高職課程信息化教學(xué)設計的實(shí)踐探討論文
摘要：對高職《甲醇生產(chǎn)技術(shù)》課程中“魯奇低壓法甲醇合成工藝”教學(xué)單元采用信息化教學(xué)手段和教學(xué)方法進(jìn)行了教學(xué)設計，很好地化解了教學(xué)的難點(diǎn)，提高了教學(xué)效果，為《甲醇生產(chǎn)技術(shù)》課程的信息化改革提供了一定的參考經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞：高職；甲醇生產(chǎn)技術(shù)；信息化教學(xué)設計
基金項目：陜西省教育廳重點(diǎn)課題“煤化工生產(chǎn)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養模式的改革與實(shí)踐”（13Z06）；陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院教研課題（2014）
甲醇是一種重要的有機化工原料，也是能源的一種替代品，經(jīng)過(guò)加工、轉化，可生成多種化工原料，如甲醛、醋酸、二甲醚等。魯奇低壓法是工業(yè)上合成甲醇常用的一種方法，對煤化工生產(chǎn)技術(shù)專(zhuān)業(yè)及相近專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，掌握其工藝流程、工藝條件、合成設備及合成崗位操作尤為重要。
一、教學(xué)分析
1.課程定位。本設計教學(xué)內容選自煤化工生產(chǎn)技術(shù)專(zhuān)業(yè)核心課程《甲醇生產(chǎn)技術(shù)》，此課程為理實(shí)一體化課程，工學(xué)結合特色鮮明，貫穿于整個(gè)理論教學(xué)、實(shí)訓實(shí)習和職業(yè)資格培訓與鑒定的過(guò)程中，直接實(shí)現與工作崗位的零距離對接。此課程之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習了化工原理、化工制圖、化工設備和化工儀表等專(zhuān)業(yè)基礎課程，為該課程的學(xué)習奠定了理論基礎。
2.教材分析。課程選用化學(xué)工業(yè)出版社高職高專(zhuān)“十一五”規劃教材《甲醇生產(chǎn)技術(shù)》，該教材按甲醇傳統生產(chǎn)工序安排教學(xué)內容，介紹了甲醇原料氣制取、脫硫、變換、脫碳、甲醇合成及粗甲醇精制等內容。本單元教學(xué)選取教材中的第六章—甲醇合成中的魯奇低壓法甲醇合成工藝。教學(xué)中，為了使各種工藝方法能夠自成一個(gè)模塊，我們對教材內容進(jìn)行了調整，本單元的教學(xué)內容包括魯奇低壓法甲醇合成工藝流程及工藝條件、合成主要設備、合成崗位操作三部分內容。共4學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)2學(xué)時(shí)，實(shí)踐教學(xué)2學(xué)時(shí)。
3.學(xué)情分析。本課程教學(xué)對象為煤化工生產(chǎn)技術(shù)專(zhuān)業(yè)二年級學(xué)生，學(xué)生理論基礎較差，缺乏學(xué)習興趣和學(xué)習積極性，尤其厭煩枯燥的理論知識，對自己的學(xué)習能力缺乏自信，空間思維能力較差，喜歡玩游戲，喜歡形象直觀(guān)的事物。學(xué)生具備一定的計算機操作能力，能夠熟練地運用搜索引擎、網(wǎng)絡(luò )及教師提供的網(wǎng)絡(luò )學(xué)習平臺等多媒體手段獲取一定信息，為本課程信息化教學(xué)的實(shí)施奠定了基礎。
4.教學(xué)目標及重點(diǎn)難點(diǎn)。根據本課程的課程標準和崗位能力要求，本單元教學(xué)的教學(xué)目標：
知識目標：掌握魯奇低壓法甲醇合成工藝流程、工藝條件、主要設備結構與作用。
能力目標：能夠正確進(jìn)行魯奇低壓法甲醇合成崗位工藝操作，包括開(kāi)車(chē)、緊急停車(chē)、正常停車(chē)及常見(jiàn)事故處理。
素質(zhì)目標：培養學(xué)生的職業(yè)素養、自主學(xué)習能力、團隊協(xié)作意識、創(chuàng )新意識及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。
重難點(diǎn)：
重點(diǎn)：魯奇低壓法甲醇合成工藝流程、主要設備的作用。
難點(diǎn)：魯奇低壓法甲醇合成工藝流程、設備結構、合成崗位操作。
二、設計思路
以建構主義理論為指導，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生為主體，教師為指導，通過(guò)設計一個(gè)生產(chǎn)中的具體問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，引導學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習，()采用多種信息化手段，充分激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，提高學(xué)生主動(dòng)參與的積極性和自學(xué)能力。以“任務(wù)驅動(dòng)”和“問(wèn)題解決”作為學(xué)習和研究活動(dòng)的主線(xiàn)，將課堂理論教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系，在教學(xué)中培養學(xué)生的分析解決問(wèn)題能力、團隊協(xié)作能力、動(dòng)手實(shí)踐的能力，最終完成本設計的教學(xué)任務(wù)和學(xué)生素質(zhì)能力的培養。
三、教學(xué)過(guò)程
將教學(xué)過(guò)程設計為4個(gè)部分。
1.課前預習。教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò )學(xué)習平臺下發(fā)課程導學(xué)和學(xué)習評價(jià)表，學(xué)生通過(guò)因特網(wǎng)檢索及教師提供的`學(xué)習資料進(jìn)行學(xué)習，搜集與魯奇低壓合成法相關(guān)的信息和資料，并填寫(xiě)任務(wù)完成單，對自學(xué)情況做自我評價(jià)，列出認為較難理解的內容和學(xué)習中存在的問(wèn)題，教師總結分析學(xué)生自學(xué)情況，適當調整課程內容和學(xué)時(shí)分配，從而提高課堂教學(xué)的針對性和教學(xué)效果。
2.引入新課。首先，通過(guò)播放煤制甲醇生產(chǎn)概述的Flash動(dòng)畫(huà)使學(xué)生了解從原料到產(chǎn)品甲醇的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，了解本單元內容在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的作用。教師簡(jiǎn)單敘述甲醇生產(chǎn)的五個(gè)工段，使學(xué)生在復習之前所學(xué)內容的同時(shí)，也明確甲醇合成工段在整個(gè)甲醇合成生產(chǎn)過(guò)程中的地位及與前后工段的銜接關(guān)系。
其次，通過(guò)某化工廠(chǎng)的實(shí)際案例，提出問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考并討論，進(jìn)而引出本節課的學(xué)習任務(wù)。
“某化工廠(chǎng)采用魯奇低壓法合成甲醇，甲醇合成塔滿(mǎn)負荷正常生產(chǎn)中，合成塔催化劑床層溫度上升，操作人員進(jìn)行調節時(shí)不精心，違章作業(yè)，造成溫度反復波動(dòng)，催化劑溫度從325℃上升到680℃~720℃，將剛投產(chǎn)的4.2t催化劑全部燒毀，造成全廠(chǎng)停產(chǎn)11天，損失98萬(wàn)元”。
合成塔催化劑床層溫度為什么會(huì )上升？正常的操作溫度應該是多少？假設你是車(chē)間的技術(shù)人員，應該怎么及時(shí)判斷并處理這個(gè)事故，避免不必要的損失？
要解決這個(gè)問(wèn)題，就必須了解魯奇低壓法甲醇合成工藝流程及工藝條件、合成設備及合成崗位操作，也就是本單元教學(xué)的三個(gè)學(xué)習任務(wù)。
3.任務(wù)分解。
任務(wù)一：魯奇低壓法甲醇合成工藝流程及工藝條件
化工工藝流程一般較為復雜，涉及到的設備較多，物料路線(xiàn)復雜，其講解是傳統課堂教學(xué)的難點(diǎn)之一。因而我們使用Flash動(dòng)畫(huà)來(lái)展示整個(gè)工藝流程，讓原本靜態(tài)呈現的設備、管路動(dòng)起來(lái)，以解決這個(gè)教學(xué)難題。通過(guò)鼠標操作，學(xué)生能夠看到合成原料在備和管路間的走向和變化，并了解各設備內反應的工藝條件。
設計了設備之間連線(xiàn)的游戲和互動(dòng)問(wèn)答，設備連線(xiàn)游戲要求學(xué)生按照一定的工藝流程順序在設備之間進(jìn)行連線(xiàn)選擇，連線(xiàn)錯誤就會(huì )出現提示，正確則出現物料流動(dòng)現象，互動(dòng)問(wèn)答是主要考查學(xué)生對不同管線(xiàn)中物料組成的掌握，學(xué)生選擇錯誤，系統提示錯誤并顯示正確答案，通過(guò)這樣的互動(dòng)小游戲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，加深其對工藝流程學(xué)習的記憶。
任務(wù)二：合成工藝設備
魯奇低壓法甲醇合成工藝設備主要包括魯奇管殼型甲醇合成塔、冷凝器、甲醇分離器等，其主要工作原理和結構比較復雜，是本節課的難點(diǎn)之一。在傳統的教學(xué)中，僅僅通過(guò)一張平面結構圖來(lái)講解，枯燥乏味，教學(xué)效果差。在工藝流程Flash動(dòng)畫(huà)中，學(xué)生可以通過(guò)鼠標移動(dòng)看到各設備的作用。此外，利用三維模型將合成塔、甲醇分離器和冷凝器的主要部件、工作過(guò)程和工作原理形象、直觀(guān)地展示出來(lái)。例如在合成塔中，將原料氣的進(jìn)塔、塔內的反應和產(chǎn)品的出塔以動(dòng)畫(huà)形式展現出來(lái)，幫助學(xué)生了解設備內部工作過(guò)程和工作原理，很好地化解了設備講解的難點(diǎn)。
任務(wù)三：合成崗位虛擬仿真操作
合成崗位的操作能力是本教學(xué)單元的能力目標，主要包括甲醇合成的冷態(tài)開(kāi)車(chē)、正常停車(chē)、緊急停車(chē)和事故處理等崗位操作步驟，是學(xué)生在學(xué)習掌握了合成的基本理論后的實(shí)踐過(guò)程。但是，現代化學(xué)工業(yè)高度的自動(dòng)化、連續化和集成化，加上化工企業(yè)易燃、易爆、危險性大的特點(diǎn)，學(xué)生下廠(chǎng)實(shí)習，難以深入實(shí)際，更無(wú)法親身體驗工業(yè)裝置的開(kāi)、停車(chē)與事故處理，學(xué)生的動(dòng)手能力得不到實(shí)質(zhì)性的訓練。因此，這部分教學(xué)可以利用虛擬仿真軟件來(lái)解決這個(gè)難點(diǎn)。該軟件完全模擬甲醇合成工段的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，在計算機上建立虛擬的操作環(huán)境，其控制原理、手段、界面和操作場(chǎng)景都和現代化工生產(chǎn)實(shí)時(shí)控制極為相似。
首先播放軟件操作演示視頻，指導學(xué)生掌握軟件操作過(guò)程和方法。
學(xué)生登陸軟件后可根據系統提示反復進(jìn)行開(kāi)車(chē)、停車(chē)及事故處理操作，每操作一步，計算機都能通過(guò)后臺模型的運算將操作后的現象以及工藝參數的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)化的顯示，并對每一步操作進(jìn)行打分，最后統計出總分。教師可以設置操作故障點(diǎn)，考查學(xué)生發(fā)現和排除故障的能力，從而全面考查學(xué)生對甲醇合成工藝流程、工藝條件、設備操作的掌握。
通過(guò)仿真手段，使學(xué)生能真實(shí)感受實(shí)際操作過(guò)程，解決課堂教學(xué)理論與實(shí)踐脫節這一難題。本任務(wù)以學(xué)生操作練習為主，教師講解為輔，真正實(shí)現做中教，做中學(xué)。
4.討論總結。
�。�1）分析案例。在學(xué)習了理論知識和仿真操作之后，學(xué)生分組對之前的案例進(jìn)行討論，分析故障發(fā)生的原因并提出解決方法，小組之間進(jìn)行互評，最后教師進(jìn)行點(diǎn)評。
�。�2）歸納總結。教師將魯奇低壓法甲醇合成生產(chǎn)中經(jīng)常出現的故障列出，讓學(xué)生寫(xiě)出故障原因和處理措施，學(xué)生代表將總結結果進(jìn)行匯報，教師點(diǎn)評，考查學(xué)生靈活運用所學(xué)理論知識的能力。
四、教學(xué)評價(jià)
教學(xué)評價(jià)采取教師評價(jià)和學(xué)生自評相結合、過(guò)程性評價(jià)與總結性評價(jià)相結合的方法。不僅要考查學(xué)生的學(xué)習情況，對學(xué)生的態(tài)度、興趣、參與程度也要進(jìn)行評價(jià)，主要包括三個(gè)部分。
1.學(xué)習評價(jià)表。課后按預定的學(xué)習評價(jià)表開(kāi)展自我評價(jià)和教師評價(jià)，根據評價(jià)結果反思學(xué)習過(guò)程，改進(jìn)學(xué)習策略或調整學(xué)習活動(dòng)。
2.仿真軟件操作測試。仿真軟件測試在課堂上完成，教師可以通過(guò)軟件后臺設置測試題目，包括仿真工藝操作和問(wèn)答題兩部分，考查學(xué)生對甲醇合成的原理、工藝流程、主要設備及崗位操作的掌握程度。
3.網(wǎng)絡(luò )學(xué)習平臺在線(xiàn)測試。學(xué)生課后可登陸甲醇生產(chǎn)技術(shù)課程網(wǎng)絡(luò )學(xué)習平臺的題庫，進(jìn)行自我測試，滿(mǎn)足學(xué)生課后的自主學(xué)習。
五、結論
本單元教學(xué)利用了Flash動(dòng)畫(huà)、仿真、圖片、因特網(wǎng)等信息化教學(xué)手段，很好地化解了化工工藝流程、設備及崗位操作講解的難點(diǎn)，取得了較好的效果。通過(guò)企業(yè)真實(shí)案例提出問(wèn)題，創(chuàng )設問(wèn)題情境，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習興趣和積極性，體現了學(xué)生學(xué)習中的主體性，提高了學(xué)生獨立思考、分析、觀(guān)察和歸納問(wèn)題的能力，在教師的引導下，很好地完成了本單元的學(xué)習任務(wù)。
參考文獻：
林月平。信息化教學(xué)設計的過(guò)程與方法.高校講壇，2012，（21）：136.
王寅龍，李前進(jìn)，李志祥，等。 信息化教學(xué)設計的過(guò)程、方法及評價(jià)要點(diǎn)探究.中國教育信息化，2011，（06）：15-19.
戴翠萍。職業(yè)教育信息化教學(xué)設計淺析.職業(yè)時(shí)空，2013，（06）：36-38.
劉斌。信息化教學(xué)有效性的理論思考———對信息化教學(xué)本質(zhì)的再認識.現代教育技術(shù)，2013，23（03）：26-30.
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