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摘要:VＲ技術(shù)是一項正在興起的綜合性信息技術(shù)，將VＲ技術(shù)引入到《化工安全技術(shù)》理實一體化課程教學中，充分發(fā)揮VＲ技術(shù)的直觀性、互動性、沉浸性，給學生創(chuàng)造一種真實的工作場景，讓學生身臨其境般體驗生產(chǎn)過程，有利于核心崗位能力的提升，同時對心里素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)的提升有很大幫助。

關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);化工安全技術(shù);教學改革和實踐

《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出，要支持各級各類院校建設(shè)智慧校園，綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實技術(shù)探索未來教育教學新模式。作為一項尖端科技，虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VirtualＲeality，簡稱VＲ)是在21世紀興起的綜合性信息技術(shù)。目前，VＲ技術(shù)在諸多社會領(lǐng)域得到了廣泛應用，尤其在職業(yè)教育教學領(lǐng)域中，VＲ技術(shù)所提供的直觀性、互動性、沉浸性的教學體驗，對學生職業(yè)技能提升和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)有很大的幫助。作為應用化工技術(shù)專業(yè)的核心課程，《化工安全技術(shù)》理實一體化課程的創(chuàng)新改革勢在必行。傳統(tǒng)的課程內(nèi)容包括:化工安全生產(chǎn)理念與職業(yè)素養(yǎng)、危險化學品的儲存和運輸、防火防爆技術(shù)、工業(yè)防毒技術(shù)、電氣安全技術(shù)、壓力容器與鍋爐安全技術(shù)、裝置檢修安全技術(shù)和安全技術(shù)法律法規(guī)等。這些內(nèi)容具有理論性和實踐性強的特點，適合理實一體化教學。然而，在課程開發(fā)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，利用現(xiàn)有的裝置設(shè)備教學雖然能提高學生的理論知識水平和技能水平，但對學生的安全素養(yǎng)和職業(yè)道德的提升有局限性。另外，在教學過程中，課程內(nèi)容的特殊性又帶來了一定的安全隱患，尤其在實訓課程中比較明顯。比如，防火防爆技術(shù)部分，學生的主要技能培養(yǎng)在于初起火災的撲救與應急預案的演練環(huán)節(jié)。然而，這些實訓場所相對于生產(chǎn)經(jīng)驗缺乏的學生而言非常危險。為了確保教學中的安全，指導教師一般以演示的教學方法進行教學。導致教學效果差，無法培養(yǎng)學生的事故現(xiàn)場的應急處置能力，也滿足不了化工生產(chǎn)過程中對崗位能力的需求。因此，解決上述問題還需另辟蹊徑，引入新技術(shù)，開發(fā)新的教學資源，采用新的教學手段則是《化工安全技術(shù)》理實一體化課程教學的當務(wù)之急。VＲ技術(shù)以其良好的直觀性、互動性、沉浸性和安全性給《化工安全技術(shù)》理實一體化課程的教學帶來了新思路。

1基于VＲ技術(shù)的課程開發(fā)

我校注重與企業(yè)之間的合作，跟北京東方仿真軟件技術(shù)有限公司合作開發(fā)了實驗室安全技術(shù)、受限空間安全技術(shù)、化工企業(yè)設(shè)備、流程認知、化工企業(yè)火災事故處理、化工企業(yè)泄露事故處理、化工企業(yè)應急演練等VＲ系統(tǒng)。基于以上系統(tǒng)，開發(fā)設(shè)計了教學課程。

1.1實驗室安全技術(shù)

1.1.1學習模塊實驗室安全知識學習模塊。通過學習模塊，可以有效學習化學實驗室各種安全知識、應急逃生技能，如表1所示。設(shè)有全程語音提示和高亮引導，可以讓體驗者置身逼真的實驗室情境中，提高體驗者的學習興趣，更好地自主學習。實驗室安全知識學習模塊包含三個環(huán)節(jié):安全防護用品選用、安全設(shè)施的使用;滅火逃生;隱患識別與處理。實驗室安全VＲ系統(tǒng)設(shè)置的試驗背景為苯、甲苯蒸餾實驗。苯、甲苯試劑均為易燃、有毒液體，蒸餾實驗又為常規(guī)化學實驗科目，涉及到火災爆炸、電器安全、個人防護、事故救護等均為實驗室常見類型，實現(xiàn)情境的選擇具有通用性。軟件以第一人稱的方式，讓學生可以置身逼真的化學實驗室環(huán)境中。實驗室安全VＲ系統(tǒng)交互情節(jié)設(shè)置合理，充分考慮了真實實驗室場景中的情況，并力求與實際場景一直，見圖1?？己嗽u價模塊?？己四K是對學習模塊中的學習內(nèi)容進行考察，體驗者在無引導的情況下進行安全防護用品選用、安全設(shè)施的使用、滅火逃生、隱患識別與處理等模塊的考察?？己朔謹?shù)分為滿分、合格、不合格、人員死亡四種情況，不合格、死亡記錄體驗者可進入軟件重新學習或測試。

1.1.2系統(tǒng)功能及學習流程手柄的主要功能包括移動、物品使用、物品拾取、綜合運用等功能，見圖2。

1.2典型污水處理廠受限空間安全事故處理技術(shù)

1.2.1學習情景設(shè)置典型污水處理廠受限空間安全事故處理VＲ系統(tǒng)，采用VＲ技術(shù)，形成一個沉浸式的三維仿真環(huán)境，需要根據(jù)典型污水處理廠AAO工藝的(厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝)建設(shè)和工藝布局要求，建立污水處理廠仿真教學場景模型。根據(jù)典型污水處理廠建設(shè)和工藝布局要求，建立現(xiàn)代化污水處理廠仿真教學場景模型，主要包含:格柵池、泵房、沉砂池、二沉池、消毒池、污泥井、濃縮池、脫水機房、風機房、化驗室、中控室、初沉池、生化池等單體生產(chǎn)設(shè)備模型。進入仿真軟件，學員可控制人物在廠區(qū)行走，并進入到相應的事故單體建筑模型附近進行事故處理操作，見圖3。 1.2.2課程知識點及學習說明詳見表3。

2課程設(shè)計

2.1學習目標的制定基于VＲ技術(shù)的開發(fā)的課程在學習目標的制定中，要結(jié)合學生自身的情況，目標不宜過難，主要為技能提升方面的。另外，VＲ技術(shù)的創(chuàng)新也體現(xiàn)出了我國信息科技的進步。因此，學習目標從知識目標、能力目標、素質(zhì)目標和課程思政目標四個維度展開設(shè)計。描述學習目標的時候要用具體的內(nèi)容進行描述，例如，知識目標的描述可以是說出VＲ滅火系統(tǒng)的組成部件、歸納總結(jié)在VＲ系統(tǒng)上滅火的操作規(guī)范等。能力目標的描述為在VＲ滅火系統(tǒng)里面進行簡單的操作，例如，空間漫游、拾取物體，使用物體等。素質(zhì)目標的描述為意識到安全生產(chǎn)的重要性，培養(yǎng)學生面對險情而臨危不亂的職業(yè)素養(yǎng)。關(guān)于課程思政，思政的元素可以為體會國家先進的科學技術(shù)，意識到國家逐步強大，培養(yǎng)愛國精神和民族自豪感。方法舉措包括教師結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)備和軟件介紹虛擬現(xiàn)實技術(shù)，體驗VＲ技術(shù)的科技感?？萍际堑谝簧a(chǎn)力，先進的科技彰顯國家的實力。

2.2教學策略分為課前預習、課上學習和課后鞏固三個環(huán)節(jié)。課前，將本次教學任務(wù)用到的理論知識制作成課件并通過學習通軟件傳到學生的手機端進行課前預習工作;課上實施具體的學習活動。例如，在VＲ體驗室里面介紹VＲ系統(tǒng)(設(shè)備、軟件)，體驗VＲ系統(tǒng)操作過程，演示在VＲ系統(tǒng)上滅火的過程，并指導學生操作練習。課后，開放VＲ體驗室，鼓勵學生繼續(xù)體驗VＲ系統(tǒng)。

3教學效果及反思

3.1效果反饋將VＲ系統(tǒng)引入到《化工安全技術(shù)》課程中進行教學是我們的創(chuàng)新之舉。該項措施首先在應用化工技術(shù)專業(yè)20級學生中實施。課題組在20級應用化工技術(shù)1班中隨機抽取了20名學生(該班共計35名學生)作為調(diào)查對象進行訪談。訪談的內(nèi)容包括教學目標的達成度、課程參與度、體驗感、教學設(shè)計滿意度、教學效果提升等。學生的反饋包括:①該系統(tǒng)的應用極大的增加了學習興趣;②體驗了先進科技帶來的滿足感;③解決了仿真系統(tǒng)練習滅火真實感不強的問題;④鍛煉了學生處理火災時臨危不亂的心理素質(zhì);⑤培養(yǎng)了學員職業(yè)素養(yǎng)。總之，《化工安全技術(shù)》理實一體化課程引進VＲ系統(tǒng)進行教學，充分發(fā)揮了VＲ技術(shù)的直觀性、互動性、沉浸性，在逼真的工作場景下學習，既提高了教學效果又消除了安全隱患。另外，新科技的體驗也一定程度上增加了學生的民族自豪感。將課程思政內(nèi)容與專業(yè)課有機結(jié)合，融為一體，同向同行，潤物細無聲的進行課程思政。

3.2反思及改進在引入VＲ系統(tǒng)進行教育過程中，總結(jié)了幾點需要改進的地方:一是教師使用新設(shè)備和新技術(shù)的平不能滿足新時代職業(yè)教育的需求，應與時俱進，信息化水平需進一步提高;二是學生在學習過程中，處于對新技術(shù)的好奇，把學習重心放在對VＲ系統(tǒng)的認識及探索各方面，而忽視了學習的重點內(nèi)容。另外。學生練習的時間較短，沒有突破難點，督促這些學生在課余時間繼續(xù)練習，達到技能成熟的目的。

4總結(jié)

綜上所述，將VＲ技術(shù)引入到《化工安全技術(shù)》理實一體化課程教學中，充分發(fā)揮VＲ技術(shù)的直觀性、互動性、沉浸性，給學生創(chuàng)造一種真實的工作場景，讓學生身臨其境般體驗生產(chǎn)過程，有利于核心崗位能力的提升，同時對心里素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)的提升有很大幫助。另外，提高教學效果的同時又消除了教學中的安全隱患，是一種創(chuàng)新又切實可行的教學改革。另外，在保證教學順利進行，教師應與時俱進，提高信息化水平，提高對VＲ技術(shù)的掌握和應用水平，探索新的教學方法，開發(fā)設(shè)計新的教學內(nèi)容，切實提高《化工安全技術(shù)》理實一體化課程的教學水平。然而，課題組成員在這條路上僅僅邁出了第一步，本文旨在拋磚引玉，希望讀者、同仁投入到VＲ系統(tǒng)開發(fā)和教學設(shè)計中，加大對VＲ技術(shù)的研究，讓其更好的服務(wù)于職業(yè)院校教學的發(fā)展。

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作者:程雷相 單位:甘肅能源化工職業(yè)學院