典型化工生產(chǎn)單元操作一體化實訓室數(shù)字化課程學習系統(tǒng)建設*

儲則中，尹德勝

(廣東輕工職業(yè)技術學院中職部，廣東 廣州 510300)

1 數(shù)字化學習系統(tǒng)建設背景

職業(yè)教育的核心是技能教育，而技能教育離不開教學設施設備，尤其是化工類職業(yè)教育更是如此。一方面，化工企業(yè)因生產(chǎn)安全的原因不愿接受職業(yè)院校學生的實踐實習教育，另一方面，職業(yè)院校要投入更多的資金、場地來建設學生的實訓設施設備也不現(xiàn)實。針對目前的囧境，建設一體化課程學習系統(tǒng)，主要包括信息資源平臺、典型裝置仿真操作軟件、課程信息化數(shù)字化資源等[1-2]，實現(xiàn)網(wǎng)絡共享性的典型化工生產(chǎn)單元操作一體化實訓室數(shù)字化教學資源。

一體化實訓室數(shù)字化課程學習系統(tǒng)建設就可以很好地解決資源、設施設備不足與學校資金、場地的矛盾，同時也極大地避免了學生下工廠帶來的安全隱患[2]。因此筆者所在單位就申請到了廣東省中等職業(yè)教育專項資金20萬元和學校配套資金46.88萬元共66.88萬元，建設《典型化工生產(chǎn)單元操作一體化實訓室數(shù)字化課程學習系統(tǒng)》，很好地解決了我校化工專業(yè)類學生課程學習、技能訓練、認識實習等存在的設施設備不足問題，同時也降低了職業(yè)技能訓練的人力、物力和資金壓力，以較低的支出實現(xiàn)了資源效益最大化；同時也很好地解決目前本課程的①信息資源碎片化，即與此相關的大多數(shù)學校、教育機構都各自獨立開發(fā)自己需要的、感興趣的本課程的部分信息資源，忽略課程資源的系統(tǒng)化；②信息孤島，開發(fā)了大量的碎片化的課程資源使用時不暢，信息孤島的問題突出。③教育公平，教育公平是讓那些不能進入學校的且需要利用本資源的人變成了可能，讓感興趣的人都有機會學習、形成真正意義上的開放課堂[3-4]。

2 學習系統(tǒng)的建設思路與過程

2.1 系統(tǒng)建設工作思路

化工專業(yè)類技能教學涉及的設施設備類型多、規(guī)模數(shù)量龐大、安全隱患高、資金場地要求較高，因此單個學校要想建立一套完整的實踐技能教學裝置的可能性小，因此項目組在項目申請時就提出了建設“典型的化工生產(chǎn)單元操作一體化實訓室數(shù)字化學習系統(tǒng)”(以下簡稱學習系統(tǒng))，以典型的化工生產(chǎn)中應用最為廣的泛精餾、吸收、干燥三個化工單元操作為主線進行建設，以避免資源、場地、資金使用效率低而產(chǎn)生的浪費[3]。

學習系統(tǒng)建設主要包括：一體化學習系統(tǒng)的課程資源平臺(包括資源管理、在線播放、交流討論、答疑、作業(yè)布置/提交/檢查、學習進度管理、學習效果檢測及成績管理等功能)、精餾仿真操作軟件、課程信息(數(shù)字)化資源，包括電子版文稿、PPT文稿、相關操作演示視頻動畫(微課)、學生學習工作頁等[3，5]。

(1)在學習系統(tǒng)建設過程中，主要從解決以下問題著手：

①構建整體的一體化實訓室數(shù)字化課程學習系統(tǒng)模型；

②建立資料分類管理、查詢和使用系統(tǒng)；

③建立學生學習考核系統(tǒng)和測評體系；

④實現(xiàn)了共享性的化工生產(chǎn)單元操作一體化實訓室數(shù)字化教學資源。

(2)學習系統(tǒng)是要基于化工生產(chǎn)實際，與生產(chǎn)過程相一致，采用虛實結合，以仿真及數(shù)字化為主，并且方便教學和學生使用的基本要求，包括以下幾點：

①源于實際教學的數(shù)字化裝置(仿真)的形式與工廠實際吻合但更安全，為學生提供全面、安全的生產(chǎn)操作和信息咨詢服務；

②根據(jù)課程要求實現(xiàn)教學輔助和教學效果的動態(tài)測評；

③助教助學助訓，為教師提供豐富的教學資源，為學生自主學習提供更加方便的平臺，為需要者提供社會化的培訓共享平臺。

④共享型的信息化系統(tǒng)，體現(xiàn)了資源共享、促進了教育公平、最大程度地實現(xiàn)了優(yōu)質資源分享、提高資源使用效率[5]。

2.2 學習系統(tǒng)的建設過程

2.2.1 調研、分析確定項目方案

(1)企業(yè)調研

依托石油、化工行業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)轉型背景，開展化工行業(yè)、企業(yè)近5年來的人才結構及需求現(xiàn)狀、一線生產(chǎn)人員培訓及培訓方式(重點是網(wǎng)絡培訓)需求、企業(yè)核心崗位設置、崗位對知識技能的要求、相關崗位對職業(yè)資格證書要求的變化，及企業(yè)對現(xiàn)行專業(yè)教學的要求與建議，分析得出近5年來企業(yè)對中職化學工藝專業(yè)專業(yè)知識、技術設備、崗位職業(yè)能力、技能、企業(yè)培訓等方面需求及變化的要求，制定出滿足相關行業(yè)企業(yè)一線生產(chǎn)人員培訓及培訓方式需求的信息化資源[3]。

(2)院校調研

通過調查化學工藝類中、高職學校，近5年本專業(yè)化工生產(chǎn)單元操作課程教育教學情況(信息資源建設狀況、教師的教學方式方法及改革期望、學生學習方式及改革期望等)；信息資源平臺建設狀況及需求等[3]。

(3)分析研究

依據(jù)上述調研結果、結合文獻資料、媒體報道，綜合分析，確定信息資源類型、深度和廣度、數(shù)量等；建立操作性強的、低成本的、實用的信息資源平臺系統(tǒng)[3]。

2.2.2 資源開發(fā)

(1)成立項目組和各分項小組

依據(jù)建設任務學校成立了項目組，項目組根據(jù)學習系統(tǒng)的建設思路，成立各分項小組，由小組長負責分配本模塊具體工作任務，由專業(yè)教師和技術人員完成。包括學習文稿(學電子學習文稿、PPT、項目實訓裝置操作規(guī)程、工藝流程圖)編制組、動畫微課制作組、學習題庫開發(fā)組、學生學習工作頁編制組、精餾仿真軟件開發(fā)組(此內容為社會招標采購)和綜合集成(此內容部分為招標采購)等6個小組。

(2)分工合作

在項目組長和技術組長(技術負責人)統(tǒng)一協(xié)調下，各小組精誠合作，根據(jù)調研結果所形成的開發(fā)方案，在規(guī)定時間內順利完成了各項工作，并通過了省教育廳的項目中期檢查。

2.2.3 集成測試

項目中期檢查后，各小組基本完成任務，在學校信息中心、項目組和中標單位的共同努力下，學習系統(tǒng)一次性集成測試成功，并向校內師生開放試用，歷經(jīng)5個月的測試應用，解決了系統(tǒng)中的諸多問題，項目順利通過教育廳結題驗收。

3 學習系統(tǒng)建設成果

學習系統(tǒng)的主要成果包括以下內容：

3.1 在線學習系統(tǒng)

(1)網(wǎng)址鏈接：學員憑借注冊的用戶帳號，登錄系統(tǒng)進行訪問。

(2)操作手冊：系統(tǒng)支持PC端和移動安卓終端訪問。主要包括：①系統(tǒng)介紹(系統(tǒng)組成、子系統(tǒng)簡要說明)；②學生學習系統(tǒng)圖1所示(基礎信息系統(tǒng)、課程試卷作業(yè)管理系統(tǒng)如圖2)；③網(wǎng)站基礎信息管理系統(tǒng)(管理員登錄、單頁管理)；④系統(tǒng)基礎信息設置；⑤一體化學習系統(tǒng)課程試題試卷管理[登錄課程管理系統(tǒng)、基礎信息管理(包括專業(yè)管理、班級管理、教師管理、學生管理)]；⑥課程管理圖3所示(增加課程、課程章節(jié)設置、增加章節(jié)、增加課節(jié)內容、修改刪除章節(jié)內容、word、ppt、pdf等形式課件調入等)；⑦試題庫管理(知識點管理、試題庫管理、添加或導入試題等)；⑧試卷管理(試卷列表、創(chuàng)建試卷、預覽試卷、在線閱卷等)；⑨統(tǒng)計報表管理(課程學習進展統(tǒng)計、考試統(tǒng)計、錯題統(tǒng)計等)；學生學習界面圖1(系統(tǒng)首頁、學生登錄、課程學習、參加考試、查看考試成績、手機學習課程等)[3]。

圖2 試卷管理界面

圖3 系統(tǒng)后臺管理

3.2 信息化資源(以精餾單元操作為例)

精餾單元包括：

(1)學習指導：詳盡電子版學習教材。

(2)教學PPT。

(3)操作指導：實訓裝置的操作指導包括動畫、視頻、微課等。

(4)在線仿真實訓：在線仿真操作訓練圖4所示[3]。

圖4 仿真系統(tǒng)

(5)學生學習工作頁：針對學習內容所設計的考核評價內容或實訓要點等。

(6)在線題庫：鞏固、復習、提高和掌握所學內容，以判斷、填空、選擇題型為主。

3.3 系統(tǒng)應用(另附光盤)

系統(tǒng)應用操作指南等詳細介紹。

4 學習系統(tǒng)應用

典型化工生產(chǎn)單元操作學習系統(tǒng)建成之后，學校設置了相應的服務器，并接入了學校校園網(wǎng)(校內局域網(wǎng))，校內教師和學生通過手機或PC端注冊后，就可以進行訪問、學習。學校鼓勵教師和學生使用該系統(tǒng)，并要求化工系相關課程師生盡量采用系統(tǒng)進行教學。

在后續(xù)的日常教學中，有化工151、161班、精細化工151、152、161、162、163等12個班級的《化工生產(chǎn)單元操作》課程采用線上和線下的教學方式，充分利用學習系統(tǒng)進行教學。線下采用教師介紹學習系統(tǒng)使用、布置學生學習任務，要求學生利用學習系統(tǒng)預先學習等。線上部分師生共同利用學習系統(tǒng)進行線上交流互動、答疑解惑、共同學習等進行。通過學生利用學習系統(tǒng)進行的學習過程，系統(tǒng)給出評價結果，教師有針對性進行引導、點評和釋疑。針對學習系統(tǒng)應用和學生使用情況，筆者也進行了相關調查，8個教學班共426人參與，情況如表1所示。

表1 學習系統(tǒng)學生使用情況調查

通過學習系統(tǒng)應用情況調查，基本了解到了學生對系統(tǒng)認識、了解、接受和適應的一些基本情況，與平臺系統(tǒng)開發(fā)小組進行了多次溝通，對系統(tǒng)操作指南進行了優(yōu)化處理，使操作指南簡單化，讓學生和學習者用較少時間就能領會和應用；而相關微課、視頻則需要通過后續(xù)的不斷更新和補充進行增加，以滿足學習者的需求；單元操作仿真系統(tǒng)開發(fā)是由專業(yè)制作公司開發(fā)、學校通過招標采購，涉及開發(fā)商的版權，因而資金需求較大，只有待學校具備相關資金條件時再考慮補充。

該學習系統(tǒng)除了用于學校正常教學外，在2020年上半年的新冠肺炎疫情時，學校全部開展線上教學，相關專業(yè)的《化工生產(chǎn)單元操作》課程依托學習系統(tǒng)，而且教師開發(fā)新增加原系統(tǒng)中不包括的，其如傳熱單元、流體流動單元、蒸發(fā)單元等他化工生產(chǎn)單元操作內容的學習資料(由于時間關系，新增內容主要包括word或pdf文檔、PPT、工藝流程圖、學習工作頁、配套的題庫等)，進一步充實了學習系統(tǒng)內容，非常圓滿地完成了線上教學任務，教學效果優(yōu)良。這也進一步實達到了學習系統(tǒng)開發(fā)時的構想，即線上資源共享、網(wǎng)絡教學與培訓的目標。

學習系統(tǒng)建設不僅要在校內取得良好的助教、助學效果，更需要社會和經(jīng)濟效益。因此項目建成后，項目組也極力向相關企業(yè)和培訓單位推薦使用，由于各種原因，社會化推廣工作明顯滯后，這也是我們以后的目標。

5 結 語

典型化工生產(chǎn)單元操作學習系統(tǒng)的建設，即解決了當前化工類職業(yè)院校實驗實習教學面臨的困難，又改變了以小型化、零碎式、驗證式單元操作實驗實習實訓室原有模式，促進了復合型化工工藝一線技能型人才的培養(yǎng)，為類似實驗實訓實習教學基地建設提供了參考案例[2，5]。化學化工從業(yè)人員綜合素質的訓練是我們化工職業(yè)院校長期探索的過程，如何將學校教學、培訓、社會資源共享與學習系統(tǒng)應用結合起來，將是我們化工教育的重要任務。