《无机物工艺》中理实一体教学模式的改革探究

孙秀华　白洁妍

摘 要：理实一体化教学模式是指将理论教学与实践教学有机的融合在一起，在实训过程中掌握理论知识的方法。“一个中心，四个导向”的模式，即从“工作任务中来，到企业岗位中去”为中心，基于任务驱动、思维导图、角色扮演、情景教学为导向，在无机物实训车间学生是主人、是设计者，完全体现学生的自主性、能动性，激发学生的创新意识，培养学生的实践能力和创新能力。文中就这些内容做了规范，为这一部分的教学模式做出探索性论述。

关键词：理实教学 三维仿真 实训创新 改革

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（c）-0120-02

海西职校地处青海海西州柴达木经济循环区，柴达木在特殊的地质发展过程中，富集了盐湖、石油、天然气有色金属等大量的矿产资源。自2005年成立柴达木经济循环区后相应的盐化工、煤化工、石油化工企业如雨后春笋般入住海西。目前仅生产能力在100万吨以上的纯碱企业就有四家入住海西，所以现在的海西又有“中国碱都”之称。我校的化学工艺专业正是在这一潮流的推进下发展壮大。现该专业已经被评为我省的重点建设专业之一，并在第三批示范校建设中成为重点建设专业。

专业在建设过程中发现传统的教学方法已不能满足企业对学生的要求。尤其要改变陈旧的教学方法，改变传统的“五个一”教学模式即“一间教室、一块黑板、一支粉笔、一位教师、一本教案”的教学模式。让学生更多的走出课堂，走进实训室、走进工厂。多门课程已经实现了理实一体教学。而本专业的核心课程《无机物工艺》一直是课程体系改革的难点，很难运用理实一体化教学方式。这是由于该课程包含的项目比较庞大，不利于任务实施。各任务中包含的工艺种类比较冗杂，工艺控制参数繁多，购置实训设备很难兼顾多种方法及工艺流程。如果经常到企业见习学习，不仅给企业带来诸多不便，而且存在安全隐患。况且受学校经费限制不可能购置全部工艺实训装备。

我校化工教研室经过多年的积极探索，经过两年时间建成离子膜电解氯化钠生产烧碱工艺沙盘和合成氨理实一体实训装置（图1）。沙盘实训虽然将枯燥的工艺知识变成了模拟生产场景，引起学生学习兴趣的同时提高课堂效率。但沙盘在教学中也存在一定的局限性。沙盘结构是有机塑料组成，易于破损、不易维修。沙盘的面积有限不可能同时满足40人/班的授课，很难实现小组任务教学。并且体现的流程单一，不便展现多种生产工艺，不利于知识拓展。况且学生只是模仿教师演示，思想被禁锢，不利于激发学生的创新意识，不利于培养学生的实践能力和创新能力。

合成氨理实一体实训装置包含沙盘、三维场景仿真实训操作。其中三维场景仿真实训操作是该装置的核心。该软件的优点是以游戏的模式设置，激发学生的学习兴趣，让学生在游戏场景中做到“玩中学、学中玩”，并使学生在参与、体验中完成了从知识到技能的转化。三维场景更贴近工厂情景，美化的生产场景有助于学生克服对化工的恐惧心理。培养学生分析问题解决问题的能力。但缺点是工艺单一，不能兼容其他工艺。仿真平台必须借助电脑软件，学生要具备一定的计算机知识，且程序复杂学生不易掌握。受资金影响，计算机的数量和站点数量也限制其发展，最大的弊端是忽略了学生的动手能力的培养。

针对上面两种理实一体教学中存在的问题，我校化工教研室在借鉴国内外理实一体的先进案例的基础上，结合我校实际，在《无机物工艺》理实一体的教学中进行大胆尝试，自创“一个中心，四个向导”的教学方法，设计了“一个中心，四个导向”的模式，即从“工作任务中来，到企业岗位中去”为中心，基于任务驱动、思维导图、角色扮演、情景教学为导向。所需设备只是不同类型的模型管线、阀门、泵、罐体、塔器、仪表等其他所需的设备模型两套，在无机物实训车间学生是主人、是设计者。完全体现学生的自主性、能动性。完全松开了学生的手、脚、思想。每一小组在任务驱动下自主学习，在思维导图的引导下找到所需设备。分配角色让小组人员各司其职，各负其责，共同完成本工段工艺的整体设计。模拟工厂情景体验生产实践，学习化工生产工艺知识和操作技能。具体的操作过程如图2。

（1）按任务驱动随机分组，确定好各项注意事项后，教师将教学内容设计成一个或多个具体的任务，如在氨盐水碳酸化工艺中将复杂的工艺分为多个子任务（任务分配见图2）。对任务的要求是要层层推进并达到最终和教学目标一致的教学目的。学生在教师的指导下，以任务为驱动，通过完成任务来培养独立探索能力和团队合作精神的一种教学方法。它能有效激发学生的学习欲望，提高学生的思维能力，培养学生的观察力和想象力。

（2）用思维导图按图索驥的找到所需设备，首先要了解工艺的目的及原理便于找到合适的主体设备，如碳化的目的是氨盐水吸收二氧化碳制备重碱，所以用到的主题设备碳化塔；其次要知道工艺的原料便于找到原料的前处理工序及设备，如二氧化碳要经过压缩，学生就要用到压塑机，氨盐水怎样转化为中和水进而要用到清洗塔和制碱塔；最后是掌握工艺的产品便于找到产品的后续处理设备。如碳化尾气要经过尾气吸收塔再去净化器的处理，出碱液集合在出碱槽中，所以相应的设备就是吸收设备-尾气吸收塔、净化设备—尾气净氨塔和集合设备——出碱槽。用思维导图按图索骥的找到所需设备。对于思维导图的制作要以直观、精美为原则，让学生易于理解并产生浓厚的学习兴趣。通过对树状思维导图的学习，培养学生分析和问题和解决问题的能力及发散思维的习惯。这种教学方法有利于学生归纳整理，强化记忆。

（3）能很好地应用角色扮演法，按工厂班组分配角色，如班长、主操、其他操作工。在前面设备已经选择的前提下设计本岗位的工艺流程、控制条件。让小组人员各司其职，各负其责。小组共同完成本工段工艺的整体设计。在讲解设备时将枯燥的设备原理设计成形象的叙事小故事，将设备拟人化、原理形象化。将角色扮演与岗位体验集于一身，使学生在参与、体验中完成了从知识到技能的转化。在引起学生学习兴趣的同时提高课堂效率。设计过程中教师只是提供学生所需的各种诉求，不参与设计，设计思路不受外界影响。这样可以充分发挥学生的主管能动性，让学生的思想插上翅膀，培养学生的实践能力和创新的能力。

（4）模拟工厂情景进行情景教学法，首先让学生拿出模拟方案，其次是小组分配任务。进行交接班场景模拟、生产场景，紧急停车、事故处理等多种模拟情景。体验生产实践，学习化工生产工艺知识和操作技能，增强学生对化学工业和化工产品、清洁生产与责任关怀、生产装置与生产流程、机械装置与管路等全方位、多层面的感性认识，培养学生的观察能力、分析能力与责任感。这样做充实了学生在课堂中接受不到的能力，提升学生的企业需求的多方面的能力。

这种教学方法不仅增进了学生对课程的兴趣，激发了创新意识，而且也培养了学生的实践能力和创新能力，提高了学生的动手能力、沟通能力、协作能力和策划能力，真正实现了《无机物工艺》教学的超文本化。但在教学过程中也存在一定的困难。就学生而言难以调动所有学生的积极性，学生一遇到困难就轻言放弃。要求教师在课下做大量工作，对教师的要求也很高。不仅要有丰富的专业知识和开阔的思维。而且要尽可能公平公正地评价每一位学生。

参考文献

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