化工安全與環(huán)保課程線上線下混合教學(xué)模式探索

任根寬，朱登磊，張燕，徐慎穎

(宜賓學(xué)院材料與化工學(xué)部，四川 宜賓 644000)

0 引言

化工生產(chǎn)過程具有易燃易爆、高溫高壓、易于中毒、易于腐蝕等特點，使化工生產(chǎn)潛在不安全因素多，危險性大，易于發(fā)生安全事故，而事故的發(fā)生大多數(shù)是由于操作人員安全意識淡薄造成。此外，化工生產(chǎn)過程由于原料利用率低、反應(yīng)不完全而產(chǎn)生大量廢水、廢氣、固體廢棄物，如果不能進行合理處理將會造成嚴重環(huán)境污染。因此，化工安全與環(huán)保在化工類專業(yè)人才培養(yǎng)中具有不可替代的作用。化工安全與環(huán)保是高等院校化工類專業(yè)人才培養(yǎng)的一門必修課程，是一門綜合性交叉學(xué)科。化工安全與環(huán)保涉及到防火防爆技術(shù)、工業(yè)防毒技術(shù)、腐蝕控制技術(shù)、壓力容器安全技術(shù)、電氣安全技術(shù)、靜電防護技術(shù)、自動控制與安全技術(shù)、設(shè)備操作過程安全、檢修作業(yè)安全、職業(yè)性危害及其防護技術(shù)、環(huán)境保護基礎(chǔ)以及安全、環(huán)境方面的法律法規(guī)等內(nèi)容，具有涵蓋范圍廣，知識點多，僅通過極少課時線下教學(xué)難以達到良好教學(xué)效果。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(如：雨課堂、超星學(xué)習通等)不斷涌出，為學(xué)生提供更多線上學(xué)習平臺。本文借助線上教學(xué)平臺創(chuàng)建適合化工類人才培養(yǎng)目標的線上課程平臺，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。線上教學(xué)主要貫徹以“學(xué)生為主體，目標為導(dǎo)向，持續(xù)改進”的教學(xué)理念，優(yōu)化課程教學(xué)資源，豐富教學(xué)內(nèi)容，重塑學(xué)生的主體地位，強化教師監(jiān)控及其引導(dǎo)地位，激發(fā)學(xué)生學(xué)習激情，調(diào)動學(xué)生學(xué)習積極性及主動性[1]。線下教學(xué)主要對學(xué)生線上反饋問題進行重點講解，引導(dǎo)學(xué)生深入理解相關(guān)安全環(huán)保知識，能及時為學(xué)生提供自主學(xué)習支持[2]。老師根據(jù)線上反饋問題設(shè)計案例，進行分組討論，促使學(xué)生所學(xué)知識的應(yīng)用，提升學(xué)生工程應(yīng)用能力。因此，線上課程平臺與傳統(tǒng)課堂教學(xué)形成優(yōu)勢互補，構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式[3]，來強化學(xué)生主體地位，培養(yǎng)學(xué)生安全與環(huán)保意識，提升學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

1 課程教學(xué)目標

化工安全與環(huán)保是一門更接近于生產(chǎn)實際過程的綜合性課程，涉及到化工生產(chǎn)安全技術(shù)、職業(yè)病防護技術(shù)和環(huán)境污染防治技術(shù)等內(nèi)容。該課程一方面以化工生產(chǎn)安全理論為指導(dǎo)，圍繞生產(chǎn)過程安全事故的預(yù)防，形成一套較為完整化工安全控制體系；另一方面以環(huán)境工程理論為依據(jù)，圍繞化工生產(chǎn)“三廢”(廢氣、廢水和固體廢棄物)的處理、構(gòu)建了一套完整的環(huán)境保護技術(shù)體系[4]。化工安全與環(huán)保課程以化工生產(chǎn)過程為主體，把化工安全技術(shù)、職業(yè)病防護技術(shù)和環(huán)保技術(shù)的教育有機結(jié)合為一體。化工安全與環(huán)保課程可有效培養(yǎng)學(xué)生安全和環(huán)保意識，強化安全問題和生態(tài)環(huán)境問題對生產(chǎn)過程的重要性，增強學(xué)生的社會責任感及其使命擔當。此外，通過化工安全與環(huán)保課程培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和風險識別能力，提高學(xué)生化工生產(chǎn)過程安全事故的預(yù)防和環(huán)境污染的治理能力，強化學(xué)生精益求精的工匠精神，提升學(xué)生的社會責任感和使命。因此，化工安全與環(huán)保課程作為化工類專業(yè)的必修課程，有助于培養(yǎng)既懂化工生產(chǎn)技術(shù)，又懂化工生產(chǎn)安全技術(shù)、職業(yè)病防護技術(shù)和環(huán)保技術(shù)的復(fù)合型專業(yè)人才。

2 線上線下混合教學(xué)的必要性和可行性

2.1 線上線下混合教學(xué)的必要性

通過課堂上老師講解掌握化工安全與環(huán)保知識和原理，形成被動性接受知識狀態(tài)，缺乏老師與學(xué)生間溝通，導(dǎo)致上課過程學(xué)生與老師互動性差，吸收效率不高，內(nèi)容理解不夠透徹，致使學(xué)生缺乏所學(xué)知識工程應(yīng)用，達不到課程的培養(yǎng)目標。開展化工安全與環(huán)保課程線上線下混合式教學(xué)模式有助于課程優(yōu)質(zhì)資源整合，沖破課堂教學(xué)模式，為學(xué)生提供更多參與空間，提高教學(xué)效率，提高教學(xué)實踐性，拓展知識面，強化學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能力。線上教學(xué)主要通過目標導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動方式下發(fā)任務(wù)。學(xué)生根據(jù)下發(fā)任務(wù)，利用課程線上資源進行學(xué)習，然后通過相應(yīng)作業(yè)訓(xùn)練來強化知識的理解，并依靠線上交流平臺對學(xué)習過程遇到問題與老師及時交流，深化知識的掌握，利用所學(xué)的知識對設(shè)計案例進行分析，提高學(xué)生工程實際應(yīng)用能力。線下課堂教學(xué)利用多種教學(xué)手段(如：目標導(dǎo)向法、任務(wù)驅(qū)動法、案例分析法等)為學(xué)生線上學(xué)習過程反饋的問題進行重點講解，組織小組進行討論分析問題，強化學(xué)生的工程應(yīng)用能力。因此，采用線上線下混合式教學(xué)改革有助于提高教學(xué)效果，增強學(xué)生工程觀念，強化學(xué)生協(xié)作能力，提高學(xué)生工程應(yīng)用能力和分析問題的能力。

化工安全與環(huán)保作為化工類專業(yè)必修課程，課時較少，但是該課程是一門綜合性交叉學(xué)科，涉及知識點多、領(lǐng)域廣，且各章節(jié)內(nèi)容關(guān)聯(lián)性差。由于時間限值的原因，課堂教學(xué)僅能講授一些基本知識和基本原理，主要包括燃燒三要素、燃燒類型、燃燒特征溫度、爆炸原因、爆炸極限、爆炸最小引爆能量、爆炸溫度、爆炸壓力、爆炸事故及預(yù)防、火災(zāi)預(yù)防措施等，而對這些知識的應(yīng)用講解很少，致使學(xué)生對化工安全與環(huán)保知識的應(yīng)用較差。課堂教學(xué)模式由于時間限制，導(dǎo)致老師專注講解，缺乏與學(xué)生互動，不能及時掌握學(xué)生的學(xué)習情況，致使學(xué)生在課堂上的學(xué)習興趣下降，教學(xué)效果差，教學(xué)質(zhì)量難以達到保證。因此，通過打造線上線下有機融合能增強老師與學(xué)生溝通和協(xié)作，激發(fā)學(xué)生學(xué)習激情，強化學(xué)生工程應(yīng)用能力。

線下教學(xué)過程主要通過小論文或期末考試對學(xué)生進行考核，考核形式較為單一，不能全面把握學(xué)生學(xué)習情況。開展化工安全與環(huán)保線上線下教學(xué)，強化學(xué)生過程考核，考試形式多樣化。線上考核方式主要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，通過對線上教學(xué)資源學(xué)習、課程預(yù)習、反饋問題、相互交流、作業(yè)訓(xùn)練、試題等多元化的評價體系，線下主要以學(xué)生自我評價和學(xué)生互評為主，老師評定方式為輔，有效激發(fā)學(xué)生的參與性和積極性。線上線下協(xié)作考核有助于全面了解學(xué)生對化工安全與環(huán)保知識及其原理的掌握程度。

2.2 線上線下混合教學(xué)的可行性

隨著近幾年網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)快速發(fā)展，致使高等教育教學(xué)過程形成了新態(tài)勢。從早期的慕課開始，到現(xiàn)在呈現(xiàn)出多種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(如：雨課堂、超星學(xué)習通等)，這些平臺涌出為學(xué)生提供更多優(yōu)質(zhì)課程資源和在線學(xué)習平臺，增添學(xué)生獲取知識的途徑，革新了教學(xué)方法，豐富教學(xué)內(nèi)容，打破傳統(tǒng)教學(xué)課堂教學(xué)，使教學(xué)過程轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣绞健＝鼛啄辏S著新型冠狀病毒肺炎蔓延，也加速網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺不斷發(fā)展，各高校也根據(jù)自身發(fā)展的特點，打造在線課程教學(xué)平臺，這些為線上教學(xué)過程提供的硬件基礎(chǔ)，為化工安全與環(huán)保課程線上線下混合教學(xué)模式提供保證。此外，通過在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上構(gòu)建化工安全與環(huán)保課程教學(xué)平臺，為學(xué)生提供化工安全與環(huán)保課程基本知識及其原理，通過任務(wù)驅(qū)動方式讓學(xué)生課前進行課程的基本知識和原理學(xué)習，而線下重點來講解學(xué)生線上反饋的問題及其相關(guān)知識的應(yīng)用。因此，線上教學(xué)與線下教學(xué)有機融合構(gòu)建出高效教學(xué)方法，可拓展學(xué)生知識面，強化學(xué)生工程應(yīng)用能力和自學(xué)能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

3 線上線下混合教學(xué)模式設(shè)計

通過在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺創(chuàng)建課程教學(xué)平臺(圖1)，促進課程資源整合和優(yōu)化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習激情，調(diào)動學(xué)習的積極性。線上教學(xué)主要以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)的方式為輔，而線下主要以重點知識和線上反饋問題講解，場景案例和已發(fā)事故分析，可燃氣體爆炸等仿真實驗，典型化工工藝生產(chǎn)過程風險識別和危險源辨識。為了能及時掌握學(xué)生的學(xué)習情況及其對學(xué)生學(xué)習過程遇到問題進行指導(dǎo)，設(shè)置了師生教學(xué)平臺和教師指導(dǎo)平臺。學(xué)生每次學(xué)習時，應(yīng)通過自己賬號登錄學(xué)習系統(tǒng)，進行相關(guān)章節(jié)知識的學(xué)習，并完成各知識點測試內(nèi)容，老師根據(jù)測試過程反饋進行分析學(xué)生學(xué)習情況。課堂經(jīng)過教師對反饋問題、難點和重點問題等的講解，然后根據(jù)這些知識點設(shè)計案例，讓學(xué)生在課后線上分析，提高學(xué)生工程應(yīng)用能力。

圖1 線上線下教學(xué)混合教學(xué)模式

4 課程資源建設(shè)

根據(jù)線上線下混合式教學(xué)模式的要求，完善課程教學(xué)大綱和授課計劃，合理安排線上線下課時，豐富教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，制作涵蓋各章節(jié)知識點微課、視頻和PPT課件等資源。

4.1 線上教學(xué)資源建設(shè)

根據(jù)化工安全與環(huán)保課程教學(xué)大綱的要求，雨課堂等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上創(chuàng)建以防火防爆技術(shù)、中毒事故與通風置換技術(shù)、腐蝕控制技術(shù)、靜電防護技術(shù)、自動控制與安全、職業(yè)性危害及其防護技術(shù)、環(huán)境保護技術(shù)等知識點設(shè)計微課或微視頻，微課或微視頻主要講解化工安全與環(huán)保的基礎(chǔ)知識和原理。根據(jù)教學(xué)要求創(chuàng)建以圖片、動畫、仿真實驗、安全事故和環(huán)境污染事故視頻或報道等多樣化線上素材庫；充分利用網(wǎng)絡(luò)教育平臺優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，融合到課程教學(xué)資源中，豐富教學(xué)內(nèi)容。化工安全及環(huán)保課程教學(xué)平臺上構(gòu)建線上學(xué)生討論平臺、師生交流平臺、問題反饋平臺、教師答疑平臺和監(jiān)視監(jiān)控平臺，這些平臺讓老師能及時掌握學(xué)生的學(xué)習動態(tài)。針對知識點設(shè)計相應(yīng)作業(yè)及試題庫，學(xué)生可進行相應(yīng)作業(yè)訓(xùn)練，強化課程專業(yè)知識的掌握理解。同時，在教學(xué)平臺上創(chuàng)建化工安全與環(huán)保考核評價系統(tǒng)，來評價學(xué)生對專業(yè)知識學(xué)習效果。

4.2 線下教學(xué)資源建設(shè)

根據(jù)教學(xué)大綱的要求，針對課程重難點知識、線上反饋問題，案例分析、危險源辨識、風險源識別等設(shè)計課件PPT；以典型化工工藝為基礎(chǔ)，構(gòu)建化工生產(chǎn)過程風險點識別和危險源辨識的課件PPT；收集近幾年發(fā)生安全事故和環(huán)境污染事故設(shè)計事故案例；典型化工生產(chǎn)過程安全預(yù)評價的課件PPT；化工生產(chǎn)過程突發(fā)安全事故應(yīng)急預(yù)案和突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案編制課件PPT。通過分組討論，提升學(xué)生安全環(huán)保基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力；通過事故案例引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識對其發(fā)生的原因進行剖析，有助于強化學(xué)生工程知識的應(yīng)用能力。通過系統(tǒng)性課件設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)化工安全與環(huán)保知識對化工生產(chǎn)過程安全性進行分析，編制突發(fā)安全事故應(yīng)急預(yù)案和突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案。

5 混合式教學(xué)方法探索

開展化工安全與環(huán)保課程線上線下混合式教學(xué)模式有利于促進資源優(yōu)化、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性。線上教學(xué)過程主要采用目標導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動方式教學(xué)，根據(jù)知識點和課程培養(yǎng)目標設(shè)定任務(wù)，任務(wù)驅(qū)動學(xué)生利用線上相應(yīng)知識點微課、視頻等進行學(xué)習，完成相應(yīng)作業(yè)訓(xùn)練，對學(xué)習過程遇到問題，依靠線上交流平臺與老師及時交流，強化知識的理解，并利用所學(xué)的知識對設(shè)計案例進行分析，以達到理論知識的實際應(yīng)用[5]。

通過利用多種教學(xué)手段(如：目標導(dǎo)向法、小組討論法、案例分析法等)為對學(xué)習過程反饋的問題進行重點講解，組織小組進行討論分析，強化學(xué)生的工程應(yīng)用能力。同時，線下定期指導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識對典型生產(chǎn)工藝進行危險源辨識、風險源識別和工藝安全評價，以達到化工安全環(huán)保知識的升華。

6 完善考核評價體系

化工安全與環(huán)保以過程性評價為主，結(jié)果性評價為輔，過程性評價占成績80%，而結(jié)果性評價占成績20%。采用線上與線下兩種考核方式，線上考核占總成績60%，而線下考核占總成績40%。線上考核方式主要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，通過對各章節(jié)知識點視頻等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源學(xué)習情況、課程預(yù)習、反饋問題、相互交流、作業(yè)訓(xùn)練、試題等多元化的評價體系；在線下根據(jù)學(xué)生學(xué)習情況，課后作業(yè)，突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案報告編制等構(gòu)建全方位線下評價體系。課堂學(xué)習情況以學(xué)生自我評價和學(xué)生互評為主，老師評定方式為輔來評價，有效激發(fā)學(xué)生的參與性和積極性。

7 結(jié)語

“互聯(lián)網(wǎng)+”線上線下混合式教學(xué)模式是將互聯(lián)網(wǎng)教育平臺與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)有機結(jié)合，充分發(fā)揮現(xiàn)有“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，與傳統(tǒng)課堂教學(xué)形成優(yōu)勢互補，學(xué)生借助于教學(xué)平臺完成化工安全環(huán)保課程中基礎(chǔ)理論和知識的學(xué)習，通過作業(yè)訓(xùn)練、小組探討強化理論的應(yīng)用。同時，教師網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺監(jiān)控學(xué)生對微課、動畫、視頻學(xué)習情況。課堂上案例教學(xué)過程要注重學(xué)生參與，采用小組討論、師生間交流，強化學(xué)生所學(xué)知識工程應(yīng)用能力及安全事故預(yù)防能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力。