建設(shè)專業(yè)數(shù)字資源解決化工教學(xué)瓶頸

1、建設(shè)專業(yè)數(shù)字資源 解決化工教學(xué)瓶頸化工行業(yè)是一個比較特殊的行業(yè)，化學(xué)工藝專業(yè)面臨著教學(xué)過程可視化的難題，面臨著企業(yè)實習(xí)局限性的問題，面臨 ，集聚行業(yè)優(yōu)質(zhì)職教資源，開發(fā)專業(yè)數(shù)字教學(xué)資源，解決專業(yè)教學(xué)與實訓(xùn)過程中存在的培養(yǎng)瓶頸，促進(jìn)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和培訓(xùn)模式的改革，從而提高教學(xué)和培訓(xùn)質(zhì)量。 一、建設(shè)專業(yè)數(shù)字資源的內(nèi)外因素（背景）1、化工行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的迫切要求上海市目前對化工行業(yè)提出了“高端發(fā)展、跨市發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展、一體化發(fā)展”的要求，行業(yè)面臨重大轉(zhuǎn)型。首先是實行總部經(jīng)濟(jì)，在上海建設(shè)具有示范意義的生產(chǎn)企業(yè)，在兄弟省市建設(shè)符合環(huán)保要求、具有規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)，如何服務(wù)上海產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)培養(yǎng)所需技能人才

2、，是化學(xué)工藝專業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)。因此，建設(shè)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、輻射教學(xué)方法成為迫切要求。2、化學(xué)工藝專業(yè)教學(xué)過程的特殊性化學(xué)工藝專業(yè)的教學(xué)非常特殊，化工生產(chǎn)具有原料、產(chǎn)品、生產(chǎn)方式多樣化、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝過程變量多且不可視的特點，企業(yè)生產(chǎn)運行不允許學(xué)生進(jìn)行實際操作訓(xùn)練(不可動)，突發(fā)異常工況處理更不能在企業(yè)崗位上進(jìn)行訓(xùn)練。應(yīng)用信息技術(shù)手段能解決教學(xué)中很多問題，增加可視性和模擬性，最大程度地使教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接，為此，虛擬仿真和素材庫建設(shè)成為提高教學(xué)效率的必然選擇。 二、數(shù)字資源建設(shè)三個目標(biāo)1、建成專業(yè)數(shù)字資源庫建成化學(xué)工藝專業(yè)數(shù)字教學(xué)資源庫，內(nèi)容豐富、形式多樣、使用方便，促進(jìn)課程內(nèi)容和教學(xué)方法的

3、改革，其開發(fā)過程和使用方法都具有典型性。2、建成虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)平臺以工作過程為依據(jù)，按照生產(chǎn)工藝過程的真實數(shù)據(jù)模型，建成網(wǎng)絡(luò)化的虛擬仿真實訓(xùn)項目，學(xué)習(xí)不受時間、地點的限制，為異地學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源。3、實現(xiàn)遠(yuǎn)程教研與教學(xué)使上海化工職教集團(tuán)所屬員工和師生能夠共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)字教學(xué)資源庫，實現(xiàn)遠(yuǎn)程教研教學(xué)和培訓(xùn)，輻射先進(jìn)的教學(xué)方法。 三、數(shù)字資源開發(fā)的四段九步法在專業(yè)教學(xué)改革過程中，已摸索出一套數(shù)字資源建設(shè)的方法和步驟，示范校重點專業(yè)建設(shè)進(jìn)一步促進(jìn)了開發(fā)、應(yīng)用水平的提高。開發(fā)具體工作過程如下： 圖1 數(shù)字資源建設(shè)步驟圖1、典型案例的調(diào)研階段以“現(xiàn)代化工操作工的核心能力”為課題進(jìn)行調(diào)研，選擇不同類型、代表

4、發(fā)展趨勢的典型企業(yè)，如德國巴斯夫股份公司、美國陶氏化學(xué)公司、上海華誼丙烯酸有限公司等，生產(chǎn)過程選定間歇式、連續(xù)式不同的生產(chǎn)操作方式，分別對企業(yè)的人力資源部、部門經(jīng)理和操作工代表進(jìn)行采訪，跟蹤崗位工作過程，收集包括崗位職責(zé)、能力要求、技術(shù)水平、工作過程、培訓(xùn)考核等具體信息。調(diào)研結(jié)束后形成了信息化背景下現(xiàn)代化工操作工的培養(yǎng)策略研究，內(nèi)容由生產(chǎn)方式、操作工崗位、操作工“量”與“質(zhì)”的變化；提高學(xué)生對化工行業(yè)的職業(yè)興趣、綜合運用化工知識技能的能力；提高學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)興趣等幾部分組成，現(xiàn)已作為成果發(fā)表。2、校企合作的設(shè)計階段邀請北京東方仿真軟件技術(shù)有限公司、北京化工大學(xué)等單位專家進(jìn)行研討，組織教師

5、去荷蘭、澳大利亞等國學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，開拓思路、比較方案，經(jīng)過多次研討，最后設(shè)計出專業(yè)資源庫的基本結(jié)構(gòu)、資源組成和使用方法，形成化學(xué)工藝專業(yè)數(shù)字資源設(shè)計方案。整體結(jié)構(gòu)由課件及教學(xué)資源管理、題庫管理、教學(xué)管理、系統(tǒng)用戶管理四部分組成，遵守ieee標(biāo)準(zhǔn)，符合ieee標(biāo)準(zhǔn)的課件和單個文件存放在資源庫中扁平化管理，以后可實現(xiàn)資源重組，通過授權(quán)可實現(xiàn)校際學(xué)習(xí)資源跨平臺互換與共享。按課程學(xué)習(xí)情境、項目目錄結(jié)構(gòu)組織課程，資源類型包括教學(xué)案例、教案、課件素材、實驗數(shù)據(jù)、電子教案、課件、習(xí)題等。資源的表現(xiàn)形式有在線瀏覽和下載二種，包括文本文件、動畫、聲音、圖片、視頻等。兼顧教學(xué)與培訓(xùn)，可用資源素材靈活組成課件、動畫展

6、示設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理、仿真軟件模擬生產(chǎn)過程、3d動畫模擬企業(yè)環(huán)境、仿真工廠進(jìn)行異常工況判斷處理，具有實用性和先進(jìn)性。3、專業(yè)化分工制作階段由于數(shù)字資源建設(shè)經(jīng)歷了二年的時間，在建設(shè)初期采用教育部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范，在示范校建設(shè)中期進(jìn)行的共建共享精品課程按國家級精品資源共享課建設(shè)技術(shù)要求進(jìn)行。校企合作方式進(jìn)行資源建設(shè)，行業(yè)專家負(fù)責(zé)提供企業(yè)案例，最真實地反映企業(yè)生產(chǎn)實際；教師負(fù)責(zé)教學(xué)設(shè)計，符合教學(xué)規(guī)律和學(xué)生學(xué)習(xí)心理；計算機(jī)專業(yè)公司負(fù)責(zé)技術(shù)實現(xiàn)，達(dá)到教學(xué)設(shè)計要求，專業(yè)化分工使各方優(yōu)勢互補(bǔ)、取得共贏。在資源建設(shè)中由教研室至少組織二次成果預(yù)審，聘請企業(yè)技術(shù)人員、管理人員、計算機(jī)專家、上海市教委教

7、研室專家組成評審專家，提出修改意見。由學(xué)校教研室向有關(guān)教師反饋修改建議，并共同討論修改方案，聽取課題人員的意見，交流順暢、理解充分、修改高效。組織專業(yè)教師在課堂教學(xué)中試用資源，收集使用意見，用效果測評表進(jìn)行測評，對比學(xué)生使用資源前后的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)情緒獲得第一手?jǐn)?shù)據(jù)。4、成果入庫的使用階段根據(jù)試用情況再次修改數(shù)字資源，由學(xué)校教學(xué)研究室組織結(jié)題評審，課題評審?fù)ㄟ^則導(dǎo)入學(xué)校專業(yè)資源庫中。制定專門的資源庫使用手冊，包括上傳途徑、審核流程、審核標(biāo)準(zhǔn)、使用權(quán)限、下載范圍、在線使用等方便教師使用。在上海市教育委員會的大力支持下，學(xué)校第二期數(shù)字校園建設(shè)即將完成，云技術(shù)會使資源儲存和使用更加便捷、流暢。 四、

8、取得資源開發(fā)良好成果和成效1、形成一整套專業(yè)資源庫開發(fā)成果（1）具有可遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的教學(xué)資源平臺平臺基于 .net技術(shù)、c#語言開發(fā)，采用三層架構(gòu)，基于internet 的b/s模式，可以進(jìn)行教學(xué)培訓(xùn)遠(yuǎn)程實時跟蹤和反饋，學(xué)員只要注冊，就能與其他學(xué)員和老師交流互動。圖2 數(shù)字資源平臺首頁 圖3 數(shù)字資源平臺目錄圖（2）教育部共建共享課程成為資源精品牽頭組織全國中職校完成化學(xué)工藝專業(yè)七門化學(xué)工藝專業(yè)精品課程，包括流體輸送與傳熱、傳質(zhì)與分離、hseq與清潔生產(chǎn)、化工生產(chǎn)認(rèn)識、化工生產(chǎn)工藝、化工生產(chǎn)綜合實訓(xùn)、化工設(shè)圖等，在全國確立了該專業(yè)數(shù)字資源建設(shè)領(lǐng)銜地位，課程也成為資源庫內(nèi)容精品。圖4教育部共建共享化

9、學(xué)工藝專業(yè)精品課程（3）形式豐富的化工虛擬仿真資源與企業(yè)合作開發(fā)實訓(xùn)仿真軟件，增強(qiáng)教學(xué)環(huán)境和過程實操性，解決了化工操作技能教學(xué)可視化的難題，通過仿真軟件可以滿足化工產(chǎn)品的全流程學(xué)習(xí)和模擬操作，使學(xué)習(xí)不受時間、地點限制。圖5-8 虛擬仿真實訓(xùn)中心界面（4）建立有實物控制對象的外延數(shù)字資源目前數(shù)字資源除了網(wǎng)絡(luò)資源以外，丙烯酸甲酯仿真工廠成為外延數(shù)字資源一種形式。以丙烯酸甲酯化工生產(chǎn)操作的真實數(shù)據(jù)建模，采用數(shù)字信號代替化工物料的全仿真技術(shù)，涵蓋了丙烯酸甲酯裝置的dcs中央控制和化工生產(chǎn)裝置兩大核心生產(chǎn)流程，最大程度地模擬真實生產(chǎn)環(huán)境，特別是異常工況判斷和處理，突破了化工職業(yè)教育的瓶頸，歷次操作過程所

10、有數(shù)據(jù)全部儲存在服務(wù)器中，可以進(jìn)行學(xué)習(xí)過程反思、教學(xué)案例講解等，使學(xué)員的操作經(jīng)驗?zāi)軌虻玫娇焖俜e累。圖9 化工仿真工廠dcs控制室 圖10 化工仿真工廠裝置區(qū) 2、數(shù)字資源庫應(yīng)用取得四大成效（1）鍛煉了一支數(shù)字資源開發(fā)的合作隊伍在專業(yè)數(shù)字資源開發(fā)的過程中，學(xué)校教師和企業(yè)專家、計算機(jī)公司專家一起，完成整體設(shè)計，技術(shù)分類、腳本撰寫、應(yīng)用方法各方面的研究和實踐，從傳統(tǒng)的方法逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槟苡眯畔⒒侄嗡伎己蛯嵺`教學(xué)過程的高手，并在應(yīng)用資源庫過程中進(jìn)一步提出改進(jìn)建議，成為教學(xué)方法改革的前瞻性探索者，化學(xué)工藝專業(yè)所有教師都通過學(xué)校自定信息技術(shù)應(yīng)用考核，能充分運用信息化手段授課，參與資源庫的建設(shè)和完善。（2）形

11、成共享機(jī)制培養(yǎng)跨市企業(yè)所需技能人才按照上海市政府對化工行業(yè)跨市發(fā)展的要求，上海華誼集團(tuán)公司實行走出去的戰(zhàn)略，上?；ぢ毥碳瘓F(tuán)成員單位之一上海華誼丙烯酸有限公司在安徽省安慶市建設(shè)華誼新材料基地一期項目，為了更好地服務(wù)企業(yè)人才需求，在企業(yè)立項的同時，上海華誼丙烯酸有限公司、上海信息技術(shù)學(xué)校、安徽化工學(xué)校三方共同聯(lián)合培養(yǎng)化工操作工，由企業(yè)提出培養(yǎng)要求，并與學(xué)校共同制定化學(xué)工藝專業(yè)聯(lián)合教學(xué)實施方案，在安徽化工學(xué)校進(jìn)行文化基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)的教育，在上海信息技術(shù)學(xué)校進(jìn)行專業(yè)綜合訓(xùn)練，最后由上海華誼丙烯酸有限公司提供頂崗實習(xí)。數(shù)字資源庫建設(shè)為教學(xué)過程提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)課程資源，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。（3）能繼續(xù)開發(fā)

12、教學(xué)和培訓(xùn)延伸性課程豐富的數(shù)字資源可以任意組合，開發(fā)延伸性課程，提供教學(xué)和培訓(xùn)個性化的方案，現(xiàn)已開發(fā)華誼集團(tuán)總控工技師班培訓(xùn)課程、涂料公司高級技師班培訓(xùn)課程、云南班化工仿真實訓(xùn)課程、華誼丙烯酸安慶班培訓(xùn)課程、化工仿真綜合實訓(xùn)課程等，極大地提高了工作和學(xué)習(xí)效率。如開發(fā)了化工仿真綜合實訓(xùn)課程后，上海華誼丙烯酸安慶分公司50名員工因倒三班不能集中理論學(xué)習(xí)，通過專業(yè)資源庫網(wǎng)上學(xué)習(xí)提高了解決了這個難題。云南省對口合作學(xué)校學(xué)生分布在不同的縣，2012年50名學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)選修總部學(xué)校同一核心課程，進(jìn)一步輻射了總部的優(yōu)質(zhì)資源。（4）教學(xué)和培訓(xùn)質(zhì)量大幅度提高化學(xué)工藝專業(yè)教學(xué)啟用資源庫后，由于形象生動、使用方便，

13、教學(xué)和培訓(xùn)質(zhì)量大幅度提高。近兩年學(xué)生化工生產(chǎn)綜合實訓(xùn)課程的考核及格率從90%提高到98%以上，有機(jī)合成中級工考證合格率從82%提高到98%，2010級學(xué)生目前已經(jīng)有一半被巴斯夫和拜耳等世界500強(qiáng)企業(yè)錄用。2012年通過資源庫培訓(xùn)總控工和有機(jī)合成工中級工、技師、高級技師人數(shù)達(dá)到640人次，比資源庫建成前提高了約50%，其中上海市所屬企業(yè)300人，外省市所屬企業(yè)100人，本校學(xué)生240人。 五、三位一體的支持保障在資源庫建設(shè)過程中，校長室組織專題調(diào)研組和上海市經(jīng)信委、專業(yè)指導(dǎo)委員會專家以及化工職教集團(tuán)成員單位保持密切聯(lián)系，通過大量調(diào)研得到豐富的信息，為建設(shè)數(shù)字資源提供信息支持。學(xué)校教研室協(xié)助邀請

14、上海市教委教研室、上海教科院職教所、華師大職教所專家從職教理念、方法論上開拓思路，為建設(shè)數(shù)字資源提供理念上的支持。在具體資源建設(shè)施中，學(xué)校制訂了上海信息技術(shù)學(xué)校教師第三類工作量統(tǒng)計規(guī)定，把以數(shù)量為主的激勵逐步轉(zhuǎn)到追求質(zhì)量、創(chuàng)新的更高層次，為資源持續(xù)建設(shè)提供激勵支持。 六、建設(shè)專業(yè)數(shù)字教學(xué)資源的啟發(fā)化學(xué)工藝專業(yè)資源庫的開發(fā)和應(yīng)用給了我們很多啟發(fā)，在上海市化工行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下，專業(yè)教學(xué)形式要順應(yīng)這種變化，深入了解企業(yè)典型崗位的要求，深入了解學(xué)生學(xué)習(xí)心理，對課程內(nèi)容和授課形式進(jìn)行整體設(shè)計，才能達(dá)到預(yù)定的成效，本案例采用的方法和形式實踐證明具有典型性、先進(jìn)性。數(shù)字資源開發(fā)也存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇問題，開發(fā)一般要幾年時間，期間技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可能已經(jīng)有了更新變化，如何對待已經(jīng)開發(fā)完成的資源這