線上線下+虛實(shí)結(jié)合混合式教學(xué)改革探索與實(shí)踐

摘" 要 "以化工裝置生產(chǎn)事故應(yīng)急處置教學(xué)為例，依托智慧云平臺，構(gòu)建“線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)模式。通過全面分析教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生情況、教學(xué)環(huán)境和資源，設(shè)計課前、課中和課后三個部分，將虛擬仿真操作貫穿其中，加強(qiáng)學(xué)生對生產(chǎn)事故應(yīng)急處置知識和技能的掌握，并建立過程性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的評價方案。該模式可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)教學(xué)效果，對培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)能力具有重要意義。

關(guān)鍵詞" 智慧云平臺；混合式教學(xué)；生產(chǎn)事故應(yīng)急處置；化工裝置運(yùn)行技術(shù)；微課；實(shí)訓(xùn)

中圖分類號：G642.0""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）13-00-04

0" 引言

安全生產(chǎn)是關(guān)系人民群眾生命財產(chǎn)安全的大事，是經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)健康發(fā)展的標(biāo)志。在黨的十九大報告中，習(xí)近平總書記對安全生產(chǎn)作出重要論述，確立了新形勢下安全生產(chǎn)的重要地位。隨著國家對安全生產(chǎn)的日益重視，現(xiàn)代化工企業(yè)要求一線員工不僅要熟練掌握裝置操作技能，還要具備安全事故的防范和應(yīng)急處置能力。傳統(tǒng)的生產(chǎn)事故應(yīng)急處置教學(xué)已難以適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)的需求，例如：教學(xué)模式單一，難以滿足學(xué)生的個性化需求；對于難觀摩、難再現(xiàn)的事故場景難以展示，更無法讓學(xué)生體驗(yàn)其危險性；受教學(xué)場地和實(shí)訓(xùn)設(shè)備的限制，無法滿足大多數(shù)學(xué)生的操作練習(xí)需求，對于危險性較高的實(shí)訓(xùn)操作也難以進(jìn)行。

隨著信息技術(shù)的不斷改變和進(jìn)步，虛擬仿真技術(shù)可以將虛擬和現(xiàn)實(shí)世界相結(jié)合，構(gòu)建沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅可以解決實(shí)訓(xùn)條件不足問題，還可以突破學(xué)生學(xué)習(xí)過程的時空限制，對于危險性較高的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目來說，會讓操作更安全、更高效^[1]。線上教學(xué)平臺集微課、視頻、測試等各類教學(xué)資源于一體，被應(yīng)用于教育教學(xué)中，可以打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，有效發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提升綜合能力；同時融合大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以實(shí)時采集、分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，輕松聚焦共性問題和個性問題^[2-3]。

因此，將上述信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，探索適用于化工裝置運(yùn)行技術(shù)課程的新型教學(xué)模式，可以有效解決當(dāng)前教學(xué)中存在的問題，推動教與學(xué)的提升。本文以“化工裝置生產(chǎn)事故應(yīng)急處置”教學(xué)為例，介紹“線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)模式的應(yīng)用與反饋，以期為同類課程教學(xué)改革實(shí)踐提供參考。

1" “線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)設(shè)計""" 分析

1.1" 教學(xué)內(nèi)容

化工裝置運(yùn)行技術(shù)課程是上海現(xiàn)代化工職業(yè)學(xué)院化學(xué)工藝專業(yè)的核心課程之一，是了解化工生產(chǎn)過程、學(xué)習(xí)必要的生產(chǎn)知識、掌握基本操作技能的必修課程，具有很強(qiáng)的實(shí)操性和綜合性。該課程選用的是校本教材《化工裝置運(yùn)行技術(shù)》，以化工生產(chǎn)過程為線索設(shè)計裝置生產(chǎn)運(yùn)行認(rèn)知、PID識讀及控制方案認(rèn)知、裝置開車操作、裝置交接班與巡檢、裝置停車操作、裝置異常與處置、生產(chǎn)事故應(yīng)急處置等七個學(xué)習(xí)任務(wù)。其中，生產(chǎn)事故應(yīng)急處置屬于第七章內(nèi)容，主要學(xué)習(xí)生產(chǎn)事故類型、原因及相應(yīng)的應(yīng)急處置操作。本章節(jié)內(nèi)容由淺入深、層層遞進(jìn)，構(gòu)成整個碳二加氫生產(chǎn)事故應(yīng)急處置知識體系。它既是對第六章裝置異常與處置內(nèi)容的延續(xù)和發(fā)展，更為后續(xù)學(xué)習(xí)化工綜合實(shí)訓(xùn)和企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

1.2" 學(xué)情分析

本課題的授課對象是化學(xué)工藝專業(yè)三年級學(xué)生，年齡在18歲左右。他們已經(jīng)學(xué)習(xí)了化工工藝概論、化工單元操作、化工過程控制等理論知識，對化工生產(chǎn)基礎(chǔ)知識具有一定認(rèn)知。同時也學(xué)習(xí)了管道拆裝、化工單元操作（如精餾、傳熱、流體輸送）、化工過程控制等實(shí)訓(xùn)課程，具備一定的裝置操作經(jīng)驗(yàn)。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，表現(xiàn)欲和動手能力較強(qiáng)，但是紀(jì)律性有所欠缺，相互之間的監(jiān)督評價不積極，導(dǎo)致在實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)操作不規(guī)范等問題。這個年齡段的學(xué)生擅長形象思維，喜歡借助實(shí)物展示或動手操作來理解和掌握抽象知識；易于接受循序漸進(jìn)的探索式學(xué)習(xí)過程，已具有較好的邏輯思維能力，但往往思維深度不夠、準(zhǔn)確性稍微欠缺。

1.3" 目標(biāo)分析

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，設(shè)置以下三維教學(xué)目標(biāo)。

知識目標(biāo)：能說出裝置異常運(yùn)行的原因；能概述典型生產(chǎn)事故應(yīng)急處置流程和方法。

技能目標(biāo)：能針對特定異常類別，正確進(jìn)行應(yīng)急處置仿真操作；能針對特定異常類別，內(nèi)外操配合完成應(yīng)急處置操作。

素養(yǎng)目標(biāo)：建立裝置運(yùn)行異常及應(yīng)急處置的安全控制意識；明確化工操作不同崗位的職責(zé)，養(yǎng)成一絲不茍的責(zé)任感；能與同崗位和跨崗位人員有效溝通，具備團(tuán)隊協(xié)作能力。

1.4" 教學(xué)環(huán)境分析

化學(xué)裝置生產(chǎn)事故應(yīng)急處置項(xiàng)目的學(xué)習(xí)以碳二加氫虛擬仿真實(shí)訓(xùn)裝置為載體，實(shí)施理論與實(shí)踐一體化教學(xué)。教學(xué)環(huán)境分為教學(xué)區(qū)和實(shí)訓(xùn)區(qū)兩大部分，如圖1所示。

實(shí)訓(xùn)區(qū)根據(jù)實(shí)際工廠環(huán)境布置，內(nèi)操崗位通過DCS系統(tǒng)和視頻監(jiān)控進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控與調(diào)整，通過對講機(jī)聯(lián)動執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)；生產(chǎn)裝置、中央控制室，外加崗位操作規(guī)程、安全標(biāo)識、安全告知卡、風(fēng)向標(biāo)等化工裝置特有的安全文化與設(shè)施，再現(xiàn)了企業(yè)典型工作場景，為培養(yǎng)具備崗位專業(yè)技能、注重安全規(guī)范、具有良好職業(yè)素養(yǎng)的化工一線技能人才提供學(xué)習(xí)空間。

教學(xué)區(qū)安排在智慧教室，設(shè)有仿真操作區(qū)和小組討論區(qū)，同時具有豐富的教學(xué)資源和智能學(xué)習(xí)、教學(xué)輔助工具，能夠開展課堂檢測、答疑討論、隨機(jī)抽選、搶答等互動環(huán)節(jié)。教室內(nèi)的多部高清攝像頭可以自動跟蹤教師上課情況，對教師講授的內(nèi)容實(shí)行云錄播，學(xué)生可以隨時回放上課內(nèi)容。此外，智慧教室與實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場實(shí)時聯(lián)動，可實(shí)時轉(zhuǎn)播學(xué)生現(xiàn)場操作情況。

1.5" 教學(xué)資源分析

依托智慧云平臺，有效整合虛擬仿真教學(xué)資源，為學(xué)生創(chuàng)建線上線下、虛實(shí)結(jié)合的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的課堂教學(xué)。作為混合教學(xué)的基礎(chǔ)平臺，實(shí)訓(xùn)云平臺集課件資源、微課資源、題庫資源、仿真軟件等于一體，實(shí)現(xiàn)線上線下聯(lián)動學(xué)習(xí)。應(yīng)用可疊加實(shí)訓(xùn)裝置的混合現(xiàn)實(shí)虛擬仿真資源，學(xué)生可以進(jìn)行沉浸式操作訓(xùn)練，深入理解生產(chǎn)事故應(yīng)急處置操作。

2" “線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)模""" 式構(gòu)建

基于以上教學(xué)分析，構(gòu)建“線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)模式，按照課前預(yù)學(xué)、課中學(xué)習(xí)、課后拓展三個環(huán)節(jié)開展教學(xué)，如圖2所示。依托智慧云平臺，完成課前新知預(yù)學(xué)和課后鞏固拓展，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)時空，實(shí)現(xiàn)線上線下聯(lián)動學(xué)習(xí)。依托生產(chǎn)事故應(yīng)急處置仿真軟件和實(shí)訓(xùn)裝置，實(shí)現(xiàn)“虛”“實(shí)”兩方面的實(shí)踐教學(xué)并行實(shí)施、相輔相成。課前仿真練習(xí)，初步了解事故應(yīng)急處置流程，為課中仿真操作打下基礎(chǔ)；課中仿真操作，強(qiáng)化事故應(yīng)急處置流程，通過仿真評測后，方可進(jìn)入現(xiàn)場操作，提高現(xiàn)場操作安全性和準(zhǔn)確性；課后通過仿真練習(xí)不同情境下事故應(yīng)急處置，檢測課中所學(xué)的同時培養(yǎng)學(xué)生的事故應(yīng)急處置能力。

3" “線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)評價"" 設(shè)計

根據(jù)課程目標(biāo)要求和學(xué)生發(fā)展要求，構(gòu)建“線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)評價方案，如表1所示。采用過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合、教師評價和學(xué)生評價相結(jié)合的方式，使考核與評價有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。貼近企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容的考核，不僅關(guān)注學(xué)生對知識的理解、技能的掌握和能力的提高，更應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)踐中的問題和處理方法，同時關(guān)注對學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)、規(guī)范意識、安全意識、環(huán)保意識等思政元素的考核評價^[5-6]。

4" “線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)實(shí)踐："" 以“綠油泄漏應(yīng)急處置”為例

“線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)實(shí)踐以化工裝置運(yùn)行技術(shù)的重要內(nèi)容“綠油泄漏應(yīng)急處置”為例，介紹如下。

課前，學(xué)生登錄智慧云平臺，進(jìn)入“我的實(shí)訓(xùn)課程”，觀看微課《液體泄漏應(yīng)急處置》，完成本次微課測試題，同時進(jìn)行液體泄漏應(yīng)急處置仿真練習(xí)，為課上應(yīng)急演練做好前期準(zhǔn)備。

課中，教師創(chuàng)設(shè)企業(yè)真實(shí)情境：“碳二加氫生產(chǎn)裝置運(yùn)行過程中，外操巡檢時發(fā)現(xiàn)綠油儲罐V-104地面出現(xiàn)液體泄漏情況。經(jīng)現(xiàn)場確認(rèn)泄漏源為P-201A泵出口閥法蘭?！币龑?dǎo)學(xué)生進(jìn)入工作角色，感受應(yīng)急處置的重要性。通過崗位分工、職責(zé)分配，明確任務(wù)。在現(xiàn)場操作前，進(jìn)行液體泄漏應(yīng)急處置仿真演練，根據(jù)仿真演練結(jié)果，操作小組依次進(jìn)入現(xiàn)場，合作完成綠油泄漏應(yīng)急處置現(xiàn)場演練。其他小組在現(xiàn)場觀看操作過程并實(shí)時在線評價。教師和小組根據(jù)任務(wù)評價表中的評價要素對操作小組進(jìn)行評價，總結(jié)操作經(jīng)驗(yàn)。在操作中安全防護(hù)的選擇與穿戴、泄漏物處置及環(huán)境檢測等操作步驟有機(jī)融入安全、環(huán)保的生產(chǎn)理念并外化于行，落實(shí)到行動中。通過在評價表中設(shè)置安全、環(huán)保等評分項(xiàng)目，檢測學(xué)生的理解和執(zhí)行情況。

課后，通過完成實(shí)訓(xùn)工作報告反思總結(jié)課上所學(xué)，鞏固知識。借助仿真軟件探索不同情境下的物料泄漏應(yīng)急處置操作，通過對比課上應(yīng)急處置操作，幫助學(xué)生深入了解自己操作技能的進(jìn)步之處和有待提升的地方，讓學(xué)生的深度學(xué)習(xí)不僅發(fā)生在課堂上，也延續(xù)到課堂外。

5" “線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)""" 效果

5.1" 優(yōu)化教學(xué)組織，高效達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)

課前，借助智慧云平臺完成課前預(yù)學(xué)，為課上應(yīng)急演練做好前期準(zhǔn)備。

課中，根據(jù)實(shí)際工作流程，分別從任務(wù)前、任務(wù)中和任務(wù)后設(shè)計明確任務(wù)、仿真演練、現(xiàn)場演練、任務(wù)評價四個遞進(jìn)式活動，帶領(lǐng)學(xué)生循序漸進(jìn)完成工作任務(wù)。

課后，通過完成實(shí)訓(xùn)工作報告反思總結(jié)課上所學(xué)，鞏固知識。借助仿真軟件探索不同情境下的物料泄漏應(yīng)急處置操作，拓展學(xué)生技能，讓學(xué)生有效達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

5.2" 整合教學(xué)資源，有效激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)

借助智慧云平臺、仿真軟件、希沃軟件等信息技術(shù)手段，突破學(xué)生學(xué)習(xí)過程的時空限制。同時將環(huán)保、安全等思政元素融入教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，實(shí)現(xiàn)知識探究、技能養(yǎng)成、價值引領(lǐng)。在綠油泄漏應(yīng)急處置任務(wù)完成過程中，與其他知識模塊教學(xué)效果相比，學(xué)生主動學(xué)習(xí)參與度提升15%，課后拓展參與度提升12%，任務(wù)完成度達(dá)到91%。

6" 反思與改進(jìn)

此次教學(xué)以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)思路進(jìn)行設(shè)計，以碳二加氫虛擬仿真實(shí)訓(xùn)裝置為載體，循序漸進(jìn)設(shè)計教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生一步步完成任務(wù)前準(zhǔn)備、實(shí)施任務(wù)、任務(wù)后風(fēng)險預(yù)判，實(shí)現(xiàn)教—學(xué)—練—評一體化，幫助學(xué)生掌握綠油泄漏應(yīng)急處置操作流程及操作風(fēng)險點(diǎn)，為今后更快適應(yīng)工作崗位的安全操作打下堅實(shí)基礎(chǔ)。但仍有改進(jìn)之處，比如，可以增加安全生產(chǎn)相關(guān)案例視頻，讓學(xué)生深刻感受到生命的脆弱，進(jìn)而從內(nèi)心認(rèn)同應(yīng)急處置規(guī)范操作的重要性。為了與企業(yè)實(shí)際對接，在分析應(yīng)急處置操作風(fēng)險點(diǎn)時，可以引入企業(yè)專家協(xié)同教學(xué)，對學(xué)生起到引領(lǐng)示范的同時也讓學(xué)生對企業(yè)安全生產(chǎn)的嚴(yán)格要求產(chǎn)生敬畏和認(rèn)同。

7" 結(jié)束語

“線上線下+虛實(shí)結(jié)合”混合式教學(xué)模式融合線上教學(xué)與線下傳統(tǒng)課堂教學(xué)的雙重優(yōu)勢，通過合理構(gòu)建線上課前學(xué)習(xí)、線下課堂教學(xué)、線上課后拓展等三個環(huán)節(jié)相銜接的教學(xué)過程，設(shè)計全程化多維化考核評價方案，在化學(xué)工藝專業(yè)化工裝置生產(chǎn)事故應(yīng)急處置教學(xué)實(shí)踐中得到較好應(yīng)用。線上線下混合式教學(xué)在很大程度上改變了傳統(tǒng)教學(xué)的固化模式，使學(xué)生的學(xué)習(xí)、教師的教學(xué)以及師生的互動不再完全禁錮于課堂，既能充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)功能，又能顯著激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，具有很強(qiáng)的實(shí)踐意義。

8" 參考文獻(xiàn)

[1] 周霖，王瀾，王主，等.“線上+線下+虛擬仿真”教" 學(xué)模式在食品微生物檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2022，40（21）：95-98.

[2] 陳海峰.線上線下混合式教學(xué)在《環(huán)境監(jiān)測》課程中的實(shí)踐探索[J].廣東化工，2021，48（24）：210-211.

[3] 歐亞平，胡峻豪，王志強(qiáng)，等.有機(jī)化學(xué)線上線下混合式教學(xué)方法探究與實(shí)踐：以鹵代烴的親核取代反應(yīng)為例[J].廣東化工，2022，49（10）：237-238.

[4] 連文磊，楊理理，于兵.基于虛擬仿真的線上線下混合式教學(xué)探索：以“光伏原理”課程為例[J].工業(yè)和信息化教育，2022（2）：91-94.

[5] 張娟，謝彩俠，麻秋娟，等.線上線下混合模式在藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用：以“酸堿滴定分析法”為例[J].化學(xué)教育（中英文），2022，43（12）：77-84.

[6] 何玉慧，甘煉，陳世俊，等.基于虛擬仿真的線上線下混合式教學(xué)模式：以甲殼動物實(shí)驗(yàn)及實(shí)習(xí)為例[J].教育信息化論壇，2022（7）：18-20.