ? ? 教學反思

教學反思是教師對教學成效的反省，讓教師知道本堂課程好在哪里，哪個環節還需要改進及怎么改進。教學反思對教學的促進作用不言而喻。撰寫教學反思之前，應明確為何思、思什么、往哪思、怎樣思，以提升教學反思的效果和質量[3]。

“精餾單元操作”教學設計——教學反思實例如下：

（1）教學效果

依托藍墨云班課等信息化平臺，將相對抽象的原理，不可見的設備內部結構和復雜的工藝流程，利用視頻、動畫和仿真軟件等信息化手段進行展示和模擬，降低了學習難度，激發了學習興趣，讓教學突破重點、解決難點更加簡單，極大提高了教學滿意度，圓滿達成了化工總控工人才培養的目標。

（2）創新特色

信息化教學設計，構建了精餾單元工藝流程可呈現、虛擬實操可遷移、操作事故可模擬的教學環境，將翻轉課堂教學模式與化工專業教學深度融合，解決了傳統教學中學生理論和實踐脫節，教學效果不明顯的難題。

5? ? ? 結? ? 語

信息化技術給化工專業教學帶來便利，但是無論軟件多么先進，智慧教室多么華麗，這僅僅是信息化教學的支撐手段。只有在教學中恰如其分地利用信息化手段才能稱為信息化教學，才能真正提高課堂教學效果。

主要參考文獻

[1]閆浩，喻彥，李坤，等.全國職業院校信息化教學大賽案例評析[J].中國多媒體與網絡教學學報，2018（10）：111-112.

[2]尹成成.基于信息化教學大賽的教學設計與實施[J].教學探討，2018（32）：198-199.

[3]盧啟銀.指導新教師撰寫教學反思七招[J].教學與管理，2018（29）：23-25.