新工科背景下基于信息化的化工實踐教學體系構建研究

趙揚，何璐紅，張秀濤

[摘 要]本文在“新工科”的背景下，針對化工行業的特殊性，提出構建“線上線下”“虛實結合”的化工實踐教學體系，能夠突出以學生為中心、以能力為重點和關注學習過程三大理念。基于信息化的化工實踐教學體系，實現了化工實踐過程線上線下相互結合、互相貫通、互相促進，從而把化工行業對人才的各種能力需求，融入實踐教學的各個環節，引入實踐教學全過程，最終培養具有較強化工行業背景知識、工程實踐能力、引領行業發展需求的“新工科”人才。

[關鍵詞]信息化;化工實踐;教學體系;線上線下;虛實結合

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.04.098

[中圖分類號]G642.4[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2019）04-0-02

0 ? ? 引 言

在國家實施“創新驅動發展”、“中國制造2025”等重大戰略的背景下，我國推出高等工程教育改革探索的全新視角和“中國方案”——“新工科”。“新工科”要求把產業行業對人才的各種能力需求，融入實踐教學的各個環節，引入實踐教學全過程，最終培養具有較強行業背景知識、工程實踐能力、引領行業發展需求的“新工科”人才。

1 ? ? 信息技術對化工實踐教學體系的沖擊

目前，信息技術已滲透經濟發展和社會生活的各個方面，個性化學習和終身學習已成為信息時代教育發展的重要特征。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》明確指出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須給予高度重視”。《教育信息化“十三五”規劃》中也明確提出應用信息技術改造傳統教學，促進形成泛在、移動、個性化的學習方式。如何利用信息化技術推進化工實驗與實踐教育，尤其是將信息化技術與化工專業實踐環節系統進行融合是值得研究的課題。

2 ? ? 新工科背景下基于信息技術的化工實踐教學體系的核心概念

對于化工專業而言，基于其行業特殊性，在教學中存在投入和運行成本高、校企融合度差、教學目標與崗位要求有偏差、教學工位數普遍不足、危險事故無法演練，企業標準化流程不夠深入等諸多問題。運用信息化技術，構建“線上線下”“虛實結合”的化工實踐教學體系是替代傳統虛擬仿真實訓系統的新型教學模式，實現化工實踐過程線上線下相互結合、互相貫通、互相促進，將線上虛擬學習與線下實際操作進行有效融合，共同完成實踐教學環節，形成了“線上線下”“虛實結合”的新型教學組織模式。

3 ? ? 基于信息技術化工實踐教學體系的基本構思及技術方案

2015年，河南應用技術職業學院與萊帕克（北京）科技有限公司、河南萊帕克化工設備制造有限公司聯合成立“萊帕克”化工設備研發中心，通過互聯網和物聯網等新興技術植入教學的各個環節，創新“互聯網+化工實踐”模式，構建化工實踐教學平臺，實現“虛實結合”，突出以學生為主體的自學能力;發揮“化工實踐平臺”，實現“線上線下”協同，關注行業崗位需求，構建了基于“線上線下”“虛實結合”的化工智能實驗與實踐教學體系。基于信息技術的化工實踐教學體系，必須將產業對人才的各種能力需求，融入實踐教學的各個環節，引入實踐教學全過程，最終培養具有較強行業背景知識、工程實踐能力、引領行業發展需求的“新工科”人才。

信息化課程建設的理念是以學生為中心、以能力為重點和關注學習過程。信息化課程建設的重點是實現三個轉化：將教材轉化為支持學習的數字化資源，將學習內容轉化為學習過程和學習活動，將結果性評價轉化為發展性評價。信息化課程設計的關注點是平臺、內容和活動。該成果在開發過程中根據化工生產以及現代教育的特點，依托互聯網和物聯網等新興技術，通過構建化工實踐教學平臺，實現了知識講授、操作訓練和實踐考試三個環節的線上虛擬學習與線下實際操作有效融合。具體技術方案如圖1所示。

4 ? ? 構建基于信息技術化工實踐教學體系的意義和成效

基于信息技術化工實踐教學體系，圍繞實現化工實踐教學學習目地、學習內容、學習方式、學習情境、學習內涵5個改變，探索實現“線上線下”“虛實結合”化工實驗與實踐教學模式，能有效促進學生提升工程技能和養成職業素養的養成。變化工實踐的“裝置操作”為“情境再現”，能夠實現行業企業工作場景虛實結合，進而實現“沉浸式”學習;變“單一操作”為“團隊協作”，在實踐過程中，通過角色分工完成實踐教學任務，能夠給樹立工程理念、積累工程素養。

基于信息技術的化工實踐教學體系進一步創新了“互聯網+化工實踐”模式，實現“虛實結合”，突出“以學生為中心”的理念。通過線上“互聯網+化工實踐”的化工實踐平臺，實現了教學資源線上學習、實踐裝置的認知與操作、學生學習成效評價等教學功能;通過線下實驗室能夠進行綜合學習和訓練，有效提高了實驗效率，有效減少了廢物排放，實現了“環境友好型”化工教學。

基于信息技術的化工實踐教學體系，能夠實現“線上線下”協同，通過建設規范化的化工實驗室、系統化的化工實驗實踐裝置等，形成了項目廣度和難度梯度，從而形成全方位的實驗實踐平臺。師生利用全模擬技術能夠及時發現不當操作現象，增強了“綠色化工”意識，提高了崗位技能水平。基于信息技術的化工實踐教學體系，能拓展實踐教學內涵，突出學生職業素質積累。該教學體系通過“以學生為中心”的自主學習與訓練，將“新工科”對應的教學、教育理念承載在化工實踐中，能夠將崗位責任、崗位意識、質量觀念灌輸其中，同時增加了環保指標評價、技術指標評價、經濟指標評價等內容，從而有利于培養團隊合作意識、提升有效溝通能力、培養工程職業道德。

5 ? ? 結 語

進一步在智能學習平臺設計上體現“趣味化”，激發“闖關式學習”的欲望[10]。為了激發學生的學習興趣，培養學生解決實際問題的能力，該實踐教學體系將化工實踐的各個環節設置成“闖關”模式，進一步使學習界面生動化、形象化，提高答題闖關的趣味性，做到“玩中做”“做中學”“學中玩”，實現“沉浸式”學習。基于信息技術的化工實踐教學體系應進一步拓寬使用面，實現“隨時”“隨地”的泛在學習方式，下一步將進一步豐富網絡學習資源庫，為高校、企業提高學習培訓新模式，為化工行業各層次學歷教育與非學歷培訓提供時間靈活、多元化的進修學習方式，為建設學習型企業和員工職業生涯發展提供教育服務。

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