“3+4”中本貫通培養課程“化工認識實習”混合式學習探究

高志新 上海信息技術學校

“互聯網+”、云計算、大數據、3D打印等技術的快速發展豐富了教學方法，拓展了教學平臺，為開展混合式教學提供了良好的改革與實踐條件。教師可以通過混合式教學將線下與線上學習的優勢結合起來，充分挖掘學生潛力，將“教師為主體”的課堂轉變為以“學生為主體”的課堂。筆者在工科專業課程教學過程中發現，課程思政不僅能夠增強立德樹人的效果，而且能夠促進學生更好地學習專業知識。因此，基于課程思政的重要性及為了更好地提升貫通類學生的職業素養，筆者嘗試融合線上和線下教學資源，以實現課程資源的優勢互補。

● “化工認識實習”課程

“化工認識實習”課程是中本貫通“3+4”培養方案計劃中的一門專業必修綜合實訓課程，包括化工生產認知、安全認知、裝置認知、典型企業參觀、總結展示五個環節。該課程作為專業的入門性課程，旨在使學生對化工生產有基本的認識，激發學生的專業學習興趣和對專業、職業的熱愛，為進一步深入開展專業課程的教學奠定情感基礎。

為更好地發揮該課程的作用，激發學生學習興趣，筆者在課程中融入了思政元素、3D仿真軟件操作、安全用具操作、化工積木搭建、半實物裝置操作、化工生產企業參觀等，且循序漸進，合理配置，以期能夠達到課程設置目標（如下圖）。

● 教學資源建設

1.“互聯網+”線上理論資源平臺

線上資源平臺主要利用本校的Blackboard平臺發布預習課件、微課、作業等資源，教師在查看學生學習軌跡的同時，可以查看、分析學生完成情況，便于針對性地設計教學內容，同時更好地幫助學生完成課堂探究學習。[1]

（1）化工生產認知環節，激發學生動力

在化學工業認知環節中，教師帶領學生觀看企業宣傳視頻及講解化工生產多樣性、化工生產特點、崗位設置要求、操作規程等基礎知識，認識化工生產流程及企業生產特點，并通過動畫展示生產流程中的設備的基本結構與作用，為學生學習專業課奠定知識基礎。在學習過程中，引導學生感受高度自動化生產對員工技能提升的緊迫感，了解綠色化工與碳中和目標對未來職業發展帶來的機遇與挑戰，提升開拓創新、崇尚科學的意識。同時，將中國近代化學工業發展史融入課程，引導學生了解近代化學工業發展的艱難之路，激發學生的學習熱情、民族自豪感、專業使命感。

（2）化工安全認知模塊，提升安全素養

安全是行業、企業穩定和發展的前提，教師通過講解化工企業三級安全教育內容，讓學生初步了解化工安全內容。同時，組織學生觀看典型化工安全案例視頻，探討分析化工生產事故特點、發生的原因、處理措施等，這樣有利于學生深刻意識到安全的重要性，并培養學生的實際應用能力，進而提高工程實踐能力。

2.虛擬仿真平臺

利用虛擬仿真平臺，學生不僅可以在課堂上進行仿真學習，還可以在課下自行開展仿真訓練。在仿真實訓中學生互動演示更加便利，且練習不受時間與空間限制，教師通過在線管理員賬號可以查看每位學生的訓練記錄、詳細成績，并及時反饋給學生，幫助學生提高仿真實訓操作水平。

（1）漫游操作化工3D認識實習軟件，提升學習熱情

3D仿真工藝“認識實習”仿真培訓系統軟件主要包括漫游動畫、專屬知識點片卡、通用知識點片卡三部分。在每個知識點部分，學生通過觀看視頻、圖片、文檔等內容了解設備的原理、結構及功能，對所學的工藝知識進行拓展。沉浸式的3D仿真體驗，有助于學生對化工企業生產制度、崗位制度、化工設備、管線布局的了解，激發學習興趣，了解今后的就業方向。

（2）HSE3D應急演練操作，強化安全素養知識

HSE應急演練仿真包括標準規范、桌面演練、現場演練、事故總結四個部分。主要考核對化工生產中可能出現的著火、泄露、設備事故、人員中毒等多種事故的應對處置能力。依據操作正確率和完成質量客觀評分。

通過標準規范模塊可以拓展學生在安全方面的法律知識，讓其明確遵守安全法律法規是企業安全生產的準繩；通過桌面演練學生能了解化工企業發生事故的處理預案；通過現場演練，學生按照應急程序進行個人安全防護的穿戴及角色扮演，鍛煉現場應急處置能力與溝通能力；通過事故總結，學生對整個事故流程進行復盤，查找自己在事故處理中的不足，強化依法規范操作意識，提升安全素養。[2]

3.線下校內實訓資源

校內生產性實訓教學基地是開展生產性實訓教學的重要載體。[3]筆者所在學校的現代化工實訓中心擁有齊全的應急公共安全科目設備，教師可組織學生先在校內完成實訓任務，為后期企業參觀學習奠定實操基礎。

（1）操作安全用具裝備，鞏固應急技能

學生安全素質的提升有助于化工安全教育的開展。學生通過佩戴化工安全裝備，可充分掌握各個PPE的正確佩戴防范；通過虛擬仿真滅火器的選擇與使用，掌握不同滅火器的使用方法與使用場景；通過練習心肺復蘇設備、創傷包扎、空氣呼吸器等設備，增強自救與互救知識，提高急救職業安全素養。

（2）線下化工積木搭建，培養工匠精神

化工流程積木搭建是以化工柔性裝置為藍本定制的一種3D打印的積木，在完成搭建后可以清晰展示工藝流程，所以，利用3D打印技術打印出來的化工積木搭建化工流程，不僅可以增加實訓課堂的趣味性和互動性，鍛煉學生的動手能力，還可培養學生嚴謹、耐心的工作態度和精細求精的工匠精神。

（3）熟悉柔性化工生產裝置操作，踐行實操能力

半實物柔性仿真系統生產裝置不僅可以進行虛擬仿真操作，而且可以借助硅藻泥等真實物料模擬酯化反應、磺化反應等精細化工反應。通過半實物仿真裝置操作，學生既可以親自體驗現場手閥的開關動作，也可清晰觀察透明流體在管路中的流動狀態及真實工業反應釜中物料的攪拌狀態和升溫變化。整個操作過程采用電腦全自動評分，確保學生嚴格按照操作規程進行操作。

4.化工企業參觀

在完成化工生產基礎理論學習和校內實訓任務后，教師帶領學生參觀化工企業，感受化工企業的魅力，提升學生對綠色化工的理解，

● 考核與評價機制

教學既要關注學生“學習成果”的終結性評價，也要強調學生“學習過程”的形成性評價，并注重對學生學習的成效分析。成績比重按照線上理論學習20%+仿真操作20%+安全用具操作10%+實物裝置操作15%+積木搭建15%+實習報告10%+答辯10%的階段式實習考核方式。考核中理論學習和實習報告、答辯采用單人完成模式，實物裝置操作與積木搭建采用團體評分制度，這樣既有助于學生提升個人技能，又有助于團隊提高合作精神。其中，行為評價貫穿整個過程，對學生行為規范及道德規范實施扣總分制度，督導學生認真按照設計項目完成課程學習。

● 學習成效

自“化工認識實習”課程線上線下混合教學模式開展以來，學生上課態度端正，專業課學習成績有很大提升。①課程增加了思政元素教育、安全職業素養教育，將多種校內實訓資源融入課程中，既拓展了學生的學習視野，也激發了學生的學習熱情，對后續其他課程的學習起到了積極促進作用。②化工生產知識、安全認知、企業生產視頻微課、3D虛擬仿真資源融合到線上，讓教學活動不再受時間及空間限制，學生可以根據自己的實際情況完成課前的學習，鍛煉自主學習能力。③本實訓中安全用具實操、半實物虛擬實訓裝置與化工3D積木模塊資源用于線下教學，以興趣為導向，優化線下體驗式課堂內容，讓學生以小組形式融入到教學體驗活動中，寓教于樂。最后通過企業參觀，讓所學知識由課本融入“現實”，同時拓展了學生的視野。④課程評價采用過程考核，循序漸進，在提升學生個人技能的同時，提升其團隊合作能力。⑤混合式教學的開展在提升學生知識素養的同時，也推動教師主動學習，緊跟信息化發展浪潮，提升教學技能，實現一專多能，真正成為學生成長的引路人。

● 結語

化工認識實習是學生認識化工實物裝置的第一個環節，對學生后續工程思維構筑、職業素養意識養成具有引領作用。充分融合線上理論和仿真練習、線下校內實訓與校外實習資源，中間穿插課程思政和職業素養知識的混合式教學模式，在新工科背景下對高質量的貫通式人才培養起著關鍵作用。