化工安全與環保課程線上線下混合教學模式探索

任根寬，朱登磊，張燕，徐慎穎

(宜賓學院材料與化工學部，四川 宜賓 644000)

0 引言

化工生產過程具有易燃易爆、高溫高壓、易于中毒、易于腐蝕等特點，使化工生產潛在不安全因素多，危險性大，易于發生安全事故，而事故的發生大多數是由于操作人員安全意識淡薄造成。此外，化工生產過程由于原料利用率低、反應不完全而產生大量廢水、廢氣、固體廢棄物，如果不能進行合理處理將會造成嚴重環境污染。因此，化工安全與環保在化工類專業人才培養中具有不可替代的作用。化工安全與環保是高等院校化工類專業人才培養的一門必修課程，是一門綜合性交叉學科。化工安全與環保涉及到防火防爆技術、工業防毒技術、腐蝕控制技術、壓力容器安全技術、電氣安全技術、靜電防護技術、自動控制與安全技術、設備操作過程安全、檢修作業安全、職業性危害及其防護技術、環境保護基礎以及安全、環境方面的法律法規等內容，具有涵蓋范圍廣，知識點多，僅通過極少課時線下教學難以達到良好教學效果。隨著互聯網信息技術的飛速發展，網絡教學平臺(如：雨課堂、超星學習通等)不斷涌出，為學生提供更多線上學習平臺。本文借助線上教學平臺創建適合化工類人才培養目標的線上課程平臺，為學生提供優質教學資源。線上教學主要貫徹以“學生為主體，目標為導向，持續改進”的教學理念，優化課程教學資源，豐富教學內容，重塑學生的主體地位，強化教師監控及其引導地位，激發學生學習激情，調動學生學習積極性及主動性[1]。線下教學主要對學生線上反饋問題進行重點講解，引導學生深入理解相關安全環保知識，能及時為學生提供自主學習支持[2]。老師根據線上反饋問題設計案例，進行分組討論，促使學生所學知識的應用，提升學生工程應用能力。因此，線上課程平臺與傳統課堂教學形成優勢互補，構建線上線下混合式教學模式[3]，來強化學生主體地位，培養學生安全與環保意識，提升學生的工程應用能力。

1 課程教學目標

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

2 線上線下混合教學的必要性和可行性

2.1 線上線下混合教學的必要性

通過課堂上老師講解掌握化工安全與環保知識和原理，形成被動性接受知識狀態，缺乏老師與學生間溝通，導致上課過程學生與老師互動性差，吸收效率不高，內容理解不夠透徹，致使學生缺乏所學知識工程應用，達不到課程的培養目標。開展化工安全與環保課程線上線下混合式教學模式有助于課程優質資源整合，沖破課堂教學模式，為學生提供更多參與空間，提高教學效率，提高教學實踐性，拓展知識面，強化學生的工程應用能力和創新思維能力。線上教學主要通過目標導向和任務驅動方式下發任務。學生根據下發任務，利用課程線上資源進行學習，然后通過相應作業訓練來強化知識的理解，并依靠線上交流平臺對學習過程遇到問題與老師及時交流，深化知識的掌握，利用所學的知識對設計案例進行分析，提高學生工程實際應用能力。線下課堂教學利用多種教學手段(如：目標導向法、任務驅動法、案例分析法等)為學生線上學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，強化學生的工程應用能力。因此，采用線上線下混合式教學改革有助于提高教學效果，增強學生工程觀念，強化學生協作能力，提高學生工程應用能力和分析問題的能力。

化工安全與環保作為化工類專業必修課程，課時較少，但是該課程是一門綜合性交叉學科，涉及知識點多、領域廣，且各章節內容關聯性差。由于時間限值的原因，課堂教學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、爆炸事故及預防、火災預防措施等，而對這些知識的應用講解很少，致使學生對化工安全與環保知識的應用較差。課堂教學模式由于時間限制，導致老師專注講解，缺乏與學生互動，不能及時掌握學生的學習情況，致使學生在課堂上的學習興趣下降，教學效果差，教學質量難以達到保證。因此，通過打造線上線下有機融合能增強老師與學生溝通和協作，激發學生學習激情，強化學生工程應用能力。

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

2.2 線上線下混合教學的可行性

隨著近幾年網絡信息技術快速發展，致使高等教育教學過程形成了新態勢。從早期的慕課開始，到現在呈現出多種網絡教學平臺(如：雨課堂、超星學習通等)，這些平臺涌出為學生提供更多優質課程資源和在線學習平臺，增添學生獲取知識的途徑，革新了教學方法，豐富教學內容，打破傳統教學課堂教學，使教學過程轉變為多元化方式。近幾年，隨著新型冠狀病毒肺炎蔓延，也加速網絡教學平臺不斷發展，各高校也根據自身發展的特點，打造在線課程教學平臺，這些為線上教學過程提供的硬件基礎，為化工安全與環保課程線上線下混合教學模式提供保證。此外，通過在網絡教學平臺上構建化工安全與環保課程教學平臺，為學生提供化工安全與環保課程基本知識及其原理，通過任務驅動方式讓學生課前進行課程的基本知識和原理學習，而線下重點來講解學生線上反饋的問題及其相關知識的應用。因此，線上教學與線下教學有機融合構建出高效教學方法，可拓展學生知識面，強化學生工程應用能力和自學能力，提高教學質量。

3 線上線下混合教學模式設計

通過在網絡教學平臺創建課程教學平臺(圖1)，促進課程資源整合和優化，激發學生學習激情，調動學習的積極性。線上教學主要以學生為主體，教師引導的方式為輔，而線下主要以重點知識和線上反饋問題講解，場景案例和已發事故分析，可燃氣體爆炸等仿真實驗，典型化工工藝生產過程風險識別和危險源辨識。為了能及時掌握學生的學習情況及其對學生學習過程遇到問題進行指導，設置了師生教學平臺和教師指導平臺。學生每次學習時，應通過自己賬號登錄學習系統，進行相關章節知識的學習，并完成各知識點測試內容，老師根據測試過程反饋進行分析學生學習情況。課堂經過教師對反饋問題、難點和重點問題等的講解，然后根據這些知識點設計案例，讓學生在課后線上分析，提高學生工程應用能力。

圖1 線上線下教學混合教學模式

4 課程資源建設

根據線上線下混合式教學模式的要求，完善課程教學大綱和授課計劃，合理安排線上線下課時，豐富教學方法、優化教學內容。根據教學內容，制作涵蓋各章節知識點微課、視頻和PPT課件等資源。

4.1 線上教學資源建設

根據化工安全與環保課程教學大綱的要求，雨課堂等網絡教學平臺上創建以防火防爆技術、中毒事故與通風置換技術、腐蝕控制技術、靜電防護技術、自動控制與安全、職業性危害及其防護技術、環境保護技術等知識點設計微課或微視頻，微課或微視頻主要講解化工安全與環保的基礎知識和原理。根據教學要求創建以圖片、動畫、仿真實驗、安全事故和環境污染事故視頻或報道等多樣化線上素材庫；充分利用網絡教育平臺優質教學資源，融合到課程教學資源中，豐富教學內容。化工安全及環保課程教學平臺上構建線上學生討論平臺、師生交流平臺、問題反饋平臺、教師答疑平臺和監視監控平臺，這些平臺讓老師能及時掌握學生的學習動態。針對知識點設計相應作業及試題庫，學生可進行相應作業訓練，強化課程專業知識的掌握理解。同時，在教學平臺上創建化工安全與環保考核評價系統，來評價學生對專業知識學習效果。

4.2 線下教學資源建設

根據教學大綱的要求，針對課程重難點知識、線上反饋問題，案例分析、危險源辨識、風險源識別等設計課件PPT；以典型化工工藝為基礎，構建化工生產過程風險點識別和危險源辨識的課件PPT；收集近幾年發生安全事故和環境污染事故設計事故案例；典型化工生產過程安全預評價的課件PPT；化工生產過程突發安全事故應急預案和突發環境事件應急預案編制課件PPT。通過分組討論，提升學生安全環保基礎知識的應用能力；通過事故案例引導學生利用所學的知識對其發生的原因進行剖析，有助于強化學生工程知識的應用能力。通過系統性課件設計，引導學生利用所學化工安全與環保知識對化工生產過程安全性進行分析，編制突發安全事故應急預案和突發環境事件應急預案。

5 混合式教學方法探索

開展化工安全與環保課程線上線下混合式教學模式有利于促進資源優化、激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性。線上教學過程主要采用目標導向和任務驅動方式教學，根據知識點和課程培養目標設定任務，任務驅動學生利用線上相應知識點微課、視頻等進行學習，完成相應作業訓練，對學習過程遇到問題，依靠線上交流平臺與老師及時交流，強化知識的理解，并利用所學的知識對設計案例進行分析，以達到理論知識的實際應用[5]。

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

6 完善考核評價體系

化工安全與環保以過程性評價為主，結果性評價為輔，過程性評價占成績80%，而結果性評價占成績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網絡教學平臺，通過對各章節知識點視頻等網絡教學資源學習情況、課程預習、反饋問題、相互交流、作業訓練、試題等多元化的評價體系；在線下根據學生學習情況，課后作業，突發環境事件應急預案報告編制等構建全方位線下評價體系。課堂學習情況以學生自我評價和學生互評為主，老師評定方式為輔來評價，有效激發學生的參與性和積極性。

7 結語

“互聯網+”線上線下混合式教學模式是將互聯網教育平臺與傳統的課堂教學有機結合，充分發揮現有“互聯網+”平臺上優質教學資源，與傳統課堂教學形成優勢互補，學生借助于教學平臺完成化工安全環保課程中基礎理論和知識的學習，通過作業訓練、小組探討強化理論的應用。同時，教師網絡監控平臺監控學生對微課、動畫、視頻學習情況。課堂上案例教學過程要注重學生參與，采用小組討論、師生間交流，強化學生所學知識工程應用能力及安全事故預防能力，有利于培養學生的思維創新能力。