中职化工安全课程信息化教学探索与应用

来源:用户上传      作者:牛亚杰 张海霞

　　摘  要 作为信息化时代先进生产力的代表，互联网深入推动了教学方式的变革创新。以“粉尘爆炸的条件和预防措施”为主题，对信息技术在中职化工安全课程教学中的应用进行探索。
　　关键词 化工安全与清洁生产;信息化教学;中职;粉尘爆炸的条件和预防措施;实训教学;电子白板
　　中图分类号：G712    文献标识码：B
　　文章编号：1671-489X（2019）21-0109-03
　　1 引言
　　“化工安全与清洁生产”是化学工艺相关专业中等职业教育的专业核心课程之一，也是一门理实一体课程。在以往的课程教学中，教师偏重理论知识的讲授，把教学变成了一言堂，忽略了学生学习的自主性和创造性[1]。另外，在实训过程中，由于化工装置流程较为复杂，数目有限且操作步骤繁多，使得学生较难在规定的时间内顺利完成操作，因而无法有效达到预期的实训教学目标。
　　随着现代科学技术突飞猛进的发展，越来越多的信息技术被开发出来并应用于教育教学，用于提升教学效率和质量。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》提出：“信息技术对教育的发展具有革命性影响，必须予以高度重视。”[2]因此，从传统教学模式向信息化教学模式转变已成为时代发展的需要，化工领域的教育同样要引入信息技术。
　　2 信息化教学的发展及现状
　　近年来，随着信息技术的迅猛发展，一些基于现代信息技术的新型教学资源或教学模式接踵而来，如MOOC、SPOC、微课、翻转课堂等[3]。虽然当前大部分学校将信息技术运用到课程教学过程中，但是由于部分教师在理念上尚未打破传统教学方法的固化思维，没有从教学模式上加以变革，依旧以自身为主体开展教学，致使信息技术的应用浮于表面，没有真正实现信息技术与教育教学的深度融合。
　　作为一名中职专业教师，应契合时代发展的需求，以培养学生的积极性、自主性和创造性，使学生真正成为主动的信息建构者为主攻方向，以培养全面型且富有创造力的高技能人才为最终目标，不断学习和探索信息技术与学科教学深度融合的有效方法和途径。
　　3 信息技术在化工安全课程教学中的应用
　　笔者通过对各类信息技术的研究、探索与应用实践，发现在化工安全课程教学中有以下几种技术手段具有较好的应用效果。
　　电子白板  电子白板作为一种新兴的多媒体教学工具，已被广泛用于课堂教学。它继承了黑板、计算机和投影仪等教学设备所具备的功能，营造了一个交互式的教学演示环境，真正成为中职化工专业教师开展信息化教学的好帮手。化工安全课程有丰富的案例、图片、视频等资源，电子白板的拖拉、遮挡、蒙层、计时、课堂活动、思维导图等功能可以充分发揮这些教学资源的作用，让学生通过课堂上的交互活动随时展示自我、发展自我，为提高化工安全课堂教学效率和学生综合能力提供了可能[4]。
　　3D仿真软件  化工安全是一门专业性较强的理实一体课程，其中实践部分的教学内容需要在化工装置上操作演示与练习。化工装置由若干设备管道构成，大多较为复杂，同一套装置套数少，每位学生在装置上动手操作的时间往往不够充裕。因此，引进或开发配套的3D仿真软件可以有效解决此问题。3D仿真软件可以营造真实的工作场景，学生在实际动手操作之前的流程熟悉、方案制订等准备工作均可以通过3D软件完成，既可以减少装置的投入，节约实训空间，又能帮助学生更好地领会知识及掌握技能，保证实训教学的效果[5]。
　　信息化教学助手  中职学校的学生大都学习习惯不好，学习自觉性差，知识基础薄弱，纪律意识淡漠。他们思想活跃，对单一的理论知识学习缺乏动力。针对中职课堂教学存在的困境，当前市面上的信息化教学助手，如微助教、云班课、雨课堂等，借助其网络交互平台方便高效的特性，可有效改善枯燥乏味的传统课堂教学氛围，激发兴趣联想，鼓励探索，有效开启学生思维的闸门。在平时的教学活动中，可通过云班课学习平台开展课前自测、讨论答疑、随机抽选等教学互动，增强教学的多样性、趣味性和参与性，契合学生需求的同时促进学生主动参与和积极学习[6-7]。
　　4 信息化教学在化工安全课程教学中的应用实践
　　“粉尘爆炸的条件和预防措施”是化工安全课程中的典型课题。以往“粉尘爆炸的条件和预防措施”教学中，学生无法观察粉尘爆炸的过程，更无法体验各种粉尘与爆炸的因果关系，只能死背硬记，无法长期理解记忆。为此，笔者以该课题为例，融入信息技术，阐述信息化教学在化工安全课程教学中的应用[8-9]。
　　学情分析  本次课的授课对象是化学工艺专业中专二年级学生。他们已经学过“化工防火防爆”这一章的内容，对粉尘爆炸的原理及过程比较熟悉，但对其条件和预防措施不了解。通过平时教学活动的开展，他们已具备一定的组内交流与合作能力，但是逻辑思维和知识迁移能力较弱。不过，作为化工专业的学生，他们思维活跃，对信息化学习有浓厚的兴趣。
　　教学目标  根据课程标准的总体教学目标要求，并结合学情和岗位工作要求，分析制定三维教学目标。
　　知识目标：能简述粉尘爆炸的条件;能列举粉尘爆炸的预防措施。
　　技能目标：能正确辨别粉尘爆炸的危险因素;能正确制定粉尘爆炸的预防措施。
　　情感目标：通过实验演示中的安全防护，增强安全意识;通过小组讨论、成果展示，培养学生团队协作能力和口头表达能力。
　　其中重点为：粉尘爆炸的引发因素和预防措施。难点为：影响粉尘爆炸实验结果的因素分析。
　　教学策略  为解决粉尘爆炸实验装置的有限性和实验操作的危险性，自主研发3D软件仿真粉尘爆炸，通过猜想假设→设计实验→仿真软件开展实验→验证猜想→得出结论，让“粉尘”与“爆炸”因果关系“看得见”。建立学习小组，利用学习平台，采用合作探究的学习模式，完成探究实验。 　　教学过程  为了顺利完成本节课的教学目标，体现学生是学习的主体，以学生为立足点，分别从课前、课中、课后设计教学过程，同时依托现有教学环境，有效整合一体机、粉尘爆炸仿真软件、学习平台、MindManager思维导图等信息化教学资源，为学生创建信息化学习环境，营造合作探究的学习氛围。图1为“粉尘爆炸的条件和预防措施”信息化教学过程设计图。
　　1）课前学习。课前，学生登录网络学习平台，查看预学任务单，通过在线游戏、在线测试，巩固爆炸极限的概念，辨别可燃粉尘。教师借助云平台统计分析学生的预学情况，制作预学情况表，并根据学生的六维雷达图（课堂观察、师生评价等），建立学习小组，设置角色任务，设计教学过程。
　　2）课中学习。课中，学生根据课前分组情况，完成分组任务后，教师先引导学生复习回顾燃烧爆炸和粉尘爆炸的基本原理，随后播放糖粉尘爆炸视频，点出正确识别并控制粉尘场所的危险因素可有效降低粉尘爆炸事故发生的概率，引出本节课主题。
　　教师在现场演示粉尘爆炸实验，播放粉尘爆炸瞬间的慢镜头后，将学习内容分解为两个小任务，引导学生由浅入深依次完成。
　　任务一：探究粉尘爆炸的条件。小组对“粉尘爆炸的条件”展开讨论，经过“猜想假设→设计实验→仿真软件开展实验→验证猜想→得出结论”的探究过程后，小组汇报员展示并讲解本组结果，教师评价总结。
　　任务二：制定粉尘爆炸的预防措施。小组通过学习平台随机抽选游戏选择粉尘爆炸视频，借助思维导图制定粉尘爆炸事故的防范措施。在学生展示讲解环节，教师连线企业专家，邀请专家实时观看学生汇报过程，并联系专业岗位要求给予学生客观评价。
　　最后，教师带领学生复习回忆课堂所学内容，学生自主思考，归纳概述知识点。
　　3）课后拓展。课后，学生借助专业网站查看四个粉尘爆炸视频的预防措施，并通过学习平台与教师、组员线上交流，合作优化预防措施，拓宽知识面，拓展能力。
　　教学效果  与传统教学相比，本次课通过自主研发的具备参数量化的粉尘爆炸仿真软件，解决了现有仿真化学实验室中粉尘爆炸实验无法设置参数的问题，创新教学资源，增强学生体验，提高了教学质量。纵观本次课，成功之处主要有以下三点。
　　1）突破教学重难点。通过仿真软件，为学生创设与实际粉塵爆炸装置相似的虚拟实验室，促进学生合作探究，有效解决教学难点;借助思维导图总结、整理粉尘爆炸的预防措施并清晰表达，提升学生的逻辑思维能力，增强理解记忆，突破教学重点。
　　2）强化岗位知识。借助校企合作，通过QQ/微信远程视频实时连线企业专家，让学生与专家“面对面”交流，了解企业岗位要求和人才需求，强化实际化工安全的岗位知识
　　3）促进学生可持续发展。通过开展粉尘爆炸引发因素的探究活动，培养学生形成“查阅资料→制订计划→作出决策→操作实施→检验校正→总结评价”的完整工作习惯，使得学生掌握知识与发展能力相统一，促进学生的可持续发展。
　　5 结语
　　“粉尘爆炸的条件和预防措施”是一次用信息技术解决教学问题的探索。此次信息化教学应用让笔者对信息技术融合课堂教学有了深入的思考。为了适应时代发展的需求，大力培养化工行业高素质、高技能的应用型人才，中职化工专业教师应主动接受和融合新理念、新技术和新方法，突破传统的教育观念和模式，充分运用信息技术和数字资源，让信息技术融入教育教学的全过程，服务于教师、学生，服务于课堂上的教与学和课前课后的评价交流，实现信息技术与教学的深度融合。
　　参考文献
　　[1]刘晓.信息化教学模式与传统教学模式的比较[J].科技创新导报，2012（3）：161.
　　[2]范福兰.我国教育信息化实证测评与发展战略研究[D].武汉：华中师范大学，2016.
　　[3]柯妍妍，王玉孝.信息化技术在免疫学教学中的探索及应用[J].福建医科大学学报：社会科学版，2018，19（2）：29-32.
　　[4]廖晨希.玩转“希沃白板”点亮精彩课堂[J].考试周刊，2018（75）：13-14.
　　[5]张海霞，刘马.基于岗位工作过程的《化工安全与清洁生产》课程教学设计[J].当代教育实践与教学研究，2016（7）：185.
　　[6]祁爱萍.蓝墨云班课在教学过程中的应用探讨[J].信息与电脑：理论版，2016（19）：207-208.
　　[7]杨艳雯，王小根，陶鑫荣.基于蓝墨云班课的混合式学习研究与设计[J].中国信息技术教育，2016（12）：106-109.
　　[8]董彦辰，姜安民，陈蓉芳，等.基于翻转课堂教学模式的信息化教学设计研究[J].考试研究，2019（1）：105-110.
　　[9]许丽梅，陈建中，林若川.化学实验课程的信息化教学设计：以实验项目“水中化学需氧量COD的测定”为例[J].大学化学，2017，32（7）：37-43.
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