建设专业数字资源解决化工教学瓶颈.doc

建设专业数字资源 解决化工教学瓶颈化工行业是一个比较特殊的行业，化学工艺专业面临着教学过程可视化的难题，面临着企业实习局限性的问题，面临 ，集聚行业优质职教资源，开发专业数字教学资源，解决专业教学与实训过程中存在的培养瓶颈，促进专业教学内容和培训模式的改革，从而提高教学和培训质量。 一、建设专业数字资源的内外因素（背景）1、化工行业转型发展的迫切要求上海市目前对化工行业提出了“高端发展、跨市发展、创新发展、一体化发展”的要求，行业面临重大转型。首先是实行总部经济，在上海建设具有示范意义的生产企业，在兄弟省市建设符合环保要求、具有规模化生产的企业，如何服务上海产业转移，为当地企业培养所需技能人才，是化学工艺专业面临的新挑战。因此，建设优质教学资源、辐射教学方法成为迫切要求。2、化学工艺专业教学过程的特殊性化学工艺专业的教学非常特殊，化工生产具有原料、产品、生产方式多样化、设备结构复杂、工艺过程变量多且不可视的特点，企业生产运行不允许学生进行实际操作训练(不可动)，突发异常工况处理更不能在企业岗位上进行训练。应用信息技术手段能解决教学中很多问题，增加可视性和模拟性，最大程度地使教学过程与生产过程对接，为此，虚拟仿真和素材库建设成为提高教学效率的必然选择。 二、数字资源建设三个目标1、建成专业数字资源库建成化学工艺专业数字教学资源库，内容丰富、形式多样、使用方便，促进课程内容和教学方法的改革，其开发过程和使用方法都具有典型性。2、建成虚拟仿真网络平台以工作过程为依据，按照生产工艺过程的真实数据模型，建成网络化的虚拟仿真实训项目，学习不受时间、地点的限制，为异地学生提供优质学习资源。3、实现远程教研与教学使上海化工职教集团所属员工和师生能够共享网络数字教学资源库，实现远程教研教学和培训，辐射先进的教学方法。 三、数字资源开发的四段九步法在专业教学改革过程中，已摸索出一套数字资源建设的方法和步骤，示范校重点专业建设进一步促进了开发、应用水平的提高。开发具体工作过程如下： 图1 数字资源建设步骤图1、典型案例的调研阶段以“现代化工操作工的核心能力”为课题进行调研，选择不同类型、代表发展趋势的典型企业，如德国巴斯夫股份公司、美国陶氏化学公司、上海华谊丙烯酸有限公司等，生产过程选定间歇式、连续式不同的生产操作方式，分别对企业的人力资源部、部门经理和操作工代表进行采访，跟踪岗位工作过程，收集包括岗位职责、能力要求、技术水平、工作过程、培训考核等具体信息。调研结束后形成了信息化背景下现代化工操作工的培养策略研究，内容由生产方式、操作工岗位、操作工“量”与“质”的变化；提高学生对化工行业的职业兴趣、综合运用化工知识技能的能力；提高学生的职业道德、职业兴趣等几部分组成，现已作为成果发表。2、校企合作的设计阶段邀请北京东方仿真软件技术有限公司、北京化工大学等单位专家进行研讨，组织教师去荷兰、澳大利亚等国学习和培训，开拓思路、比较方案，经过多次研讨，最后设计出专业资源库的基本结构、资源组成和使用方法，形成化学工艺专业数字资源设计方案。整体结构由课件及教学资源管理、题库管理、教学管理、系统用户管理四部分组成，遵守IEEE标准，符合IEEE标准的课件和单个文件存放在资源库中扁平化管理，以后可实现资源重组，通过授权可实现校际学习资源跨平台互换与共享。按课程学习情境、项目目录结构组织课程，资源类型包括教学案例、教案、课件素材、实验数据、电子教案、课件、习题等。资源的表现形式有在线浏览和下载二种，包括文本文件、动画、声音、图片、视频等。兼顾教学与培训，可用资源素材灵活组成课件、动画展示设备结构和工作原理、仿真软件模拟生产过程、3D动画模拟企业环境、仿真工厂进行异常工况判断处理，具有实用性和先进性。3、专业化分工制作阶段由于数字资源建设经历了二年的时间，在建设初期采用教育部现代远程教育资源建设技术规范，在示范校建设中期进行的共建共享精品课程按国家级精品资源共享课建设技术要求进行。校企合作方式进行资源建设，行业专家负责提供企业案例，最真实地反映企业生产实际；教师负责教学设计，符合教学规律和学生学习心理；计算机专业公司负责技术实现，达到教学设计要求，专业化分工使各方优势互补、取得共赢。在资源建设中由教研室至少组织二次成果预审，聘请企业技术人员、管理人员、计算机专家、上海市教委教研室专家组成评审专家，提出修改意见。由学校教研室向有关教师反馈修改建议，并共同讨论修改方案，听取课题人员的意见，交流顺畅、理解充分、修改高效。组织专业教师在课堂教学中试用资源，收集使用意见，用效果测评表进行测评，对比学生使用资源前后的学习效率和学习情绪获得第一手数据。4、成果入库的使用阶段根据试用情况再次修改数字资源，由学校教学研究室组织结题评审，课题评审通过则导入学校专业资源库中。制定专门的资源库使用手册，包括上传途径、审核流程、审核标准、使用权限、下载范围、在线使用等方便教师使用。在上海市教育委员会的大力支持下，学校第二期数字校园建设即将完成，云技术会使资源储存和使用更加便捷、流畅。 四、取得资源开发良好成果和成效1、形成一整套专业资源库开发成果（1）具有可远程学习的教学资源平台平台基于 .NET技术、C#语言开发，采用三层架构，基于Internet 的B/S模式，可以进行教学培训远程实时跟踪和反馈，学员只要注册，就能与其他学员和老师交流互动。图2 数字资源平台首页 图3 数字资源平台目录图（2）教育部共建共享课程成为资源精品牵头组织全国中职校完成化学工艺专业七门化学工艺专业精品课程，包括流体输送与传热、传质与分离、HSEQ与清洁生产、化工生产认识、化工生产工艺、化工生产综合实训、化工设图等，在全国确立了该专业数字资源建设领衔地位，课程也成为资源库内容精品。图4教育部共建共享化学工艺专业精品课程（3）形式丰富的化工虚拟仿真资源与企业合作开发实训仿真软件，增强教学环境和过程实操性，解决了化工操作技能教学可视化的难题，通过仿真软件可以满足化工产品的全流程学习和模拟操作，使学习不受时间、地点限制。图5-8 虚拟仿真实训中心界面（4）建立有实物控制对象的外延数字资源目前数字资源除了网络资源以外，丙烯酸甲酯仿真工厂成为外延数字资源一种形式。以丙烯酸甲酯化工生产操作的真实数据建模，采用数字信号代替化工物料的全仿真技术，涵盖了丙烯酸甲酯装置的DCS中央控制和化工生产装置两大核心生产流程，最大程度地模拟真实生产环境，特别是异常工况判断和处理，突破了化工职业教育的瓶颈，历次操作过程所有数据全部储存在服务器中，可以进行学习过程反思、教学案例讲解等，使学员的操作经验能够得到快速积累。图9 化工仿真工厂DCS控制室 图10 化工仿真工厂装置区 2、数字资源库应用取得四大成效（1）锻炼了一支数字资源开发的合作队伍在专业数字资源开发的过程中，学校教师和企业专家、计算机公司专家一起，完成整体设计，技术分类、脚本撰写、应用方法各方面的研究和实践，从传统的方法逐步转变为能用信息化手段思考和实践教学过程的高手，并在应用资源库过程中进一步提出改进建议，成为教学方法改革的前瞻性探索者，化学工艺专业所有教师都通过学校自定信息技术应用考核，能充分运用信息化手段授课，参与资源库的建设和完善。（2）形成共享机制培养跨市企业所需技能人才按照上海市政府对化工行业跨市发展的要求，上海华谊集团公司实行走出去的战略，上海化工职教集团成员单位之一上海华谊丙烯酸有限公司在安徽省安庆市建设华谊新材料基地一期项目，为了更好地服务企业人才需求，在企业立项的同时，上海华谊丙烯酸有限公司、上海信息技术学校、安徽化工学校三方共同联合培养化工操作工，由企业提出培养要求，并与学校共同制定化学工艺专业联合教学实施方案，在安徽化工学校进行文化基础课、专业基础的教育，在上海信息技术学校进行专业综合训练，最后由上海华谊丙烯酸有限公司提供顶岗实习。数字资源库建设为教学过程提供优质教学课程资源，提高了人才培养质量。（3）能继续开发教学和培训延伸性课程丰富的数字资源可以任意组合，开发延伸性课程，提供教学和培训个性化的方案，现已开发华谊集团总控工技师班培训课程、涂料公司高级技师班培训课程、云南班化工仿真实训课程、华谊丙烯酸安庆班培训课程、化工仿真综合实训课程等，极大地提高了工作和学习效率。如开发了化工仿真综合实训课程后，上海华谊丙烯酸安庆分公司50名员工因倒三班不能集中理论学习，通过专业资源库网上学习提高了解决了这个难题。云南省对口合作学校学生分布在不同的县，2012年50名学生通过网络选修总部学校同一核心课程，进一步辐射了总部的优质资源。（4）教学和培训质量大幅度提高化学工艺专业教学启用资源库后，由于形象生动、使用方便，教学和培训质量大幅度提高。近两年学生化工生产综合实训课程的考核及格率从90%提高到98%以上，有机合成中级工考证合格率从82%提高到98%，2010级学生目前已经有一半被巴斯夫和拜耳等世界500强企业录用。2012年通过资源库培训总控工和有机合成工中级工、技师、高级技师人数达到640人次，比资源库建成前提高了约50%，其中上海市所属企业300人，外省市所属企业100人，本校学生240人。 五、三位一体的支持保障在资源库建设过程中，校长室组织专题调研组和上海市经信委、专业指导委员会专家以及化工职教集团成员单位保持密切联系，通过大量调研得到丰富的信息，为建设数字资源提供信息支持。学校教研室协助邀请上海市教委教研室、上海教科院职教所、华师大职教所专家从职教理念、方法论上开拓思路，为建设数字资源提供理念上的支持。在具体资源建设施中，学校制订了上海信息技术学校教师第三类工作量统计规定，把以数量为主的激励逐步转到追求质量、创新的更高层次，为资源持续建设提供激励支持。 六、建设专业数字教学资源的启发化学工艺专业资源库的开发和应用给了我们很多启发，在上海市化工行业转型发展的背景下，专业教学形式要顺应这种变化，深入了解企业典型岗位的要求，深入了解学生学习心理，对课程内容和授课形式进行整体设计，才能达到预定的成效，本案例采用的方法和形式实践证明具有典型性、先进性。数字资源开发也存在技术标准选择问题，开发一般要几年时间，期间技术标准可能已经有了更新变化，如何对待已经开发完成的资源这是需要思考的问题。现在有关部委、专门教学工作委员会、省级教学行政部门都颁布了一些资源技术标准，因涉及到各自验收主体不同，目前只能按任务来源、验收主体选择技术标准，但也带来一个资源库中技术标准不统一的问题，需要有高层次权威统一规范。随着课程教材改革的深入，数字资源开发中理念、形式内容都会发生变化，这就需要对资源进行及时更新，需要时间、资金和人力的保障，为此学校需要从专业建设整体上深入思考、作好专题发展规划，才能使专业数字资源建设取得更好的成效。