中職化工安全課程信息化教學(xué)探索與應(yīng)用

牛亞杰 張海霞

摘 ?要 作為信息化時代先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，互聯(lián)網(wǎng)深入推動了教學(xué)方式的變革創(chuàng)新。以“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”為主題，對信息技術(shù)在中職化工安全課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞 化工安全與清潔生產(chǎn);信息化教學(xué);中職;粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施;實訓(xùn)教學(xué);電子白板

中圖分類號：G712 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）21-0109-03

1 引言

“化工安全與清潔生產(chǎn)”是化學(xué)工藝相關(guān)專業(yè)中等職業(yè)教育的專業(yè)核心課程之一，也是一門理實一體課程。在以往的課程教學(xué)中，教師偏重理論知識的講授，把教學(xué)變成了一言堂，忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性[1]。另外，在實訓(xùn)過程中，由于化工裝置流程較為復(fù)雜，數(shù)目有限且操作步驟繁多，使得學(xué)生較難在規(guī)定的時間內(nèi)順利完成操作，因而無法有效達(dá)到預(yù)期的實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，越來越多的信息技術(shù)被開發(fā)出來并應(yīng)用于教育教學(xué)，用于提升教學(xué)效率和質(zhì)量?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出：“信息技術(shù)對教育的發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視。”[2]因此，從傳統(tǒng)教學(xué)模式向信息化教學(xué)模式轉(zhuǎn)變已成為時代發(fā)展的需要，化工領(lǐng)域的教育同樣要引入信息技術(shù)。

2 信息化教學(xué)的發(fā)展及現(xiàn)狀

近年來，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，一些基于現(xiàn)代信息技術(shù)的新型教學(xué)資源或教學(xué)模式接踵而來，如MOOC、SPOC、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等[3]。雖然當(dāng)前大部分學(xué)校將信息技術(shù)運用到課程教學(xué)過程中，但是由于部分教師在理念上尚未打破傳統(tǒng)教學(xué)方法的固化思維，沒有從教學(xué)模式上加以變革，依舊以自身為主體開展教學(xué)，致使信息技術(shù)的應(yīng)用浮于表面，沒有真正實現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合。

作為一名中職專業(yè)教師，應(yīng)契合時代發(fā)展的需求，以培養(yǎng)學(xué)生的積極性、自主性和創(chuàng)造性，使學(xué)生真正成為主動的信息建構(gòu)者為主攻方向，以培養(yǎng)全面型且富有創(chuàng)造力的高技能人才為最終目標(biāo)，不斷學(xué)習(xí)和探索信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的有效方法和途徑。

3 信息技術(shù)在化工安全課程教學(xué)中的應(yīng)用

筆者通過對各類信息技術(shù)的研究、探索與應(yīng)用實踐，發(fā)現(xiàn)在化工安全課程教學(xué)中有以下幾種技術(shù)手段具有較好的應(yīng)用效果。

電子白板 ?電子白板作為一種新興的多媒體教學(xué)工具，已被廣泛用于課堂教學(xué)。它繼承了黑板、計算機(jī)和投影儀等教學(xué)設(shè)備所具備的功能，營造了一個交互式的教學(xué)演示環(huán)境，真正成為中職化工專業(yè)教師開展信息化教學(xué)的好幫手。化工安全課程有豐富的案例、圖片、視頻等資源，電子白板的拖拉、遮擋、蒙層、計時、課堂活動、思維導(dǎo)圖等功能可以充分發(fā)揮這些教學(xué)資源的作用，讓學(xué)生通過課堂上的交互活動隨時展示自我、發(fā)展自我，為提高化工安全課堂教學(xué)效率和學(xué)生綜合能力提供了可能[4]。

3D仿真軟件 ?化工安全是一門專業(yè)性較強(qiáng)的理實一體課程，其中實踐部分的教學(xué)內(nèi)容需要在化工裝置上操作演示與練習(xí)?；ぱb置由若干設(shè)備管道構(gòu)成，大多較為復(fù)雜，同一套裝置套數(shù)少，每位學(xué)生在裝置上動手操作的時間往往不夠充裕。因此，引進(jìn)或開發(fā)配套的3D仿真軟件可以有效解決此問題。3D仿真軟件可以營造真實的工作場景，學(xué)生在實際動手操作之前的流程熟悉、方案制訂等準(zhǔn)備工作均可以通過3D軟件完成，既可以減少裝置的投入，節(jié)約實訓(xùn)空間，又能幫助學(xué)生更好地領(lǐng)會知識及掌握技能，保證實訓(xùn)教學(xué)的效果[5]。

信息化教學(xué)助手 ?中職學(xué)校的學(xué)生大都學(xué)習(xí)習(xí)慣不好，學(xué)習(xí)自覺性差，知識基礎(chǔ)薄弱，紀(jì)律意識淡漠。他們思想活躍，對單一的理論知識學(xué)習(xí)缺乏動力。針對中職課堂教學(xué)存在的困境，當(dāng)前市面上的信息化教學(xué)助手，如微助教、云班課、雨課堂等，借助其網(wǎng)絡(luò)交互平臺方便高效的特性，可有效改善枯燥乏味的傳統(tǒng)課堂教學(xué)氛圍，激發(fā)興趣聯(lián)想，鼓勵探索，有效開啟學(xué)生思維的閘門。在平時的教學(xué)活動中，可通過云班課學(xué)習(xí)平臺開展課前自測、討論答疑、隨機(jī)抽選等教學(xué)互動，增強(qiáng)教學(xué)的多樣性、趣味性和參與性，契合學(xué)生需求的同時促進(jìn)學(xué)生主動參與和積極學(xué)習(xí)[6-7]。

4 信息化教學(xué)在化工安全課程教學(xué)中的應(yīng)用實踐

“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”是化工安全課程中的典型課題。以往“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”教學(xué)中，學(xué)生無法觀察粉塵爆炸的過程，更無法體驗各種粉塵與爆炸的因果關(guān)系，只能死背硬記，無法長期理解記憶。為此，筆者以該課題為例，融入信息技術(shù)，闡述信息化教學(xué)在化工安全課程教學(xué)中的應(yīng)用[8-9]。

學(xué)情分析 ?本次課的授課對象是化學(xué)工藝專業(yè)中專二年級學(xué)生。他們已經(jīng)學(xué)過“化工防火防爆”這一章的內(nèi)容，對粉塵爆炸的原理及過程比較熟悉，但對其條件和預(yù)防措施不了解。通過平時教學(xué)活動的開展，他們已具備一定的組內(nèi)交流與合作能力，但是邏輯思維和知識遷移能力較弱。不過，作為化工專業(yè)的學(xué)生，他們思維活躍，對信息化學(xué)習(xí)有濃厚的興趣。

教學(xué)目標(biāo) ?根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的總體教學(xué)目標(biāo)要求，并結(jié)合學(xué)情和崗位工作要求，分析制定三維教學(xué)目標(biāo)。

知識目標(biāo)：能簡述粉塵爆炸的條件;能列舉粉塵爆炸的預(yù)防措施。

技能目標(biāo)：能正確辨別粉塵爆炸的危險因素;能正確制定粉塵爆炸的預(yù)防措施。

情感目標(biāo)：通過實驗演示中的安全防護(hù)，增強(qiáng)安全意識;通過小組討論、成果展示，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力和口頭表達(dá)能力。

其中重點為：粉塵爆炸的引發(fā)因素和預(yù)防措施。難點為：影響粉塵爆炸實驗結(jié)果的因素分析。

教學(xué)策略 ?為解決粉塵爆炸實驗裝置的有限性和實驗操作的危險性，自主研發(fā)3D軟件仿真粉塵爆炸，通過猜想假設(shè)→設(shè)計實驗→仿真軟件開展實驗→驗證猜想→得出結(jié)論，讓“粉塵”與“爆炸”因果關(guān)系“看得見”。建立學(xué)習(xí)小組，利用學(xué)習(xí)平臺，采用合作探究的學(xué)習(xí)模式，完成探究實驗。

教學(xué)過程 ?為了順利完成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，以學(xué)生為立足點，分別從課前、課中、課后設(shè)計教學(xué)過程，同時依托現(xiàn)有教學(xué)環(huán)境，有效整合一體機(jī)、粉塵爆炸仿真軟件、學(xué)習(xí)平臺、MindManager思維導(dǎo)圖等信息化教學(xué)資源，為學(xué)生創(chuàng)建信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，營造合作探究的學(xué)習(xí)氛圍。圖1為“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”信息化教學(xué)過程設(shè)計圖。

1）課前學(xué)習(xí)。課前，學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，查看預(yù)學(xué)任務(wù)單，通過在線游戲、在線測試，鞏固爆炸極限的概念，辨別可燃粉塵。教師借助云平臺統(tǒng)計分析學(xué)生的預(yù)學(xué)情況，制作預(yù)學(xué)情況表，并根據(jù)學(xué)生的六維雷達(dá)圖（課堂觀察、師生評價等），建立學(xué)習(xí)小組，設(shè)置角色任務(wù)，設(shè)計教學(xué)過程。

2）課中學(xué)習(xí)。課中，學(xué)生根據(jù)課前分組情況，完成分組任務(wù)后，教師先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧燃燒爆炸和粉塵爆炸的基本原理，隨后播放糖粉塵爆炸視頻，點出正確識別并控制粉塵場所的危險因素可有效降低粉塵爆炸事故發(fā)生的概率，引出本節(jié)課主題。

教師在現(xiàn)場演示粉塵爆炸實驗，播放粉塵爆炸瞬間的慢鏡頭后，將學(xué)習(xí)內(nèi)容分解為兩個小任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深依次完成。

任務(wù)一：探究粉塵爆炸的條件。小組對“粉塵爆炸的條件”展開討論，經(jīng)過“猜想假設(shè)→設(shè)計實驗→仿真軟件開展實驗→驗證猜想→得出結(jié)論”的探究過程后，小組匯報員展示并講解本組結(jié)果，教師評價總結(jié)。

任務(wù)二：制定粉塵爆炸的預(yù)防措施。小組通過學(xué)習(xí)平臺隨機(jī)抽選游戲選擇粉塵爆炸視頻，借助思維導(dǎo)圖制定粉塵爆炸事故的防范措施。在學(xué)生展示講解環(huán)節(jié)，教師連線企業(yè)專家，邀請專家實時觀看學(xué)生匯報過程，并聯(lián)系專業(yè)崗位要求給予學(xué)生客觀評價。

最后，教師帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)回憶課堂所學(xué)內(nèi)容，學(xué)生自主思考，歸納概述知識點。

3）課后拓展。課后，學(xué)生借助專業(yè)網(wǎng)站查看四個粉塵爆炸視頻的預(yù)防措施，并通過學(xué)習(xí)平臺與教師、組員線上交流，合作優(yōu)化預(yù)防措施，拓寬知識面，拓展能力。

教學(xué)效果 ?與傳統(tǒng)教學(xué)相比，本次課通過自主研發(fā)的具備參數(shù)量化的粉塵爆炸仿真軟件，解決了現(xiàn)有仿真化學(xué)實驗室中粉塵爆炸實驗無法設(shè)置參數(shù)的問題，創(chuàng)新教學(xué)資源，增強(qiáng)學(xué)生體驗，提高了教學(xué)質(zhì)量?？v觀本次課，成功之處主要有以下三點。

1）突破教學(xué)重難點。通過仿真軟件，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)與實際粉塵爆炸裝置相似的虛擬實驗室，促進(jìn)學(xué)生合作探究，有效解決教學(xué)難點;借助思維導(dǎo)圖總結(jié)、整理粉塵爆炸的預(yù)防措施并清晰表達(dá)，提升學(xué)生的邏輯思維能力，增強(qiáng)理解記憶，突破教學(xué)重點。

2）強(qiáng)化崗位知識。借助校企合作，通過QQ/微信遠(yuǎn)程視頻實時連線企業(yè)專家，讓學(xué)生與專家“面對面”交流，了解企業(yè)崗位要求和人才需求，強(qiáng)化實際化工安全的崗位知識

3）促進(jìn)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展。通過開展粉塵爆炸引發(fā)因素的探究活動，培養(yǎng)學(xué)生形成“查閱資料→制訂計劃→作出決策→操作實施→檢驗校正→總結(jié)評價”的完整工作習(xí)慣，使得學(xué)生掌握知識與發(fā)展能力相統(tǒng)一，促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語

“粉塵爆炸的條件和預(yù)防措施”是一次用信息技術(shù)解決教學(xué)問題的探索。此次信息化教學(xué)應(yīng)用讓筆者對信息技術(shù)融合課堂教學(xué)有了深入的思考。為了適應(yīng)時代發(fā)展的需求，大力培養(yǎng)化工行業(yè)高素質(zhì)、高技能的應(yīng)用型人才，中職化工專業(yè)教師應(yīng)主動接受和融合新理念、新技術(shù)和新方法，突破傳統(tǒng)的教育觀念和模式，充分運用信息技術(shù)和數(shù)字資源，讓信息技術(shù)融入教育教學(xué)的全過程，服務(wù)于教師、學(xué)生，服務(wù)于課堂上的教與學(xué)和課前課后的評價交流，實現(xiàn)信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合。

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