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Xin Gui-qiang
(Guangxi Liuzhou Chemical Industry Technical Schools Liuzhou Guangxi 545000)
【Abstract】“chemical engineering principle ” is a specialized basic course by a variety of chemical unit operations. The basic principles and operation teaching of chemical unit operation which is done by using DCS simulation system, laboratories, glass chemical simulation training room , thus improves the methods of traditional teaching. Meanwhile, the organic combination of theory and and practical operation which is more adapted to the requirements of vocational education in the new situation
【Key words】Chemical;Simulation;Practical Training
在化工专业教学中，《化工生产基础》是很重要的一门专业基础课，其特点是以各类化工单元操作为主线，重点介绍各类单元操作的基本原理、流程以及相关设备的设计、调节与操作。在当今职业教育强调操作动手能力培养的形势下，对于《化工生产基础》的实际教学过程中，除了理论知识的传授外，还要进行化工实验、实训基本技能的训练，以满足我们培养从事化工生产合格技术工人的需要，达到全面提高学生动手能力的目的。近年来，我校对《化工生产基础》课程教学进行了一些改革探索，丰富了化工生产基础的教学方法和手段。本文就此方面的探索做一个总结：
1. 化工生产基础实训室的建立与构成 化工实训室是以化工单元操作为主，单元操作系统包括流体输送、传热、传质三大化工传递过程。结合化工仿真的情况，化工生产基础实训室由三个项目构成：
（1）DCS仿真室。所谓仿真，就是虚拟现实技术，由计算机硬件、软件及各种传感器构成的虚拟环境，在此环境下，用户可以与之交互作用。DCS仿真融合了图像处理等各种技术，利用操作软件，以实际生产流程为基础，提高建立生产装置中各种单元操作的动态特征模型以及各种设备的特征模型，从而建立起与各种化工生产操作相关的虚拟环境。其流程原理、控制手段、操作场景、操作界面与化工生产实际情况基本的呈现在学生面前，学生在互动良好的仿真实验平台上进行模拟操作，以便掌握复杂控制系统的运行和调整技术，提高对化工过程动态运行的分析、判断、调整能力。
（2）化工生产基础实验室。该室包括离心泵、传热、雷诺准数、伯努利方程式、吸收等五个化工生产单元的典型项目。
（3）全玻璃化工仿真实训室。该套设备是由天津职业大学模仿化工生产实际研制开发的，共有精馏等七个化工操作单元。该设备的特点是模仿化工实际操作装置，以玻璃制成，其透明，便于学生观察设备运行情况。
2. 化工仿真技术在化工生产基础教学的应用 我校对化工生产基础课程理论和实操的课时、内容进行了一定的调整及运行，从整体教学效果看较为明显，在教学中我们的具体做法是：
2.1 教学方式。
2.1.1 集中式教学。由于我校的实验设备有限，受场地、课时、师资的影响，我们采用了集中时间进行实训的方法。该方法是：采用将DCS仿真为一块内容，玻璃仿真和化工原理为另一块内容，分别由2位老师专门负责实训。DCS仿真开展精馏塔、离心泵、换热器、吸收-解吸、液位控制系统、固定床、间歇反应釜等项目的培训共56学时，实训学生停课三周，专门进行三个项目的操作实训，安排如下：
（1）课时安排见下表：
（2）学生安排： 将每班的学生分为3组，其中2个组进行DCS仿真实训， 1个组的学生进行玻璃仿真与化工生产基础实验的实训，这三个组的学生进行轮换。每个组共完成玻璃仿真实训28学时，DCS 仿真56学时。
2.1.2 整合式：其特点是将化工生产基础理论、DCS仿真、全玻璃仿真、化工生产基础实验四个内容进行整合，实施时将化工生产基础基础按基本单元拆分为流体输送、传热、蒸发、蒸馏、吸收解吸等模块，采用先理论、再DCS仿真、后实训的方式，进行教学。
2.2 化工仿真技术在化工生产基础教学的展开。
（1）DCS仿真教学。在学习了化工生产基础课程中的某个基本单元的理论学习后，进行DCS仿真实训。首先要制定训练计划一览表，让学生明白实训的目的、要求及掌握的程度，每一次上课要掌握的内容，引导学生阅读行操作训练。DCS仿真除了开、停车与正常运行外，还允许教师（或学生）自行设置故障，模拟故障现象，达到提高学生判断问题和解决事故的能力的目的。DCS仿真软件对学生的操作会作出一个评价，学生根据成绩可以判断自己的操作水平；在现实生产中，由于操作失误会出现安全事故，但DCS仿真教学不会引发任何安全问题，学生可以直接从计算机屏幕观察到错误操作所带来的后果，通过所学的知识来判断和纠正错误，掌握正确的操作方法，有利于增强学生分析、解决问题的能力。经过训练一段时间后，学生通过在计算机上对各个单元进行模拟操作，较好的掌握了设备的基本结构、工艺流程以及基本的开、停车步骤和故障判断、处理的方法。
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①涉及的知识面广泛；②工程实践性强；③各单元操作过程相互独立；④设备类型多种多样，且结构复杂；⑤各种操作现象抽象，难于理解；⑥大量利用公式、半经验公式或关联式进行计算，学生记忆困难。高职院校的《化工原理》课程改革，必须转变教育思想，从根本上打破学科教育的模式。针对学生基础普遍薄弱的特点，降低理论要求，建立以职业能力培养为根本的课程体系，打破理论课程与实践课程的界限，加大实践教学比例，突出实践技能的培养。
1 课程内容改革
化工原理课程有完整的理论体系，经过近百年的发展完善，形成了以流体流动与输送、流体与粒子间的相对运动、传热、蒸发、精馏、气体吸收、干燥等过程为主要内容的理论体系。但单纯的讲授理论知识并不适合高职教育的培养目标的要求，以培养“道德素质强、职业技能强、吃苦精神强、适应能力强”毕业生为目标，必须对该课程的传统内容实行必要的整合。根据高职高专教学特点，在教学中应精炼理论知识而强化操作技能。
1.1 精炼理论知识
由于高职高专学生基础知识相对薄弱，而化工原理涉及到大量的高等数学、物理、物理化学、无机化学、有机化学、流体力学等内容，学生在学习过程中比较吃力。教学效果不理想，因此，对该课程理论方面的改革应做到以下几点：
首先，重点讲解方程式的应用。例如伯努利方程式简化公式的推导，重点讲解公式在流体流动问题上的应用；精馏塔理论塔板的计算，可将之前推导操作线方程和气液相平衡关系式进而逐板计算理论板数的模式改为利用现有方程式计算精馏塔板数的模式，省去公式推导过程；传热过程可将重点放在根据传热量求冷热源的需求量、换热面积大小等实际问题上来。再者，强化用理论知识解决实际工程问题的能力，例如分析讨论离心泵常见的“汽蚀”现象危害、产生原因及解决方法；离心泵灌泵的原因；精馏及吸收过程如何提高塔效率；进料量、回流比、温度、压力等对产品质量的影响等实际问题。而这些是学生在工作后常面临的实际问题，易激发学生学习兴趣。
1.2 强化操作技能
针对目前已成型的化工单元操作设备，可进行流体流动与输送、传热、精馏、吸收、干燥、萃取、过滤八个单元操作实训。根据课程特点可开发多个实训项目，突出职业技能的培养。通过实训，锻炼学生的设备操作及参数控制技能，增加学生对实际生产设备的操控能力，进而使学生在第一时间适应企业的工作要求。现代化工机械设备的机械化程度越来越高，很多工作控制环节应用智能控制。机械化、智能化的设备控制运转系统，对操作者的实际动手能力要求很高，因此，化工专业的学生不仅要熟练掌握基本的理论知识，而且更需要经过相应的实际训练，在学校学习过程中，要适当进行操作技能的训练。
1.3 培养学生的专业价值，塑造良好的职业道德
化工原理是一门很严谨的学科，对学生的专业精神有着很高的要求。在实际学习过程中需要学生认真总结化工实验原理，对实验数据要做到精益求精，培养学生的专业价值，化工原理是化学行业遵循的基本理论，在化学技术日益进步的今天，化学材料、化学实验技术，化学应用技术的运用不断向精细化、高端化发展。在实际工作过程中，由于化学实验工作的严密性，任何小的疏忽可能会造成重大失误，这就对化学行业从业者提出了更高的要求，要求每一位从业人员必须具备优良的职业负责精神。在化学工业加工、化学产品生产过程中，技术人员的职业道德素养直接影响产品生产的质量，要知道在化学工业的车间加工生产过程中，任何化学成分的细微变化都会严重影响产品的质量。可以说，职业道德素养对于化学领域从业人员的工作至关重要。
1.4 教材内容要与时俱进，结合化学领域前沿技术，加快新教材编制
化工原理课程是化学领域比较基础的课程，涉及到很多化学工业当前的实用技术，因此，在教材的编写和改革上，学校教材编写负责人员要及时掌握化学领域当前最先进的技术原理，紧密联系实际应用技术，让学生在教材上学到适应化学技术发展的新知识。当前不少学校的教材建设比较滞后，很多知识已经不适应当前社会发展的需求。因此，一定要从教材的建设做好更新工作，为学生提供优秀的教材。
2 教学方法改革
化工原理是一门工程实践性很强的课程。采用传统教科书+黑板的教学模式，教师难讲，学生难学，因此教学方法的改革应是教学改革的重点。为适应现代职业教育发展的需求，利用化工单元操作实训室，实施学训一体“体验式”教学，将教室“搬到”实训室，实现“教、学、做”一体化。具体做法是教师开出任务工单，实施 “六步骤”教学：
第一步，资讯。教师讲解本课程重点理论知识，结合多媒体教学，使理论知识更加生动形象，易于学生掌握。在此基础上提出问题，学生根据自己的理解解决问题，教师再以提问的方式得到学生反馈并对错误进行纠正。第二步，决策。教师布置本节课的实践任务，例如分离乙醇-水的精馏过程，使学生明白本节课的主要实践内容。第三步，计划。在教师的指导下，根据任务及设备性能制定操作步骤，讨论其可行性。第四步，实施。按照步骤进行实训，对设备进行正确的调节、控制。第五步，检查。学生针对自己的实训情况进行分析评价，反思在理论知识及操作中可能存在的问题。第六步，评价。教师对学生理论知识及实践过程的掌握进行评价。并对本任务的重点给予指导性意见。
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中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）13-0061-02
高职高专的人才培养目标是为经济社会培养出适应生产、建设、管理、服务一线需要的、掌握“必需、够用”的专业理论知识、具有较强的高素质技能型人才。“热工理论及应用”是高职高专“电厂热能动力装置”和“火电厂集控运行”（以下简称热动、集控）等专业的一门必修的重要的职业技术基础课程，是福建电力职业技术学院（以下简称“我校”）热动、集控专业开设的第一门职业技术基础课程，安排在大一下学期开课。多年的教学座谈会反馈，该课程难教难学。那么如何在一学期内组织有效的教学，达到培养目标的要求，是摆在任课教师面前的一个重要课题。笔者在多年教学的经验上，总结了以下几点体会。
一、了解学生
1.文化基础总体比较薄弱，学习积极性不高
高职高专学生的录取批次是普通高校的最后一批，文化基础较本科高校的学生要差一些。同时不少学生由于高考成绩的限制，无法进入自己喜欢的学校或专业就读，学习缺乏动力；加上部分学生不适应老师的教学方法，或某些知识点听不懂，又未得到及时解决等原因，造成学生对所学专业或某课程缺乏热情，学习动力不足，影响了学习的积极性。
2.注重动手能力和专业技能
高职高专学生的学习情绪化较强，对于内容枯燥的理论性太强的内容，学习兴趣不高，学习效果不好；而对于实用的实践教学环节，他们的学习兴趣明显高于理论课程的学习，学习的积极性和主动性较高。
二、熟悉教材
1.课程的内容和教学目标
我校选用的教材，是由武汉电力职业技术学院景朝晖主编的《热工理论及应用》（第二版）。该教材包括工程热力学和传热学两部分的内容，其中工程热力学部分是研究热能和机械能相互转换的规律，以及在火电厂中的应用；传热学部分是研究热能传递的规律，以及在火电厂中的应用。[1]
学生通过学习，应掌握热力学和传热学的基本理论，能正确运用热力学知识定性分析和定量计算基本热力过程和蒸汽动力循环的技能，运用传热学知识定性分析和定量计算传热过程的技能，为后续的如锅炉、汽轮机、热力发电厂等职业技术课程的学习奠定基础，并为今后从事相关工作提供重要的基础理论。
2.课程的特点
工程热力学部分内容的特点是：内容多而且理论性较强、概念多而且抽象难理解、公式较多而且应用条件复杂。[2]传热学部分内容的特点是：三种传热方式有不同的传热机理、表现，自成体系，所以内容连贯性和系统性较差，但又有一定的规律可循。[3]
三、讲究教学方法、注重教学手段
1.培养学生的学习兴趣
笔者安排在学院的仿真机教室上第一次课，通过投影简介火电厂的生产过程和各种热工设备在火电厂中的应用、作用及所处的地位，让学生初步了解该课程所介绍的热工设备都是电厂生产中实实在在的东西，这些设备运行得正常与否，会直接影响到电厂生产的安全性和经济性；再提出一些诸如冬天用手分别触摸同一环境中的木块和铁块，为何感到铁块很凉，是因为铁块温度比木块温度低吗，[4]夏天吹电风扇为何感到凉快等生活中的实例。这些是生活中的常识，但又无法完全地解释清楚，这样学生就会带着好奇心去学习，于是就激发了学生的学习动机，培养了学生的学习兴趣。
第一次课，就给学生简介该课程的内容、特点和教学目标，让学生对该课程的总体情况有所了解，以便做好心理准备。另外，第一次课就给学生交代清楚该课程的学业成绩评价方法，并非仅仅通过期末闭卷考试来确定的，而是采用综合的评价方法，并且非常注重学习过程的成绩，使学生重视该课程的各个教学环节。
2.重组教学内容
在有限的课时里，紧紧围绕技能型人才的培养目标，根据“按需施教、学以致用”的原则，重组教学内容。“精讲”重点内容，比如对工程热力学部分，精讲压力、功、热量、焓、熵、可逆过程等基本概念和性质，理想气体的四个基本热力过程，热力学第一、二定律的涵义和在电厂中的应用，以及水蒸气的性质，状态和状态参数的确定和蒸汽的动力循环等，特别是蒸汽的动力循环；传热学部分，精讲三种传热方式的基本规律和传热器在电厂中应用的传热实例分析，传热的增强与削弱等，特别是传热器在电厂中应用的传热实例分析。
同时，上每一次课之前都要先给学生说明教学目标和重点、难点，这样就不会让学生感到盲目和主次不分。
3.灵活多样的教学方法
在教学中，教师可实行启发式、讨论式、互动式等教学方法，采用归纳法进行讲授，鼓励学生在自学的基础上提出问题、相互探讨、独立思考，然后由教师进行分析、总结，使学生不仅知其然，也知其所以然，能够建立自己的知识体系。[5]对一些有区别又有联系，而且难以理解的内容，教师通过上述教学方式，再列表归纳比较，可帮助学生加深理解。例如工程热力学部分：开口系稳定流动能量方程式的四个简化式；体积功、技术功、轴功、流动净功的涵义、表达式；理想气体四个基本热力过程的方程、比热、内能和焓的变化以及功和热量交换的表达式；朗肯循环、再热循环、回热循环、热电合供循环的汽耗率、热效率的表达式；传热学部分导热、对流、辐射三种传热方式的机理、表达式等内容，都可通过多种方法来组织教学，充分发挥学生的潜能，活跃课堂气氛，以此提高教学效果。在讲授传热学中用到的热阻和网络图时，将其与电工学中的电阻和电路图联系起来，学生就很容易理解并掌握了。
在讲授各知识点的时候，应时刻牢记高职高专的培养目标是培养第一线技能型的人才，因此应尽量讲该知识在电厂生产实际中的应用。
4.精选例题
由于受时间的限制，为了加深对重要公式的理解，必须精选有关本专业方向的、紧密联系电厂生产实际的例题，例如开口系稳定流动的能量方程的应用，朗肯循环、再热循环、回热循环和热电合供循环的经济指标的计算，导热、对流、辐射及换热器的传热计算等。
5.采用现代化的教学手段
高职高专教育是要培养高素质技能型人才，其特点是强化理论联系实际，因此在教学方法方面要强调工程实践性。在教学中，组织学生看幻灯片、动画展示，到学院模型室参观锅炉、汽轮机、回热加热器、空气预热器等模型，到学院实训中心参观水泵、风机等实物的办法，来分析它们构造、工作原理，以提高学生的感性认识，增强直观教学效果。但在推导一些简单的公式和讲解例题时，要用传统的板书方法，以展示分析和计算的过程。同时为了弥补多媒体教学进度太快的不足，教师可让学生把课件拷贝回去复习。
同时，为了理论联系实际，我校安排了下厂参观、认识实习、运行或检修实习（实训）等实践教学环节，让学生亲身感受电厂实际的工作氛围，缩小学校与电厂的距离。
6.培养获取信息的能力
工程热力学部分的内容已建成院级精品课程，一些相关的教学资料，如教师电子教案、课件、习题解答、实验指导书、学习指导书、参考文献目录、授课录像等均已上网络，任课教师应指导学生上网查阅，方便了学生自主学习。同时，我校还开通了教学论坛，便于师生课外交流、探讨。传热学部分的教学内容还未建成和上网，这样就告诉学生上其他兄弟院校的精品课程网站。
随着经济全球化的不断深入及知识、信息技术等的不断普及和火电厂新设备、新技术、新工艺的不断应用，高职高专学生需要培养创新精神和开拓能力，因此教师要在教学中训练学生利用Internet 获取相关信息的能力。
7.适时开展第二课堂，提高学生实践能力[6]
学院从设备、场地和资金上给予大力支持，选派教师跟踪指导、组织学生开展各类竞赛活动，如专业论文评奖、专业知识竞赛，适时结合实验、参观毕业班学生火电厂仿真系统的操作技能竞赛和就业应聘现场模拟会等活动，将课堂教学与课外活动有机结合起来，让学生感受职业氛围，培养严谨的工作作风，进一步激发学生的专业兴趣，提高学生职业素质和专业实践能力。
8.采用综合的学业成绩评价方式
改革一门课程、一份试卷、一个成绩的传统的学生学业成绩评价方式，采用综合评价，注重学习过程。此外，还应考虑学生的独特见解方面的成绩，且所占比例不应该小。如通过课外作业、课堂提问、课后辅导等途径加以收集，列成表格，建立《学生学业成绩登记表》，如表1。
四、结束语
为了使毕业生符合高素质技能型人才的要求，笔者通过分析高职高专学生的特点、培养学生的学习兴趣、重组教学内容、适时开展第二课堂、综合评价学生的学业成绩等教学方法和手段等方面进行了改革与创新，创造一个良好的学习氛围，培养了学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力，提高了教学效果。
参考文献：
[1]景朝晖.热工理论及应用(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2009.
[2]曾冬琪,林小闹.提高“工程热力学”教学质量的方法漫谈[J].中国电力教育,2010,(16).
[3]吴怡,雒婧.“传热学”教学方法探讨[J].中国电力教育,2011,(7).
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1应用型本科学校与“传热学”课程的主要特点与矛盾
1.1应用型本科学校的主要特点
应用型本科学校的主体是“应用”，这类学校的出现也正体现了当今社会的发展趋势。在新的社会发展背景下，高等教育的主要方向逐渐转向培养满足社会和经济发展需要的综合性人才。高校应积极探索新的学科方向、专业结构和课程体系，教师应通过更新教学内容和教学手段，提高教学质量，为社会培养具有更强适应力和竞争力的毕业生。
南京工业大学浦江学院作为我国本三类应用型学校，其生源质量上不如本一、本二类院校，普遍具有以下特点：心理上表现为思想不够成熟，意志薄弱、缺乏刻苦钻研的精神；学习上表现为知识储备量少，基础知识相对薄弱，并且缺少良好的学习习惯。因此，本三类学生的培养既不能以本一、本二类学术型、科研型人才为目标，也不能按照高职类纯操作型、岗位型的人才培养，而是应该立足于自身情况，在教育中既让学生掌握理论知识，又锻炼学生动手能力，从而培养出一批既具有专业知识，又具备动手技能，符合社会和经济发展需求的应用型人才。
1.2“传热学”课程的主要特点
“传热学”是建环、能源、动力等理工科专业交叉的经典学科，始于工业革命时期，发展至今已经有了一百多年的历史，核心理论体系是传热的三大基本理论，即热传导、热对流和热辐射。该课程建立在基础课“高等数学”、专业基础课“工程热力学”、“流体力学”等课程之上。其基本理论，如传热基本定律、传热方式、传热条件、影响传热的因素、增强和减弱传热的方法等，又是暖通空{、供热工程、制冷技术等工程技术中所有涉及热量传递规律理论的基础。所以，传热学中涉及的定律多、公式多、概念多、方法多，且这些定律、公式、概念与方法应用十分广泛。
针对应用型本科学校的学生，在学习该门课程时，首先要注意系统掌握有关热量传递的基本知识，提高分析和计算传热问题的能力，提升基本的实验技能。另外，教师还应通过实验、实习等实践教学方式，培养学生的动手能力，从而使之掌握相关热工流体设备的设计与使用方法，培养学生的工程实践能力。
1.3应用型本科学校与“传热学”课程的主要矛盾
应用型本科学校的生源大多不具备较为丰富的知识储备和较强的学习能力，但是由于传热学中涉及的公式、概念和定律数量多、范围广，学生在学习过程中普遍存在以下问题：“
（1）概念理解不深刻。传热学以高等数学等学科为基础，涉及的实际应用学科又较为广泛，并经常会用到较深的数理基础知识。因此本来就基础薄弱的学生对如此庞杂的概念和公式只能机械记忆，而难以深刻理解。
（2）分析计算能力弱。传热学课程中的热传导、热对流与热辐射的计算和推导涉及大量的经验公式与数理方法，计算过程繁杂且难度较大。很多学生面对计算时只会生搬硬套已有公式，不能捋清正确的计算步骤和方法。
（3）理论、实践结合能力弱。受传统教学方式的影响，学生在学习过程中更多停留在理论层面，难以针对实际问题的特点运用已有的知识进行具体分析，并利用传热理论解决实际生产、生活问题。
针对上面几点普遍存在的问题，结合应用型本科学校的培养方针和具体特点，在培养方式上，首先应该引导学生正确认识应用型本科学校的培养方针和目标，具体到学习传热学的基本要求及在专业学习中的重要性，帮助学生正确定位传热学在专业知识体系中的位置；同时切实改革“传热学”课程的教学方法，以将学生培养成符合社会和经济发展需求的应用型人才为目标，合理安排课程教学。
2课程建设
2.1认真了解授课对象
该课程的授课对象是指该校建环专业大二或大三的全体学生，教师应充分了解这些学生的心理特征、知识基础与培养目标，根据学生的具体特点，结合学校的教学能力，树立正确的教学目标，选择合适的教学方法，活化自己的教学艺术。
2.2合理选择教学内容
南京工业大学浦江学院建环专业使用的教材是由杨世铭、陶文铨编著（高等教育出版社，2006）的“传热学”（第四版），该教材将学生对基本概念、基本理论和基本计算方法的理解作为第一任务，对基本知识点进行详细的叙述，对传热学中一些重要概念、公式和计算进行分步介绍，并深入剖析公式背后的理论，并适时的结合实际的例题，阐述传热学在建环专业相关案例中的应用。
2.3积极重组考核内容
传热学考核应分为闭卷考试（60%）、平时作业（15%）、学习表现（10%）和研究性学习（15%）四个部分。其中闭卷考试主要是为了加强学生对课程的记忆，考试内容为传热学的基本概念、理论和计算方法；平时作业是为了帮助学生在课后巩固当天的学习内容，包括一般性的习题，综合性工程问题的解答以及安排的相关实验等；学习表现主要是反映学生在平时课堂上的表现，如回答问题、参与课堂讨论的情况。研究性学习可以培养学生的动手能力，训练学生运用知识的熟练程度，提高学生独立思考的能力，同时积极调动学生的主观能动性，为培养创新能力创造机会。如：通过给定一个换热目的，让学生自行设计一台换热器或完成换热相关的数值模拟等。相比于传统的考核方式，通过这四个方面的组合，可提高学生对传热学的学习兴趣，从而提高教学质量。
2.4打造“双师型”教师
所谓“双师型”教师是指具备以下两方面能力的教师：在理论上具有较高的专业理论水平和教学水平，同时具有较强的科研能力：在实践上具有熟练的专业实践技能，能够组织生产经营，能够指导学生进行自主创新创业。
作为应用型本科学校的教师，都应该以成为“双师型”教师为目标，严格要求自己：及时了解和掌握所授专业最新科技动态和行业发展水平；在教学中通过专业授课、实训、实习等方式，使学生掌握必需的职业技能；引领学生学会理论联系实际，掌握分析问题和解决实际问题的能力，提高学生自身技能；通过介绍当下最新研究成果和行业新型技术等活动，培养学生的技术革新意识和动手能力。
3课程教学方法的改革
3.1注重启发、注重兴趣
“传热学”课程贴近生活，可以很好地解决生活中遇到的问题，应该引导和启发学生主动进行思考，提高学生的学习兴趣。
例如学习之初，在课堂上提出生活中显而易见但却容易被大家忽略的问题，如“冬天的时候为什么白天太阳晒过的棉被，晚上盖起来会比较暖和？并且经过拍打之后，效果会更加明显？”这种与生活息息相关的问题，可以让学生带着疑问与热情跟着老师去探索传热学藏在生活当中的秘密。
3.2融入最新科技
随着科技的不断发展，传热学的许多理论被应用到很多专业工程领域的最新成果中，在课堂上应向学生介绍传热学发展的最新研究成果，如抵荡热学、微尺度传热学以及纳米流体、微肋管等新型换热设备等。当然对于刚刚接触本学科的本科生而言，理解这些新概念、认识这些新现象、了解这些新设备都是比较困难的，但从人才培养的长远角度来讲，这样的教学方法可以拓展学生的视野，提高学生的创新意识。
3.3教学多样化
（1）多媒体教学：随着信息技术的飞速发展，使得传统的教学模式有了很大的变化，PPT、动画、视频等多媒体技术的介入，对理解一些抽象的术语、概念和定理有了很大的帮助。教师应该充分利用这些新的教学工具，解决教学中的一些复杂问题，例如可以用动画等方式将传热学中一些难以理解的问题直观、生动地传递给学生，从而营造一种立体的、全面的、轻松的、动态的学习场景，激发学生的学习热情。（2）模型教学：课堂教学时配备一部分教学模型，如换热器模型，让每位学生在学到相应知识点时，能够近距离接触设备实体，有个感官的概念，以培养学生的动手操作能力及空间想象思维。
3.4注重实用软件
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一、精馏实训的特点
1.工程背景较强
在化学工业中，物质的分离是不可或缺的重要一环，而精馏则是应用十分广泛的一种物质分离提纯方法。精馏塔是化工厂的关键设备，它的操作直接影响整个工厂的产品质量、生产成本和利润，广泛用于化工、石油、石油化工、动力、冶金等工业部门，特别是在石油炼制和产品加工提纯工艺中，更是占有重要地位。可见，精馏是化工生产中必不可少的单元操作，对于化工及相关专业开设相关精馏单元过程的实训是必不可少的。
2.仿真与现场教学相结合
化工仿真实训是利用计算机模拟显示的操作控制环境，为实习受训人员提供安全、经济的离线训练条件，具有很强的实践性和可操作性。精馏塔仿真实训，主要包括精馏塔的冷态开车、正常停车、事故处理等过程的操作技能的培训。
学生可以在仿真系统中反复进行装置的开车、停车、正常操作等训练，还可以进行事故的设置与处理、工艺指标的调整等训练。学生可以从屏幕上感受到工艺参数，如温度、压力、流量、液位等的变化情况，有一种身临其境的感觉。仿真系统具有实际装置无法实现的开放性、灵活性、多样性和实时交互性等功能特点。因此，它是职业技能培训的理想平台。
3.现场精馏装置动手操作
学生除了通过仿真练习操作之外，还可以通过现场精馏装置亲自动手操作。通过近距离观察和操作，可以让学生了解精馏塔的结构和各部分的功能。通过亲自动手操作，可以增强学生的动手能力，并可以加深对理论的认识，比如，学生可以观察到液泛、气沫夹带等现象，了解回流比的改变对产品浓度的影响。
4.注重培养独立解决问题的能力
在实训过程中以小见大，及时捕捉或提出实际工程问题，探讨解决方法，是建立工程观念的一条有效途径。［1］实际工程问题可以在实训讲解时提出，也可以在实训操作过程中提出，关键是要让学生充分思考后，独立提出解决方法。如在精馏操作中，出现漏液现象应该如何排除？精馏塔出现液泛现象该怎么办？如何提高塔顶馏出液浓度？要求学生能根据精馏分离的物料性能和分离的工艺要求，对指定的精馏装置进行开车、停车操作，通过对工艺参数的调节和优化从而稳定整个操作的处理过程，能根据获取的各种操作数据正确判断精馏操作的发展趋势。在精馏过程出现故障时，能根据仪表显示的参数及时做出判断，并分析产生故障的原因，选择消除故障的正确操作措施。通过理论来指导实践，同时通过实践来加深对精馏的认识，这样逐步地在实训过程中通过各种各样的问题来引导学生分析现象，剖析原因，既能培养学生分析问题，解决问题的能力，同时也能够提高学生的工程意识。
二、实训教学的实施
1.布置预习任务
指导教师实训前要布置好实训任务，提出具体要求：（1）让学生明确实训的目的和要求――a、熟悉精馏流程及精馏塔的结构；b、掌握精馏塔的操作；c、分离酒精水溶液。（2）让学生自主熟悉现场装置，自己讲解整个装置及各部分的作用，并绘制出流程图。（3）复习操作原理，让学生明白操作原理以便更好地实践；让学生带着问题去观察传热设备，并思考、得出自己的结论，最后实训教师要对学生的结论进行点评并进行总结。
2.任务驱动法教学
实训开始，以提问形式让学生熟悉现场装置的名称、作用、操作方法和注意事项，摸索工艺流程。视学生掌握的情况进行有针对的讲解，然后给学生下达任务。
本实训任务为操作精馏塔来分离提纯13%～15%乙醇水溶液，使其产品纯度在90%之上。这一大任务里再分为下面几个小任务：一、全回流操作稳定并测试数据；二、部分回流操作稳定并测试数据，然后是每个小任务又分为下面几个小部分。（1）熟悉工艺流程，了解各部分功能；（2）会开车、停车操作；（3）会正确记录数据；（4）仪表会调试；（5）会判断系统稳定性；（6）产品的质量能够达到分离指标要求。
任务布置下去以后，先让学生分组进行讨论，逐步摸索装置和设备，然后提出方案，教师根据学生的设计方案进行点评。整个过程采用讨论形式，当最后达成一致后，让学生动手完成此项目，并在学生解决任务的时候从旁辅助。采取“任务驱动”教学法组织实训教学，可以帮助学生明确训练目标，充分调动学生的积极性，使学生从被动应付转变为主动投入，真正让学生成为学习的主体，教师只是辅助。这样能从根本上改变一人做多人看的现象，有助于团队协作精神与创新意识的培养。通过任务驱动，在调动学生自主学习、激发学生创新意识的同时，用“任务”来控制课堂教学的程序，用“任务”来管理教学活动，能够保质保量地完成教学任务。
3.团队协作
在实验场所中，学生是学习的主人，始终处在主体地位，教师则是学生学习的组织者、导航者和服务者。学生自主协作学习，突破难点（如全回流如何向部分回流跨度），完成学习任务。在尊重学生自愿结合的基础上，根据男女性别、个性差异、能力强弱等情况进行分组，这样有利于学生的协作学习，有利于开展公平竞争。我们将根据精馏实训平台特点，给每个组分配一个大任务，然后学生自己考虑把任务再具体分解给每一个成员（如有的同学负责取样分析样品，有的同学负责控制现场的阀门，有的同学负责监控参数的变化，有的同学负责操作）。这样能从根本上改变一人做多人看的现象，还有助于培养团队内部的协作与小组之间的竞争意识。
三、实训效果的检查
实训教学的考核是确保实训质量的重要手段。应规范实训教学考核办法，保证实训教学质量。首先要制定实训教学考核办法及实训成绩评定办法等实训教学文件。实训考核重操作。考核分为两部分，一部分是基础知识问答，另一部分是操作题目。前者强调学生专业知识根基，后者强调实践能力，让学生学会把理论知识应用到实践中，培养和提高解决化学工业生产过程中的实际问题的能力。
四、结语
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引言：
我校《锅炉原理》课程的授课对象是能源与动力工程（原热能与动力工程）专业的本科生，本课程是一门综合性、实践性较强的主干专业学位课程，具有浓郁的电力生产特色。我校这门课程为上海市教委重点建设课程和上海市精品课程。为了适应能源与动力工程专业“卓越工程师教育培养计划”要求，强化学生工程能力和创新能力的培养，本课程在教学过程中加强了实验教学，培养学生分析和解决实际问题的能力。
《锅炉原理》课程是以“电站锅炉”为研究对象，通过本课程的学习，使学生初步掌握综合应用已学的专业工程热力学、工程流体力学、传热学和工程燃烧学合分析的方法。本课程以其他专业基础课程（比如：工程热力学、工程流体力学、传热学和工程燃烧学）为基础，与实际电厂生产之间联系紧密，需要在讲授过程中将理论与实践紧密结合，使学生注意掌握将理论应用于实践的方法。
实验、实践教学在培养学生严谨的科学思维和创新能力、理论联系实际，特别是与科学技术发展相适应的综合能力方面有着不可替代的作用。在《锅炉原理》课程教学过程中，运用锅炉原理的基本知识及方法解决工程实际问题是教学的目的也是教学的难点。为此，必须加强实践教学环节，增加实习和综合性实验内容，以助学生对《锅炉原理》课程理论教学内容的理解和解决工程实际问题方法的掌握。针对电力行业特色，课题组对《锅炉原理》课程实验内容进行了精心设计、改革了实验方法、改进了考核方式，形成了一套完整的实验教学体系，包括综合性实验、锅炉实习参观、计算机仿真训练以及检修实训。在帮助学生充分理解并掌握教学内容的基础上，增强动手能力，拓展第二课堂、提高创新能力。
一、《锅炉原理》课程的实验教学目的与基本要求
实验教学的目的：通过锅炉课程的实验使学生获得锅炉实验技能的基本训练，掌握锅炉实验的基本方法，学会常规测量仪器的使用方法，同时借助实验中显示的物理化学的现象和数据，进一步深化对“锅炉原理”课程中有关重要理论和概念的理解。同时掌握实验基本方法，锻炼动手能力，培养创新思维。
基本要求：
（1）通过实验使学生强化对锅炉理论知识的认识、验证理论知识的结论。
（2）使学生掌握常规仪器的基本原理与使用，学会完成实验的方法和操作程序。
（3）学会从实验数据的分析中得出反映基本原理和定律的结论。
（4）整理实验过程取得的数据，完成实验报告。
（5）学习完成简单的设计性的实验。
（6）通过实验教学环节培养学生实事求是、遵循客观规律的科学态度和严谨认真的工作作风。
二、《锅炉原理》课程的实验教学内容
依据实验教学的开课目的，《锅炉原理》实践教学内容设计为综合性实验、锅炉实习参观、计算机仿真训练以及检修实训四个部分。通过综合性实验和电厂实习参观，使学生进一步加深燃料成分、锅炉热平衡、锅炉热偏差的形成机理以及锅炉设备及系统的理解，并掌握基本实验方法和测试技术；通过计算机仿真训练，开展形象教学，可从根本上改变专业课程教学中存在的涉及大型设备、复杂系统，在课堂上难以讲解和学习的设备运行及工作过程等问题；而检修实训的主要目的是培养和提高学生动手能力和综合应用能力的实践环节，也是强化学生工程师基本技能的训练，培养和加强学生的实践能力和创新能力。通过实训，学生可以了解锅炉的泵与风机、燃烧设备等的结构特点、工作方式及有关的技术经济指标，熟悉锅炉设备的结构和性能、设计及计算方法，将理论和生产实践相结合，巩固和扩大专业知识面。
结合《锅炉原理》理论教学的授课模块：燃料及燃烧特性、燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡、煤粉制备及系统、锅炉受热面、锅炉工作原理等，开设了相应的实验教学：燃料的工业分析实验、燃料的元素分析实验、燃料发热量测定实验、灰熔点测定实验、锅炉热平衡实验、煤粉细度测量实验、过热器热偏差实验。受实验时数的限制，上述实验部分是作为第一课堂必修实验进行的，而部分是放在第二课堂选做的。再结合校企合作平台，第二课堂上还开展了相应的锅炉检修和实训，作为相应实验课程的有力补充，锻炼动手能力，培养创新思维能力，提高创新能力。
三、锅炉原理实验教学模式的探索
为了培养学生的动手能力和创新能力，《锅炉原理》课程的实验室是开放式实验室，实验分为必做和选做两类。对于教学必做的实验，由于受到实验台套数的限制，所以每个实验都按照实验台套数将学生人数控制在与实验台套数相适应的组别来排实验，使学生有独立操作机会。每次实验，实验老师都付出很多的时间和心血。对于选做的锅炉实验，学生提前一周提交实验申请，实验教师把相关的仪器、设备、系统、实验工具等准备好，学生可以随时到开放式实验室进行相关实验的操作。对于复杂的实验，学生可以自行组队，然后进入实验室进行团队协作，操作实验设备和仪器，并主动思考实验过程中遇到的现象和问题，通过团队合作解决实验中出现的问题，记录和整理实验数据，进行数据分析和实验总结。学生在做实验的过程中，可有效提高动手能力、团队协作精神、独立思考并分析解决问题能力以及自主创新能力。
四、锅炉原理实验教学考核方式
实验考核是对学生实验能力的全面检查，也是对教师教学效果的检查。同时，实验进行相应的考核能够给学生压力和动力，促使学生重视实验课程。实验课程传统的考核方式多是依据学生提交的实验报告质量来确定，这种实验考核方式重点考察了实验成果而忽视了做实验的过程，有一定的合理性，但同时也带有实验指导教师的主观性，导致一部分学生不重视实验过程，甚至出现了个别学生抄袭他人实验报告的情况，而教师仅根据实验报告是无法判定哪份报告是抄袭的，这就不可避免会出现个别对待实验敷衍了事的学生，但其实验报告写得很好，所以其实验考核成绩比那些认真做实验学生的要高的不合理现象，这会挫伤部分学生进行实验的积极性、主动性和创造性。为此，课题组对传统的考核方式进行了改革，将成果考核改为过程考核。把成绩分为五部分，包括：实验准备过程、实验操作过程、实验数据分析、实验报告和实验创新。采用过程考核方式，可以考察学生的综合表现。实验准备过程考核主要是考查学生对实验的预习情况；实验操作过程考核主要考查学生实验操作过程的动力能力、实验操作的规范性和正确性；实验数据分析主要考查学生实验数据的准确性及数据处理方法的合理性；实验报告主要考查学生对整个实验的综合整理能力；实验创新主要考查学生通过本次实验，在操作方法上、数据处理上有无改进或创新，或把本次实验的理念、原理等向外拓展，提出新的实验。实验教师根据以上五个环节进行综合评分，给出总评成绩。通过这种考核方式给出的实验综合成绩，实现对学生的学习态度、观察能力、动手能力、思维能力、综合分析能力、创新能力的全面考查。这种考核方式可充分反映学生对实验课的学习态度、知识掌握、动手能力和拓展创新能力等综合素质，进一步促进实验教学质量的提高。
五、结束语
《锅炉原理》课程的实验教学是将《锅炉原理》教材的理论知识与工程实践相结合、基础理论学习与实验能力培养相结合的教学活动，是培养学生创新能力的重要环节。针对电力行业特色，进行了《锅炉原理》课程实验内容的设计、实验方法的改革、考核方式的改进，形成了完整的实验教学体系，包括综合性实验、锅炉实习参观、计算机仿真训练以及检修实训，有利于学生充分理解并掌握教学内容，增强动手能力，拓展第二课堂，提高创新能力。这种实验教学方法得到了学生的一致好评，教学质量提高明显。
篇7
一、基于工作过程导向，重构课程内容体系，全面实施“项目化教学”
“化工原理”课程遵循学生职业能力培养的基本规律，打破学科体系，重新构建教学内容。以真实工作任务及其工作过程为依据，整合序化教学内容，与行业企业合作进行基于工作过程的项目化课程开发与设计，全面实施“项目化教学”，把整个学习内容归纳分解为“流体输送系统的认识”“液体的压力测量”“管子的连接和阀门的安装及使用”“列管换热器的选型”等16个项目，科学引导学生对知识的掌握和强化应用能力的训练，突出本课程的应用性、工程性特点，激发学生学习本课程的积极性。“项目化教学”是以项目为载体，工作任务为驱动，工作过程为行动导向，以能力为目标，以学生为主体，将理论与实践有机结合，“教、学、做”一体化，使学生在完成任务的过程中掌握知识和技能。
通过教师到企业生产岗位调查，对企业一线技术骨干、工程技术人员和管理人员的访谈，完成化工单元操作岗位核心能力工作分析表，然后在企业人员共同参与的情况下，针对工作分析表分解出任务表，确定化工单元操作的工作过程作为课程的主线，并据此设计教学项目和学习任务。它是从生产实际出发，选择典型事例作为教学的主题，以实践为导向，教师为主导，学生为主体，师生通过共同实施一个完整的项目工作，并且共同评价项目工作成果而进行的教学活动。遵循“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”这一“行动导向的教学观”进行教学设计。本课程采用“教、学、做”合一的职教模式，在理实一体多媒体教室，实施开放式的教学方式，采取分组教学，发挥学生的主体作用，学生自主设计、策划、完成、评价整个工作任务。学生为完成工作任务，在获取信息、设计方案、制定操作规程、操作等完整实践过程中“做中学，学中做”，从而掌握职业技能、获得专业知识。根据“行为导向”原则，使学生在完成工作任务的同时，构建自己的经验和知识体系，运用新学习的知识与技能解决过去从未遇到的问题。在每个项目教学内容完成后，选用实际工程案例对其综合分析、解剖和总结，由此巩固学生所学知识和增强工程应用的意识。
基于建构主义的项目教学法与传统的教学法相比，有很大的区别，主要表现在改变了传统的三个中心：由以教师为中心转变为以学生为中心，由以课本为中心转变为以“项目”为中心，由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。课程追踪企业对岗位人员的考核评价标准，根据行业技术水平的不断发展，定期开展岗位工作调查，进行典型工作任务分析，努力追求工作过程系统化的课程教学模式，以满足不断提高的技术对从业人员的要求。
二、建立基于行动导向的“教学做”一体化职教模式
本课程主要是将“项目化教学”“案例教学”“多媒体教学”“化工单元操作综合实训”“化工单元操作课程设计”“计算机化工单元仿真实训”“参观实习”“生产性实训”“企业顶岗实习”“先进辅助教学手段”“网络教学技术”等多种教学方式有机地结合起来，融专业知识培养和素质教育、教学和生产实践为一体。构建全面提高学生职业素质，突出实践能力的“教、学、做”一体化的技能培养模式。
以培养学生具备基本职业素养和技能为目标，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点。科学设计学习性工作任务，改革教学方法和手段，合理设计实训、实习等教学环节，融“教、学、做”为一体，强化学生能力的培养。进行化工单元操作实验，探索学生校内学习与实际工作的一致性，课堂与实习地点的一体化。化工课程设计包括：列管式换热器设计、填料吸收塔工艺设计、板式精馏塔工艺设计等。计算机化工仿真实训技术，开发了虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。加强优质教学资源和网络信息资源的利用，把现代信息技术作为提高教学质量的重要手段，不断推进教学资源的共建共享，扩大受益面。 转贴于
1 化工单元操作综合实训室。学院投资300万元建成了“化工生产实训基地”，包括化工单元操作实训室、化工校内实训基地，总建筑面积达2000平方米，拥有雷诺实验、柏努利实验、流体流动综合实训装置、阻力综合实训装置、离心泵性能综合实训装置、管路拆装实训装置、传热综合实训装置、过滤综合实训装置、精馏操作综合实训装置、吸收操作综合实训装置、干燥综合实训装置、流态化干燥综合实训装置、气体膜分离综合实训装置、洞道干燥实验装置、板框过滤机及过滤实验装置、双锥回转真空干燥器、箱式干燥器、水环式真空泵、结晶器、DCS化工过程控制系统等实验实训装置一百多台套。经过多年的建设，综合实训室现具有符合要求的各种设备，功能齐全，实训效果良好，能够满足化工原理“教、学、做”一体化教学的要求。
2 化工仿真实训室。学院建设了化工单元仿真实训室及化工装置仿真实训室，配置了200台计算机和北京东方仿真公司的化工仿真实训软件。通过形象、科学、简易、安全、经济、有效的化工仿真模拟技术，可进行化工单元仿真实训和模拟真实的化工生产操作。化工单元仿真实训包括：离心泵、精馏塔、换热器、液位控制、吸收解吸、固定床反应器、流化床反应器、压缩机等。化工生产仿真实训操作包括：乙烯、聚丙烯、乙醛氧化制醋酸、催化裂化、催化重整等装置，具有模拟工厂开车、停车、正常运行和各种事故现象的处理，再现真实生产过程的实施动态特性。达到了既能对生产实际有一个很好的认识，又能亲自动手进行反复操作，更全面、具体、安全和深入地了解不同的化工生产操作，锻炼提高了学生的专业应用技能。
3 先进辅助教学手段和网络教学资源。配套了先进的辅助教学设施，如教学课件、教学录像片以及教学模型等。围绕教学内容制作课程的ppt、Flash动画素材、CAI教学短片，以及网络教程和习题训练等，利用人机相交界面的多媒体效果，拓展学生视野，提高了学生的学习积极性、学习兴趣和学习效果。同时提升了教学团队应用现代教育技术设施的能力，显示了利用现代教育技术和教学设施开展专业课教学的优势和成果。《化工原理》课程配套的课程标准、授课计划、教案、习题、授课录像、实训指导书及参考文献目录等都已经在校园网上开放，初步实现了优质教育资源共享。
三、大力推进工学结合，校企合作，培养高素质技能型人才
1 校外实习基地的建设与利用。加强建设实训实习基地是彰显高职办学特色、提高教学质量的重点。学院大力开展校内实训基地建设，不断改善实训实习条件，建成中央财政支持的校内生产性实训实习基地；并且根据化工技术专业的人才培养要求，充分利用泸天化、四川天华等二十多家大型化工企业，建设适合化工专业人才培养要求的校外实训实习基地。校企共建“校中厂、厂中校”实训实习基地。以校企合作为模式，进行参观实习，师生共同参与校内外生产性实训和企业顶岗实习，提高了学生的实际动手能力，强化了学生能力的培养。并且建立了完整的教学质量保证体系和“多元性”的考核评价体系，取得了良好的教学效果。
篇8
Key words：manual welding;soldering iron;welding quality;solder joint defects
1.引言
随着回流焊技术和波峰焊接技术的普遍应用，电子产品生产中电烙铁使用率相应地减少了，但在批量少和品种多，以及插件元器件、贴片元器件并存的情况下，在教学、科研、返工和返修的过程中，手工焊接依然能发挥其不可替代的作用。手工焊接[1]已成为电子元器件调试维修的一项基本操作，也是高等院校电子类专业学生必备的基本技能。只有充分了解手工焊接的基本原理，熟悉影响焊接质量的各种因素，掌握正确的焊接方法，才能提高电子元器件焊接的质量。
2.焊点形成的机理
焊点的形成[2]都是经过三个阶段即润湿、扩散和形成结合层。润湿就是在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。扩散是指焊料与焊件金属彼此扩散即流动性好，这种扩散在两者之间形成一种新的金属合金层，将它们结合成一个整体。形成结合层是指熔融焊料通过毛细管作用力渗入焊缝，在接触面上形成牢固的金属合金层。其中润湿是最重要的阶段，没有润湿，焊接就无法进行。因此，手工焊接就是将焊料和焊件同时加热到一定温度时，在不同的金属表面之间相互润湿、扩散，并最终形成结合层的过程。
手工焊接应达到的工艺要求为：
①焊点必须焊牢，每个焊点都是被焊料包围的接点，具有一定的机械强度。②焊点的焊锡液必须充分渗透焊接面，形成结合层，其接触电阻要小，具有良好的导电性能。③焊点外形美观，表面干净、光滑并有光泽，大小适当。④焊点外形为以引线为中心，匀称地成裙形（弓形）拉开，弓形向下凹，近似于圆椎体，表面微下凹，椎面与电路板的夹角为40?～45?，焊料与焊件交接处平滑，接触角小。如图1所示。
图1 合格焊点的外形图
3.手工焊接的工艺方法
一个焊点的操作可分解为五个步骤，准备、加热、送焊丝、移去焊丝、撤离电烙铁，即五步焊接法[3]。如图2所示。
图2 五步焊接法示意图
3.1 准备施焊
将焊接所需材料、工具准备好，对被焊物的表面要清除氧化层及其污物，或预上焊锡。保证烙铁头的清洁，并通电加热。挺胸正座，切勿弯腰，鼻尖至电烙铁尖端20～40cm，如图3所示，一手握电烙铁，一手拿焊锡丝，电烙铁与焊丝分居于元器件引线两侧，焊锡丝的拿法为连续锡焊拿法，电烙铁拿法为握笔式。
图3 手工焊接演示图
3.2 加热被焊件
烙铁头接触被焊引线与焊盘，使元器件引线与焊盘都要均匀受热。一般让烙铁头圆斜面尽量多的接触焊件，使烙铁头与焊件形成面接触而不是点或线接触，不要施加压力或随意移动电烙铁。
加热时要靠增加接触面积加快传热量传递，不要用电烙铁对焊件施加力，以免损坏元器件和焊盘。利用电烙铁上保留少量焊锡作为加热时电烙铁头与焊件之间传热的桥梁，进行加热能使焊件更快被加热至焊接温度。送焊锡丝前，加热时间不宜过长，否则会加快被焊接对象金属的氧化。
3.3 送焊锡丝
当被焊引线与焊盘升温到焊接温度时，送上焊锡丝并与被焊部位连接处接触熔化并润湿整个焊盘与引线连接部位。焊锡应从电烙铁对称侧加入接触引线与焊盘，不应直接加在电烙铁头上。为了使焊锡润湿整个焊盘，可将电烙铁带上引线与焊盘交叉位置上的锡后撤一点，或使电烙铁与引线有一定夹角。
3.4 移去焊锡丝
熔入适量焊料后，迅速移去焊锡丝。如果焊锡堆积过多，内部就可能掩盖着某种缺陷隐患，且焊点的强度也不一定高;但焊锡如果填充得太少，焊点的机械强度可能会不够。
3.5 撤离电烙铁
当焊锡完全润湿焊点后迅速撤离电烙铁，移去电烙铁的时机、方向和速度决定焊点的焊接质量。正确的方法是先慢后快，在离开焊点时，应先往回收，再迅速撤离电烙铁，以免形成拉尖。电烙铁移开方向与焊锡留存量有关，一般以与轴向成45°的方向撤离。在焊锡凝固之前不要使焊件移动或振动，否则会造成“冷焊”，使焊点内部结构疏松，强度降低，导电性变差。
总之，一个合格焊点的形成应具备条件是：准确无误的安装、氧化层的仔细清洁、正确的加热方法和时间，焊接时间的把握，正确的移去电烙铁的角度和速度。对一般焊点而言大约3，4秒钟完成焊接，通常对PCB板上的小焊盘，可采用“三步法”完成焊接，即将“五步法”的第二步和第三步合并为一步，即加热被焊件和送焊锡丝同时进行;第四步和第五步合并，即同时移去焊锡丝和电烙铁。
4.手工焊接易产生的缺陷及其解决方法
手工焊接中造成焊点的缺陷[4][5]很多，可能对电路板上的线路连接造成隐藏缺陷，如强度不足、虚焊、断路、短路、甚至损坏印制板等后果。总之要避免所有这些焊点缺陷要求我们必须严格按照操作步骤和技术要领进行操作，才能尽可能减少和避免焊点缺陷的产生，保证电子产品的良好质量。表1罗列了手工焊接中常见的焊点缺陷、焊点外形图、外观特征、产生原因及解决方法。
5.结论
提高手工焊接的质量和可靠性，一方面需要工艺人员制定出合理的规范和工艺流程，另一方面也要求操作者熟练掌握相关的焊接技能及操作方法。同时随着现代电子技术的不断发展，还要求在PCB设计时，就要考虑可制造性，如合适规范的焊盘尺寸和间距。总之，手工焊接是一项操做性很强的技能，需要在实践中不断总结，提高自己的感性认识和实践能力，了解手工焊接的基本原理，熟悉影响焊点质量的各种因素，掌握正确的焊接方法，反复操作练习，才能提高焊接质量和水平。
参考文献
[1]王成安，毕秀梅.电子产品工艺与实训[M].北京：机械工业出版社，2007.
[2]陈增生.SMC/SMD的手工焊接工艺技术[J].电子工艺技术，2009，30（5）：279-281.
[3]杜江淮.电子手工焊接工艺及质量控制[J].安徽职业技术学院学报，2011，10（3）：17-23.
篇9
1、课程定位是基础
化工设备机械基础课程的定位应符合高职教育课程的特点，即具有职业性、针对性和应用性，突出“以能力培养为目标”的教育理念，考虑授课对象的实际情况，基于岗位需求，注重职业素质和能力的培养。通过校企合作进行课程建设，企业参与课程标准的制定与审核，将企业文化、行业标准直接渗透到课程建设中。通过该课程的学习，使学生掌握化工设备机械基础知识和操作维护方法，具备基本的机械设计能力，培养学生的工程观念，提高其分析问题和解决实际问题的能力。
2、教学内容设计是重点
教学内容是课程建设的核心，是打造精品、提升质量的先导。根据化工行业对从业人员的要求、专业培养目标、岗位职业能力的基本要求，与行业企业密切合作，完成化工岗位所需要的知识、能力、素质要求来选取《化工设备机械基础》课程的教学内容，并为学生可持续发展奠定良好的基础。
本课程是一门实用性极强的课程，课程内容设计打破传统的模式，以模块、项目取代章节。注重理论联系实际，遵循岗位职业能力培养的基本规律，重组和整合教学内容，融知识传授与能力培养为一体。注重教学过程的实践性、开放性和职业性，加大实践教学环节的比重。确定理论和实践教学内容，将知识点、技能要求与具体工作任务联系起来，突出知识与技能要求的岗位针对性。
教学内容设计采用“认识――深入――强化”三段式展开。
课程认识阶段：主要以感性的认识为主，以参观、图片展示、讨论等活动为手段，让学生了解课程概论和一些浅显的专业知识，引发学生学习该课程的兴趣。例如，化工容器结构这一节内容，可以采取现场教学得到感性认识，再辅以图片进一步了解内部结构，使学生易于接受。
课程深入阶段：主要通过创设工作情境、项目实训等多种方式，使学生在工作情境中学习专业知识，不断巩固上一阶段对该课程建立起来的兴趣，并通过项目、任务演练初步尝试成功，增强学生学习的信心、掌握相关的专业技能。利用学院的化工实训基地和煤化工实训基地，让学生在仿工厂情境化环境中学习，通过创设模拟的现场实训教学环境，进行基于工作过程的实训项目的训练，强化职业技能和职业素质的培养。例如，通过阀门的认识与拆装项目，学生以小组为单位在创设好的工作情境中学习，不仅增强了学习兴趣和信心，掌握了职业技能，而且通过团队合作锻炼了同学们的沟通交流能力、语言表达能力和团队协作意识。
课程强化阶段：通过操作性强的项目或任务，培养学生分析、解决问题的能力，使学生逐步建立起工程概念。例如，学生在完成换热器拆装、试压综合项目中，已经对换热器结构、性能、压力试验、拆装操作规程等知识都有了较全面的学习，通过项目训练，将理论与实践结合起来，进一步强化职业技能，获得相关的“工作经验”和“工作诀窍”，培养学生综合分析和处理实际问题的能力。在此阶段，充分发挥学院化工单元操作装置、仿真实训、模拟工厂化情境的实训车间以及校外实训基地在人才培养中的重要作用，开发利用好校内外资源。
3、教学团队建设是关键
化工设备机械基础课程所涉及的理论知识面宽（包括多门学科）、实践性强，因此对教师的要求较高，不仅要求教师具备扎实的专业功底，而且还要求教师具备相当的实践经验，将理论知识灵活应用到实践当中去。我院近几年通过骨干教师培养、双师素质教师培养、新老教师结对子工程、兼职教师队伍建设不断提高教师团队的专业技能和实践经验。组织专业教师参加教育部高职高专师资培训基地培训、行业组织的相关技术类培训、精品课程师资培训、相关实训基地设备使用和教学功能开发等各级各类教师培训。新、老教师结对子，起到了老教师“传、帮、带”的作用，使得新教师迅速成长，增强了教学团队的竞争力。此外，学院不断加强与行业企业的合作，聘请企业技术人员和能工巧匠作为兼职教师指导学生生产性实训和实习，培养学生职业技能。通过以上举措，大大提高了教学团队的教学实力，为课程建设提供了强有力的支持。
4、教学条件建设是支撑
实践性教学的重要性在高职教育中的地位日益凸显。教学条件的建设成为课程建设的重要支撑。我院化工实训基地集实习实训、仿真、培训、技能考核和科研于一体，拥有精馏、流体输送、传热、干燥、吸收解析、过滤、管路拆装、纯水制备、固定床反应器、流化床反应器、釜式反应器等设备，通过教师们的努力，开发出配套的实训项目，编制了相应的实习、实训讲义，制定出设备的操作规程和规范，为课程改革打下了良好的基础。
我院在加大院内实训基地建设的同时，不断深入校企合作，与神华煤制油公司合作共建“校中厂”――煤化工教学工厂，仿现代化煤化工企业程度高、融入了企业管理文化，拥有煤制甲醇典型装置、模拟生产、DCS自动化控制，可以进行开车、运行、停车、设备维护保养、事故判断处理、岗位管理等实训。为课程教学提供了可靠的保障。
5、教学方式灵活多样
采用多媒体教学、现场教学、模型演示等教学手段，增强了教学的直观性、生动性、互动性，大大增加了课程的信息量，便于学生理解，提高了教学效率。例如，在讲授常见化工设备的过程中，组织学生到我院化工实训基地进行现场教学，建立起感性认识后，利用多媒体教学进行深入讲解，并不断引导学生独立思考，将同类设备进行对比分析，探索内在联系与规律，培养学生分析问题和解决问题的能力。
采用小组讨论法、案例教学法、总结归纳法、头脑风暴法等教学方法，引导学生自主学习的积极性，鼓励学生参与讨论、分析和思考，要适时地给予学生必要的肯定。在这个教学过程中，教师不再是知识的传播者，而是教学活动的设计者和激励者，教学过程不是授之以“鱼”应是授之以“渔”。
6、实施效果
在《化工设备机械基础》课程的教学过程中，尝试从课程定位、教学内容设计、教学团队合作、教学条件的充分利用和教学方式的改革等方面入手，积极开展课程的建设与研究。实践表明，这些措施改进和提高了该课程的教学效果，开阔了学生视野，培养了学生运用所学知识分析解决工程实际问题的能力，提高了学生的综合素质。
基金项目：本文为2011年度高等学校科学研究项目《化工设备机械基础课程建设研究与实践》的部分成果（项目编号NJC11256）。
参考文献：
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实验教学在实践教学中，实验教学是重要的一个环节，本专业原有实验教学内容中演示型实验较多，存在一定问题。原有实验教学是基于建筑环境与设备工程专业而设置的，主要配合专业基础课流体力学、传热学、工程热力学、电工电子学和专业核心课程供热工程、锅炉及锅炉房设备、制冷技术、空调工程、通风工程、建筑电气、建筑设备自动化等而设立，实验开设种类齐全。但是受实验场地和实验设备数量的限制，许多实验设备数量不够，仅能进行演示型实验，在实验过程中学生被动地听教师讲解，没有机会实际操作，设计实验方案更无从谈起。在这种实验课中，学生被动接受，其教学效果可想而知。这种实验教学条件不能满足新工科所要求的建筑环境与能源应用工程专业的实践教学要求。课程设计本专业原有的课程设计是针对这一门课程设置，并没有兼顾统筹其他课程，缺乏综合性和总体性。原有课程设计分别为供热工程、冷热源工程、工业通风、空调工程、工程概预算、建筑给排水、建筑电气、建筑设备自动化等课程对应的课程设计，每一个课程设计的时间一般为2～3周。这种课程设计的方案时间短，学生往往刚刚理清思绪，明白该怎么做，方案怎么选择，负荷计算的方法是什么，就花费了大量时间；接下来还要熟悉规范，进行图纸绘制等工作，可以想象对于一个刚接触工程设计行业的学生，这样完成的课程设计计算的准确性和图纸的完善度都不会太高。同时，经过长期与学生的沟通发现，把这种课程设计安排加在一个刚入设计行业的学生身上，只会使他对这个行业充满畏惧，最终仅仅为了完成课程设计而做课程设计，毕业后也不会再选择这个行业，这是这种教学方法最大的问题。毕业设计在本专业的毕业设计中，以前主要是进行一个完整项目的工程设计，但是存在一定的问题。这些项目不都是真实存在的项目，有的是虚拟项目，这样就会导致建筑上可能存在不合理，设计出来的方案与实际中的方案相差较大。比如建筑是按照北方的标准设计，而进行暖通设计时却采用南方的气候条件，或者采用了过时规范设计的建筑，将会导致建筑本身就与现有规范冲突，让学生无所适从。另外，地方高校的学生也存在考研热，每年都有大量学生在本科毕业后能够升学，进入科研型大学从事科研工作；而地方高校的年轻教师大都是博士毕业，有一定的科研基础，考上研的学生没有人将其带入科研大门，而想做科研的教师又缺乏助手，实际上毕业设计正是这两种需求能很好结合的途径。实习实训实习实训是工科教育中最重要的一个环节，在这个环节学生直接与企业接触，能比较深入地了解本专业的应用情况并能提高实践能力。以前的实习实训，除了在校办工厂内进行实践操作外，企业一般难以接待如此规模的学生进行实践动手操作，所以实习实训往往停留在走马观花的参观中。虽然一般都有工程技术人员参与实习中为学生答疑解惑，但是通过长期观察，整体效果不佳，需要找到一条合适路径来提高实习实训的质量，这也是目前各个高校都面临的困境。
3建环专业实践教学改革
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《循环流化床锅炉运行》课程是高职热能动力专业的一门专业必修课程，目标是培养学生的热能动力专业技能。学生通过本课程的学习，使学生具备循环流化床锅炉运行管理岗位所需的火电机组循环流化床锅炉运行的基本理论知识，掌握循环流化床锅炉的启动、停止、正常运行调整、常见问题及故障分析处理的专业技能，初步形成分析问题和解决问题的能力；熟悉循环流化床锅炉工作原理和生产岗位的管理制度，为今后担任火电机组循环流化床锅炉运行岗位值班员打下基础，逐步培养学生的辩证思维能力，加强职业道德修养。 该课程跟职业岗位密切相关，实践性和应用性都很强，适合采用项目化教学。
一、设计项目化教学
项目化教学设计，要以职业岗位为导向，紧密联系职业岗位相关工作过程，以项目为载体训练学生的职业岗位能力，用任务训练学生的专业技能，达到理论和实践教学一体化。首先要确定课程的教学目标，然后选择合适的教学项目以实现教学目标，再根据完成项目的工作过程安排教学进度。
（一）确定教学目标
依据锅炉运行岗位的实际工作，确定《循环流化床锅炉运行》课程的教学目标，如下：
1.能力目标
（1）能够编制设备运行操作规程计划书；
（2）能准确地使用专业术语进行运行岗位技术交流；
（3）能按操作票规范进行循环流化床锅炉运行正常启动；
（4）能安全、经济地进行循环流化床锅炉正常运行的监控、调整、日常维护和试验操作；
（5）能按操作票规范进行循环流化床锅炉运行正常停止；
（6）能进行循环流化床锅炉运行常见事故的判断和处理。
2.知识目标
（1）熟悉循环流化床锅炉设备的构成、分类、工作原理；
（2）理解循环流化床锅炉空气动力学特性、燃烧与炉内传热；
（3）掌握循环流化床锅炉主要设备及系统的运行操作与停炉保养知识；
（4）了解循环流化床锅炉及系统节能减排技术应用状况；
（5）掌握循环流化床锅炉的磨损及防磨措施。
3.素质目标
（1）养成规范、严谨、细致的工作作风；
（2）养成遵章守纪、恪尽职守的工作态度；
（3）具备岗位分工管理和团队协作的组织管理能力；
（4）具备专业资料采集和处理的信息管理能力。
（二）选择教学项目
项目的选择必须充分考虑教学目标的实现，应具有一定的针对性和实用性；选择实用的教学项目至关重要。本课程以火电厂生产过程为导向，以项目为载体，以工作任务为中心来选择、组织教学，并以火电机组循环流化床锅炉仿真机为载体完成工作任务的项目化教学。在虚拟火电厂循环流化床锅炉仿真机中，实施教、学、做一体化，有利于课程教学目标的实现。
（三）安排教学进度
项目化教学改变了传统教学的进度安排方式。在传统教学中，教师通常根据知识的顺序安排教学进度，先在课堂中讲授理论模块的内容，再到计算机仿真实训室进行火电厂仿真实训。比如先讲循环流化床锅炉原理和主要结构，再讲循环流化床锅炉辅助系统等理论知识，接着到火电厂仿真实训室进行锅炉运行和事故处理的仿真实训操作。理论与实践内容彼此相对独立，理论知识的学习容易忘记，学生学习完后，往往难以与实际工作联系起来。而在项目化教学中，教学进度安排以工作过程为依据，比如循环流化床锅炉火电机组仿真机操作功能训练，先认识和完成循环流化床锅炉火电机组仿真机的入门操作任务，再完成循环流化床锅炉辅助系统恢复、机组的启动、正常运行调整、停机、事故处理等任务。因此，根据完成项目的工作过程来安排教学进度，教学过程把相关主要设备结构和系统的理论知识与实践相互整合，学生学习完后能更好地与实际工作联系起来，学习印象深刻，记得更牢。
二、实施项目化教学
项目化教学方案设计好之后，接下来就是如何实施项目化教学来实现教学目标。教学的组织是项目化教学有效实施的前提，教学的开展是项目化教学顺利实施的关键，课程的考核是项目化教学成功实施的保障。
（一）教学的组织
为保证项目化教学的有效实施，应营造良好的职业氛围，创造基于职业情景的学习情景，以情景教学为主。本课程将教学从传统的课堂搬到火电厂仿真实训室进行，实现火电厂生产场景的仿真，激发学生的职业角色意识，使其从纯粹学习者的角色转向学习者和工作者统一的角色。另外，在实际工作中，个体都不是孤立的，而是团队合作完成任务。因此，实施项目化教学，将全班分成若干项目小组，由小组成员共同协作完成任务，有利于培养学生的团队意识，提高团队合作的能力；也有利于课程开展过程中的职业角色扮演，如以职业扮演、虚拟岗位（如司炉、副司炉、助手）为小组实行管理，学生是主体，教师主要起指导、组织协调、咨询、信息提供等作用，使学生在获得经验和能力的同时，培养尊章守则、合作、责任感的职业素养。角色扮演的岗位根据学生每一个阶段的学习能力进行任职。如（1）工作小组概况：以3名学生根据兴趣和爱好自由搭配组成一个锅炉班组；（2）司炉职责：司炉（兼锅炉班长），负责整体协调，负责锅炉岗位的分工、协调，组织本班组成员讨论学习，总结工作经验及改进措施并及时考核。（3）班组成员（副司炉、助手）的职责：班组成员服从司炉的安排和任务的实施，主动完成自己的任务，提出自己的观点和创新思路，并协助司炉和其他组员共同完成任务。
（二）教学的展开
在课程改革建设过程中，突出实践能力的培养，增强学生的职业能力。遵循高职教育高技能人才培养的目标，教师首先进行行业企业调研或到企业挂职，根据企业典型的生产过程设计学习情境，如情境1循环流化床锅炉冷态启动；情境2循环流化床锅炉正常运行调节；情境3循环流化床锅炉正常停机；学习情境4流化床锅炉常见问题及典型事故分析处理。再根据工作流程把每个学习情境分解成若干个行动领域的工作任务。
在项目化教学过程中，学生是主体，教师起主导作用。学生小组在进行工作前，教师先给出工作任务书，让学生思考如何完成任务。教师要注重启发，有些知识可以先不讲，操作先不演示，而是让学生自己尝试操作。学生完成任务的过程中完成对新知识和新技能的学习，提高自主学习和协作学习的能力，让学生在“学中做，做中学”。如需要教师可进行适当的引导，但并不像传统教学那样从头讲到尾，而是抓重点难点，实现了教、学、做一体化教学。
（三）课程的考核
在项目化教学中，工作任务是由小组合作完成的，如果只对任务完成情况进行总的评价，不对每个成员进行有效评价，会导致一些成员缺乏积极性和主动性，无法保证项目化教学的实施效果。所以，课程的考核要进行全面考核，除了对小组完成的工作任务是否达到教学目标进行量化和定性的评价，还要对小组中每个成员的工作态度、沟通能力和动手操作能力等进行综合评价。如课程教学评价中：（1）在完成任务过程中表现出来的能力和任务方案的质量占30%；（2）综合评价占70%。
三、项目化教学实现“双证融通”
“双证融通”是指以学历证书为标志的学历教育和以职业资格证书为标志的职业技能培训之间的相互融会贯通。高等职业院校要大力推行“双证融通”制度，促进人才培养模式创新，重构“双证”课程是其核心内容。
双证融通《循环流化床锅炉运行》课程内容特点是理论教学与实践训练并重、理论知识与操作技能密切结合。根据热能动力专业实际岗位对人才知识结构、能力结构和素质结构的需要，以技术应用为关键，以能力培养为主线，理论知识以“必需、够用”为度，进行内容体系的重构，实现学生知识与技能的整合。采取项目任务驱动教学法，每一任务模块以培养学生技能为主线组织教学内容，并将考证内容融入相应的工作任务中，突出学生基本应用能力、综合实践能力和创新能力的培养。课程学习结束后，可通过参加职业技能鉴定考核获取特种设备的“锅炉工上岗证”和“锅炉运行值班员”中级工等级证。
四、结束语
实践证明，《循环流化床锅炉运行》课程基于职业岗位和工作过程的项目化教学，以项目为载体，通过项目把理论与实践有机地结合起来，按照火电厂典型工作过程组织理论知识的学习和技能的训练，实施课、岗、证融通，能明显激发学生的学习兴趣，提高学生的专业技能，实现课程的教学目标。
【参考文献】
［1］戴士弘，毕蓉.高职教改课程教学设计案例集[M].北京：清华大学出版社，2007.
［2］戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007.
篇12
Research on Experiment Platform Construction of Process Engineering//Liu Changhai, Deng Kaiye, Liu Xiaoyan
Abstract On the basis of the characteristics of popular process and the realization of college education purposes such as integrated stuff, practice ability and creativity, it was proposed and discussed that involves the functions, experiments contents, teaching methods, laboratory construction, plan layout and management of process engineering laboratory. Then, it was assumed that the high level unit operation laboratory would be built as a common practice teaching platform used by the whole college, but its necessity and advantages were also discussed in the paper.
Key words unit operation; experiment; teaching platform
Author’s address Zhongkai University of Agrotechnical, Guangzhou, China 510225
过程工程实验以研究制造业共有的单元操作过程与设备为特点,在不同的学校有不同的称谓,如化工原理实验、食品工程原理实验,环境工程原理实验等。仲恺农业工程学院过程工程实验室承担食品科学与工程专业的食品工程原理实验、生物化工与生物工程等专业的化工原理实验、机电工程学院热能与动力工程专业流体力学实验及传热学实验、环境工程专业的环境工程原理实验等课程实验,是一个重要的专业基础平台。随着高等教育大众化的进展及教育改革的不断深入,办学规模进一步扩大,新的专业不断增加,目前的实验室在规模以及设备状况等方面已经不能满足教学的需要,建设高水平以单元操作为特点的实验教学平台成为学校基本建设的重要任务。本文将根据21世纪人才需求特点,结合学校实际情况,探讨过程工程实验室建设问题,为高等院校过程工程实验平台建设提供参考。
1 过程工程实验室的功能
近年来,高等教育的观念和培养目标发生很大的变化,主要表现:以专业为主的技术教育转向以学科为主的综合教育;教育目标从单纯业务教育培养“专”才,向综合素质教育培养通才转变;在教学内容方面从以讲授当代水平为主转为讲授当代水平与启发未来创造并重;毕业生的素质从过去只适合本专业转变为不仅能适应本专业,而且可以适应不断变化的专业与技术。随着高等教育的大众化和教育观念的转变,社会对高等教育培养学生规格的要求与过去也不同。进入21世纪,教育更加重视学生全面素质的提高及适应能力和创造能力的培养,在教学内容上宽基础、重实践成为主流方向[1-3]。
过程工程实验室是工科类学生重要的实践教学基地之一,功能上应该把过去单一验证型实验的实验室逐渐建设成集验证性实验、综合性实验、设计性实验及过程研究与开发为一体的综合型实验教学平台。通过开展设计性、综合性的实践教学环节,培养学生的综合实验能力和独立工作能力,增强创新意识和创新能力。在实验教学手段上通过引进电子教案和计算机仿真实验系统等现代教学手段,加大教学信息量,在多方面培养学生的实践能力,提高教学质量[4-5]。
综上所述,过程工程实验室建设的功能定位应该是多功能实践教学平台。这个平台应能适应多种专业方向本科学生进行流体力学、传热学、传递工程等方面的验证性、设计性、综合性的实验;并具有一定的化工过程、食品加工过程、生物转化过程、环境治理过程等方面的开发与优化能力及产品分离纯化的能力。近年来,学校新开办生物化工、生物工程、环境工程等新专业,及时建设多功能单元操作实验平台,不但可以提高教学质量,而且有利于学科间相互渗透与学科互补,避免重复建设,提高实验室和设备的利用率。
把过程工程实验室建设成多专业公用的实验平台,是因为单元操作为特点的课程(尽管名称有区别)是多种专业都开设的重要技术基础课程,课程研究各单元操作过程及设备原理与操作,实验内容丰富。这些实验教学对培养学生的工程观念,提高学生分析与解决工程实际问题能力具有重要的作用。国内很多高校都把过程工程实验室作为重点实验室建设,并获得很好的教学效果[5-6]。
2 过程工程实验室的实验内容与结构
结构设计是发挥实验室功能和建立良好教学秩序的基础。结构设计包括两方面的内容,首先是根据学校的实际情况分析确定实验的内容,然后根据学生的数量与教学计划确定实验室设备的台套数与实验室的面积,并进行实验室平面布置设计。下面介绍过程工程实验室承担的实验教学内容和建设的基本要求。
1)完善基本实验,使其开出率达100%。演示实验基本实验内容包括:流体流型的观测与测定;流体机械能的转换;干燥设备;塔设备及附件;管件、阀门、支座、法兰等。验证性实验基本实验内容包括:流体流动阻力测定;离心泵特性曲线的测定;传热实验;过滤实验;板式精馏塔实验;填料吸收塔实验;干燥速率曲线测定实验;压力表、流量计及热电偶的校验;显示仪表的校验;电动温度变送器、控制器性能测试及调校。
按照本科教学评估优秀水平的标准和化工原理课程指导委员会的要求,化工基础实验为每4人一组共用一套装置。可以考虑将所有的验证实验台套数建设为8套,单项实验一次可以接纳1个标准班进行实验。
2)在通用验证性实验设备上配套测试仪器设备,以适应现代化工、食品工程、生物工程、环境工程等专业人才培养需要。
3)实验室具备开设综合性和设计性实验的基本条件。综合性实验内容可以考虑:离心泵的计算机自动采集与控制;计算机自动采集与控制板式精馏塔实验等。设计性实验内容包括:膜分离实验;离子交换与脱色;蒸发与结晶联合实验;化工单元设备的设计、安装与性能测试;喷雾干燥与产品回收实验;反应―分离集成中试实验集与控制;全数字化板式精馏塔实验装置安装调试实验(含气相色谱仪及计算机数据处理系统)。
把综合性和设计性实验内容设计成开放性实验,指派责任心强的教师管理;对各相关专业的本科生、硕士研究生实行预约开放。
3 过程工程原理实验室的布局
过程工程原理实验室的合理布置,对于有效利用资金,提高建筑面积的利用率和土地利用率都是十分重要的,同时也是组织有序教学工作的基础。平面布置不合理不但占据大量无效面积,而且会给组织实验教学带来很多不便。目前我国各院校的单元操作实验室的布置基本上是按单项实验独立设置的,这样的实验室每项单元操作实验需要一个独立的空间,加上实验的设备较其他学科实验设备体积大,占地面积较大。建设一个功能齐全的实验室至少需要2 500平方米,通常需要较大的投入。若各专业都建设相对独立的实验室,资金投入分散,不但会造成大量的重复建设,水平也难以提高。
参考现代建筑的特点,结合专业结构以及过程工程实验的实际特点,可以把验证性实验分成3个大类,即流体力学基础及流体输送相关实验;传热学基础及蒸发、结晶类单元实验;传递过程相关实验,如精馏、吸收、萃取、干燥等。3类实验室相对独立,每个实验室设计成实验平台式,实验设备设计成移动式,需要进行哪个实验就把相应的设备移上平台,其余暂时不用的设备相对集中放置。采用这样的设计完成相同实验所需的实验室面积至少可以减少一半,省出来的建筑面积足以用来建设设计性、综合性实验及清洁生产过程开发实验室。这样的实验室不但可以供本科生教学用,研究生实验也可以使用。
4 过程工程实验室及实践教学管理系统
把过程工程实验室建设成相对独立的工程实验中心,可以强化实验室管理和设备管理,使其成为多专业共用的实验教学平台。实验室除了安排本科生正常教学实验外,其他时间对全校师生开放,通过预约有效安排时间,最大效率利用实验设备,使实验室成为开发学生创造潜力,提高学生实践动手能力,集教学与技术开发于一体的教学基地。单元操作实验可以单独开设实验课,列入教学计划。教师通过讲述实验设计、数据处理、单元操作规程和组织实验等系列教学活动,培养学生的工程观点,提高学生分析解决工程问题的能力,增强创新意识和创新能力。
根据本科学生培养目标要求,为了保证教学质量,实现高校优质教学管理,可以考虑如下安排。
1)实验指导教师的确定。学生创新能力的培养是一个非常复杂的问题,涉及许多方面,但教师的作用是非常重要的[6]。教学问题,首先是教师问题,良师出高徒。应选择责任心强,具有较高理论水平、丰富实践经验的教师担任实验指导教师。根据学校实际情况,建议每个实验安排2名指导教师,其中1名是青年教师。2名教师指导实验有利于新老教师优点互补,保证实验效果,同时有利于青年教师的快速成长。
2)基础实验学生小组的规模。实验小组人数减少,学生可以获得更多动手操作的机会,有利于学生操作能力的提高。工程设备的实际操作通常是由一组人共同完成的,所以几个人共同承担实验工作,相互配合完成预定的实验任务,可以培养学生的合作精神和团队意识。因此,实验小组人数确定为4人。这个分组方案与教育部本科教学水平评估方案中优秀水平的标准及化工原理课程指导委员会的要求是一致的。
3)设计性、综合性实验的安排。尽量多安排一些设计性和综合性实验内容,通过开设设计性和综合性实验,扩大学生的知识面,启发创新思维,培养创新能力。通过开放实验室,保证学有余力的学生获得更多实验机会。
如:通过实验设备管道安装与组合,可以使学生了解更多化工单元操作的实际操作知识,缩短学生毕业后对新工作的适应期;在膜分离实验中,针对不同的专业学生提出不同的处理体系和分离要求,而具体的工艺流程参数、操作方案、测试方法等则可根据实际物系,由学生查阅文献资料拟定,教师审查通过后再实施;在反应―分离集成中试实验中,对学生实验的要求是得到某种产品,具体的反应条件、后续的分离纯化、产品成形、质量检测等一系列的工艺流程方案均由学生自行设计,这样的实验过程能给学生完全工程化的锻炼,使学生分析和解决实际工程问题能力得到极大的提高。
4)采用先进的教学手段。由于化工单元操作种类及设备类型较多,新的设备不断涌现,学校不可能把所有的设备搬入校园。因此,采用如投影、幻灯、录像、计算机仿真等现代教学手段,增大教学信息量,使学生了解更多当代单元操作过程与设备知识,加深对理论教学内容的理解是必要的。过程工程综合实验室应配备较先进的现代教学设备,实验教师应充分利用先进的教学手段扩大信息量,提高教学质量。
5)学生实验成绩的评定。学生实验成绩应该根据学生在实验中的表现、实验报告的质量来决定。注重考查学生出勤情况和预习情况、动手操作情况、数据处理的方法与准确情况、分析问题与解决问题的能力、有无创新思维等。教师要及时进行实验报告批改与实验情况总结,及时解决学生实验中的问题,鼓励学生采用创新方法,把学生对知识的理解引向深入。
6)实验室开放与管理系统。过程工程类实验室建设成相对独立教学单位,国内已经有很多成功的经验。如清华大学、北京化工大学的化工原理实验室是相对独立的教学单位,是学校的一级实验室,实验室有稳定的教师队伍,由二级学院管理。天津大学的化工基础实验中心、郑州轻工业学院的化学与化工基础实验中心管理方式也可以参考。上海大学的化工实验中心包括化工原理实验室、化学工程实验室、化学工艺实验室和化工仿真实践基地等,可以满足多专业的技术基础课与专业课的教学和实训。北京化工大学实验室改革的经验表明,学校的过程工程实验室在管理上相对独立有利于发挥实验室的作用,有利于实验室建设和开放实验室的管理。在实验室建立实验操作监控系统,是实验室全面开放的基础建设之一。单元操作实验课程独立开课,建立实验教学多媒体教室和开放实验室等一系列实验室建设与改革,有利于学生动手能力的提高,加深对化工单元操作过程的认识,培养学生的计算机应用能力。
5 结束语
综上所述,过程工程实验室建设的目标是把实验室建设成多学科教学需要的、可以为多专业共用的实践教学基地,建设成培养学生分析问题、解决问题能力,提高学生实践动手能力,强化创新意识和培养创新能力的专业基础实验教学平台。
建设高水平过程工程实验室是大学扩大招生后很多学校急需解决的办学条件问题。为了保证实验教学的质量,充分发挥过程工程实验室的作用,对实验室进行准确的功能定位,合理设计实验室结构是必要的。新建设的过程工程实验室应根据学校教学的具体情况安排设备的数量和实验室面积,根据当前社会对各种专业人才的要求设计实验类型和实验内容。通过配备现代教学手段,扩大信息量。通过多样化的实验装置、开放式的教学过程、分层次的教学模式以及动态化、综合式的成绩评定方式,强化学生的主体作用、教师的主导作用。整体教育与个性化教育相互配合,调动学生学习的主动性、积极性,强化创新意识和创新能力的培养。
把过程工程实验室建设成多专业共用的高水平实验平台,可以避免各专业的重复建设,节约资金;有利于开放实验室的管理;也有利于集中高水平教师,提高教学质量;方便实验教师间的交流与提高,从而把我国高等教育实践教学质量提高到一个新的水平。
参考文献
[1]叶辉,程备九,胡文友,等.高等院校实验教学质量监控体系的构建与实施[J].高等农业教育,2005(10):40-42
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[3]石山鹰,肖瑞泉.实验教学改革与创新能力培养的探讨[J].实验室研究与探索,2001(5):14-15
篇13
一、研究背景
中国政府历来重视煤矿安全工作，2006年国务院专门会议讨论瓦斯治理问题，加之煤矿安全的严峻形势以及安全欠账的实际情况，近几年数次拨专款投入煤矿安全（每年约30亿元），各地方政府也积极响应，配套相应的资金，这些措施都会直接推动煤矿安全工作的发展。另外，《安全生产法》及其行政追究制度等的颁布与实施，也迫使各级政府及企业领导进一步重视安全工作。还有企业领导自身的觉悟及认识的提高，必将进一步推动煤矿安全工作的发展。鉴于国家对煤炭生产企业安全重视，因此，如何培养高素质、具有实践和创新能力的安全技术与管理人才，如何将煤炭进行过程中事故率降到发达国家水平，加强煤矿安全与管理人才的培养是非常必要的，而且是十分迫切的，加强煤矿安全人才的培养，确保煤矿安全生产形势根本好转，促进中国煤炭工业可持续发展，同时对中国煤炭工业安全生产和经济可持续发展都有着重要意义。
二、培养目标
培养满足新时期煤矿安全生产的需求，具有良好的基础理论、实践技能、外语和计算机应用能力，掌握安全工程系统理论，具有宽广的国际视野、开拓创新意识以及结合生产实际提出和解决问题的能力，能在煤矿从事工程设计与施工、科技开发与生产经营管理等方面工作，具有较好的人文社会科学素养与团队精神、较强的社会责任感和良好的工程职业道德的本科工程型创新人才[1～2]。
三、培养标准
1.掌握相关的自然科学和工程理论基础知识。（1）自然科学基础知识与人文、社会科学知识。掌握中国特色社会主义理论与唯物主义哲学思想，具有社会责任感；经济、管理、法律、英语等方面的基础知识。（2）理论基础知识。掌握并能应用数学、物理、化学等基础知识；掌握安全工程所需要的工程力学、流体力学以及工程热力学等深厚的力学基础知识；熟练应用计算机软件、高级编程语言等现代工具与及相关信息技术；掌握电工、电子等相关基本理论知识；掌握地质学基础理论及工程制图基本方法；具有系统工程知识及系统思维方法。（3）工程专业知识。掌握矿井开采工艺及相关设计与管理技术；掌握矿井通风技术基本原理及相关设计与管理技术；掌握井巷工程设计与施工基本知识；掌握矿井灾害防治理论及防治工程设计方法；掌握矿山安全生产相关法律法规；掌握矿山经济理论基础及矿山企业管理知识；掌握矿山安全与劳动卫生基本原理；掌握矿山环境保护与可持续发展政策及相关技术；熟悉采矿技术规范，掌握矿山设计和数字矿山技术的基本方法。
2.具有运用理论知识和专业技能解决工程实际问题的能力。（1）工程项目评价、分析与决策能力。具备认识和系统表述安全工程领域各环节设计、技术和施工管理等问题，以及初步系统规划研发的能力；具备建立本领域技术分析模型的能力；具备识别及分析影响矿山安全生产的不确定性因素、风险因素的能力；具备提出解决矿山安全生产问题的方法和建议的能力；具备应对危机与突发事件的初步能力。（2）实验和分析能力。熟悉本专业国家和行业的标准与规范；具备查询相关资料或者电子文献的能力；掌握相关实验操作技能，具备分析实验数据、书写实验报告与归纳总结的能力。（3）系统思维能力。具备运用整体思维方式，全局性和系统性地考虑矿山通风与安全工程项目实现的能力；具备梳理矿山安全生产各环节的关键问题、难点以及影响因素的能力；具备针对解决问题的方案进行论证、总结并得出结论的能力。（4）创新精神以及吃苦耐劳的敬业品质。积极探索安全工程领域的新问题、新发展；具有执着的工作态度，并能够结合具体条件善于运用灵活方式合理解决问题；敢于质疑，勇于创新的精神；谦虚谨慎，戒骄戒躁；保持求知欲和终生学习的态度；高效、合理地管理时间和资源；培养吃苦耐劳的精神 [3～4]。（5）职业道德和职业精神。具有高尚的职业道德，正直，富有责任感；遵守职业行为规范，遵纪守法，遵守行业准则；主动规划个人职业方向与发展；与世界安全工程界保持同步，与时俱进。（6）进行安全工程专业技术产品开发和技术改造与创新的初步能力具备发现问题的能力；具备创新的意识；具备创新所需的专业知识；掌握一定的创新方法。
3.具有团队协作和沟通交流的能力。（1）团队精神。培养合同协作的团队精神；具备组织协调和领导能力；善于技术分工和协作，共同完成目标。（2）交流与沟通。具备交流与沟通的意识和能力；建立与安全工程界进行交流的组织结构；具备运用写作、图表、电子和多媒体进行交流的能力；善于口头表达，能够作报告和会议进行交流。（3）国际交流。能够运用外语进行交流；具备参加国际专业合作项目的初步能力；熟练运用外语查阅相关文献。（4）团队管理及组织协调能力。具有丰富的团队管理经验，善于调动团队积极性，激发团队战斗力；良好的组织能力以及冲突协调能力。（5）项目评估能力。掌握正确的项目评估方法；了解项目评估的过程；具有发现问题并及时提出改进意见的能力。
4.具备在一定的企业和社会环境下的综合工程实践经验。（1）参与矿山安全国际化。了解矿山通风与安全的发展及矿业工程发展国际化趋势，了解相关国家矿山安全生产领域的政策和法规，具备参与矿山安全国际化的能力。（2）适应社会背景环境。应用矿山通风与安全专业基础知识与可持续发展相关理论，分析矿山通风与安全对社会财产、生命安全、矿山绿色可持续发展的推动作用，能够利用专业知识为社会作贡献。（3）矿山通风与安全工程项目设计。应用学科基础知识和安全工程专业知识，进行矿山通风与安全工程项目的设计能力。（4）矿井灾害防治规划与设计。综合应用学科基础知识和专业知识，进行矿井灾害防治规划、技术设计及施工设计的能力。（5）安全工程实施能力。应用安全工程专业知识及管理知识，进行矿山工程项目施工组织管理、质量控制及成本控制能力。（6）矿山企业运营与管理。熟悉矿山企业运营特征，确定矿山企业生产运行的方式和资源优化，规范企业职工培训与岗位管理，具备通风与安全技术管理、矿井灾害防治和矿山生产经营管理能力。
四、培养方案
培养模式为“3＋1”模式：即三年在校培养，以及累积一年在企业的生产实训培养。第1～4学期按安全工程专业大类培养。第4学期末，采取双向选择的方式，在安全工程大类学生中选拔有志于从事“矿山通风与安全”工作的学生60名左右进入本计划，按本培养方案培养[5～6]。
企业参与学生培养的整个过程：除参与学生在企业实训期间的指导工作外，企业导师还参与学生培养方案的制定、教学计划的编制、部分校内课程的讲授以及毕业答辩等过程。
以矿业工程、安全科学与工程主干学科，主要课程为：流体力学与流体机械、工程力学、工程热力学、传热学、物理化学、安全系统工程、煤矿地质学、采矿学、矿井通风学、煤矿安全管理、矿山安全法规、安全经济学等。特色课程为：矿井通风学、矿井瓦斯灾害防治工程实践、矿井火灾防治工程实践、矿井安全新技术讲座。
主要实践性环节：矿井开拓开采工程实训、矿山地质工程实训、矿井通风系统测控工程实训、矿井灾害防治工程实训、矿井灾害应急救援工程实训、矿井开拓开采与通风安全综合设计等。
学生至少应修满200学分，其中理论课程151学分，实践环节4分（含素质拓展环节4学分）。标准学制为四年，学分修满后授予工学学士。
五、结论
通过优化安全科学技术专业课程体系，凝练基础理论课教学内容，更新专业核心课程的内容，突出专业课新知识和实践教学环节、新技术；改革现有选修课的设置提高学生的科技创新能力，构建既实用又可灵活衔接的专业课程体系，带动专业整体教学质量的提高。形成安全科学技术专业人才“基础实、知识面宽、能力强”素质高、创新能力强的鲜明特色。
参考文献：
[1] 窦培谦，胡广霞.安全工程专业实验课程体系设置研究[J].中国安全科学学报，2008，（6）：51-54.
[2] 宋守信，杨书宏，傅贵，等.安全工程本科教育专业认证的方法与实践[J].中国安全科学报，2008，（8）：50-57.
[3] 袁昌明，谢正文.安全工程高等教育人才培养模式的探讨[J].安全与环境学报，2006，（6增刊）：35-37.
