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项目生命周期(Project Life Cycle)是“总体上连续的各个项目阶段的全体,项目阶段数量和名称由参加项目机构的控制需要所决定”。项目生命期最典型的形式包括四个项目生命期阶段:启动阶段(概念阶段Conceive phase)、计划阶段(开发阶段Develop phase)、实施阶段(执行阶段Execute phase)和收尾阶段(结束阶段Finish phase)。项目生命周期的每一阶段都包含一个或几个“启动―计划―执行―收尾”的循环。项目管理是通过诸如启动、规划、实施、控制与收尾等过程进行的。项目管理的过程反映了PDCA(Plan、Do、Control、Action)的原则,即事先计划、事后控制。
在化工单元仿真实训中,仿真实训项目一旦确定,便具有一般项目的特征,所不同的是,一般项目追求的是项目的成果(或完成项目产品),而教学意义上的项目则将对项目成果的追求作为学生学习活动的主线和驱动力,真正追求的是学生在获得项目成果进程中的学习和经验的增长,在化工单元仿真实训教学中,追求的是学生在获得项目成果进程中对集散控制系统(DCS)操作技能的提高。
二、基于项目生命周期的化工单元仿真实训教学的过程
基于项目生命周期理论构建化工单元仿真教学模式,将化工单元仿真教学过程分为项目的启动、计划、执行和收尾四个阶段,如下表所示。
基于项目生命周期的化工单元仿真实训教学过程
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1.启动。这一阶段由老师和学生共同完成,首先由老师对化工单元实训项目需要培训的技能目标进行描述,并把这个实训项目作为一项任务布置给学生,学生接到任务后,查阅资料,对化工单元仿真实训项目的原理、流程图、操作步骤进行熟悉和掌握。
2.计划。按照项目生命周期理论,项目进行可行性分析后就进入到计划阶段。老师根据化工单元仿真实训项目及学生的学情制订时间表,学生在此计划的指导下掌握安全操作规范并制订记录表。
3.执行。完成项目计划后,进入到计划的执行阶段。学生根据制订的计划表,按计划实施。这时老师承担的是指导者、观察员。将化工单元仿真实训项目实训过程分为学生自主练习、问题讨论、考核三个阶段。学生通过第一阶段的自主练习,将自主练习中遇到的问题记录下来进行讨论及操作经验的交流,从而达到经验总结的目的。总结前一阶段的经验和教训后进入考核环节,考核完成后输出仿真系统成绩考核评价表。
4.收尾。根据执行过程中遇到的问题及成绩考核评价表学生进行自评、互评及老师评价。学生首先对自己的操作过程进行自我评价并进行总结,然后学生在对操作过程进行评价,查找操作过程中存在的问题并介绍自己对这类问题的处理办法。最后由老师对全组学生的实训操作进行总结和评价,对容易出现操作问题的环节和处理办法重点讲解,并对学生的操作进行点评。同时将考核成绩记录归档作为平时成绩的考核依据。
基于项目生命周期理论构建化工单元仿真教学模式,将化工单元仿真实训教学过程分为启动、计划、执行、收尾四个阶段,并将项目管理方法贯穿于整个仿真实训教学过程,使学生成为教学的主角,自主练习,自由探究,从而有利于对DCS操作技能的训练和掌握。
参考文献:
[1]戚安邦,张连营.项目管理概论[M].清华大学出版社,2008.
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一、传统教学模式的缺点:
在过去的教学过程中,采用的是传统教学模式,学生只是在学期中在本校的实验室对个别化工单元操作如离心泵的使用等简单的教学实验设备进行了操作练习。由于实验设备少,学生多,达不到每个学生都动手的要求,更谈不上小组成员之间的协作,有些教学实验设备仅仅只能是参观一下外观而并不能真正运转起来,因此,对于学生来说,理论和实践是完全脱节的。在对2008级学生的教学过程中,采用的是理实一体化教学模式,学生在学校新建的化工实训场地进行实训,学生易懂,学习兴趣高昂,收到良好的教学效果。
通过自身的教学体验,笔者明显地感觉到传统教学模式的缺点:(1)学生对抽象知识茫然;(2)学生对化工设备陌生;(3)学生对复杂工艺流程混淆;(4)学生“炒冷饭”现象比较严重;(5)理论与实践完全脱节;(6)学生缺乏学习兴趣;(7)教师难教,学生难学,教学效率低。
二、理实一体化教学模式的实施
笔者以“精馏”化工单元操作为例,介绍《化工单元操作》理实一体化模式的授课流程:
教师介绍设备、操作原理(20分钟):主要设备有离心泵、柱塞泵、流量计、精馏塔;操作:离心泵输送流体、柱塞泵输送流体及相关仪表的操作知识。先带学生现场观察设备,然后进讨论室利用多媒体讲解精馏过程中所用到的设备的内部构造、工作原理,精馏原理及其他设备的操作方法,指导学生掌握精馏操作必要的理论知识。
学生分组讨论(30分钟),每组自选一名组长负责组织工作。首先,学生在听完教师对精馏的理论知识的指导之后,进入现场“摸流程”,然后各组分别在组长的带领下展开讨论,讨论的主题有:1.设计最佳的流体输送进精馏塔的方案,并画出精馏工艺流程图和工作步骤,2.全组怎样更快更好地团结协作(分配岗位)完成精馏的操作过程。讨论过程中如有疑问可请教实训指导教师。方案设计好由教师检查准确无误后方可现场实施方案。
学生分组实训操作(100分钟)各组按组号依次上台进行实训操作。在操作过程中教师起着指导作用,观察学生在实训过程中是否能完成各自的任务,及时给予指导。
学生讨论、互评阶段(20分钟)(1)学生讨论。各组都完成了精馏操作后,他们在操作过程中都或多或少地犯了些小错误,分组归纳本组在操作过程中的心得,并找出本组成员在该操作流程中的难点、重点和疑点。(2)总结。各组代表总结本组的操作流程。(3)自评。对自己在本组中所承担得岗位、任务进行自评,通过自评,让学生了解在化工生产中协作的重要性。
教师就各组操作过程进行点评(10分钟)(1)教师对每组操作点评,纠正流程中的错误操作。(2)教师总结重点、难点。重点:离心泵、柱塞泵的使用、精馏塔的操作(再沸器温度调节,回流比的调节)。难点:再沸器温度控制及回流比的调节,如何防止液泛和漏液现象。
三、理实一体化教学模式的应用效果:
虽然理实一体化教学模式在《化工单元操作》课教学中的应用还不是很成熟,但采用理实一体化教学法已有明显的教学效果,表现在:(1)学生的学习兴趣提高了,在亲自动手操作的过程中,既掌握了理论知识又有了实际操作带来的成就感;(2)抽象知识具体化,使学生觉得容易学了;(3)复杂的工艺流程变简单了;(4)教师教学能力提高了,与学生更贴近,能及时了解学生学习的程度,并根据学生的个体差异有针对性地教学;(5)教学效率提高了,学生边学边练边积极总结,能达到事半功倍的教学效果;(6)学生与企业职工之间的角色差距越来越小了。
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《化工原理》课程是化工专业的一门极为重要的专业基础课,其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景,依据操作原理的共性,分成为若干单元操作过程,研究各单元操作的基本原理,基本计算和典型设备。它涉及到化工生产中众多的操作和设备。它要求综合运用数学、物理、物理化学等基础知识来分析和解决化工生产过程中的工程问题,在培养化工技术人才中担负着由理及工、由基础到专业的过渡,在培养学生运用工程观点分析解决化工实际问题方面起着重要的作用。该课程有如下教学特点:涉及的知识面广泛。
学生需具有高等数学、制图、物理、物理化学及计算技术等先修课程的基础知识。工程实践性强。要求学生对于化工生产过程及设备有感性认识与了解。各单元操作过程相互独立。遵循的原理和法则各不相同,每一单元操作均可独立讲授、单独使用。设备类型多种多样,且结构复杂。为了便于学生的理解和掌握,需配以大量的挂图或设备模型。各种操作现象抽象,难于理解。老师授课时为解释清楚,需花费大量时间。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,针对学生基础普遍较薄弱的特点,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课程内容的改革
《化工原理》课程经过近百年的发展完善,形成了一套完整严密的理论体系,这对于注重知识的系统性和全面性的普通高等教育,会给教学带来很大方便,但这种完整的理论体系却不适合高职教育的培养目标的要求,本着“以应用为目的,必需够用为度,加强针对性实用性”的方针,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,将教学内容分为两个模块,即基本理论知识模块和设备知识模块。
1.1基本理论知识模块
内容包括各单元操作的基本概念、定律、原理阐述,过程设备的基本计算。由于高职教学中理论学时少,学生基础较薄,本模块对原来的理论内容进行合理的精简,例如删除应用性不强的内容:传热中的热辐射、因次分析法等内容,吸收中传质机理的内容等;精简公式的理论推导,甚至直接写出公式:简化流体动力学中的伯努利方程推导,重点讲解该方程的应用和延伸。精简后的基本内容不脱离大纲要求,能够精、深、突出基本概念与共性规律。通过基本内容学习。要求学生掌握化工单元操作中最基本的共性规律知识。同时为了突出该课程的工程实践性,学习用基础理论知识去解决实际工程问题,拓宽的知识面,将与生产实际密切联系的内容适当补充进去,例如在离心泵一节中,分析讨论:如何判断汽蚀的产生?离心泵打不上液体的原因有哪些?在传热中讨论:什么是换热器的“水锤”现象?生产中为什么不采用过热蒸汽加热?在精馏、吸收章节中分析讨论:进料量的大小对精馏塔操作有什么影响?温度或压力变化对塔的产品质量有什么影响?等等。这些内容即将理论联有实际,又是学生工作后要面对的操作问题,有很强的针对性和实用性,容易激发学生的学习兴趣。
1.2设备知识模块
内容包括典型设备的构造、性能、操作原理。本模块主要通过多种实训来强化学生的设备知识,操作技能。通过单元操作仿真实训,加强理论知识的理解和掌握,使学生掌握各个基本单元过程的操作控制和调节方法,培养分析和解决生产操作中各种工程技术问题的能力;通过单元操作实训,使学生对生产设备具备实际操作技能,以便学生日后能对现行的工业生产过程进行管理,使设备能正常运行;通过课程设计使学生综合运用所学基本理论,对化工过程设备进行工艺设计或设备选型,以便学生日后能对现行的生产过程及设备作各种改进以提高其效率,从而使生产获得最大限度的经济效益。
2教学手段的改革
《化工原理》课程是一门工程实践性很强的课程,它涉及众多大型化工设备结构、复杂的操作原理及流程、大量的工程计算。采用传统教科书+黑板的教学模式,教师难讲,学生难学,因此教学手段的改革应是教学改革的重点。为了适应现代教育技术发展的需要,满足教学手段改革的需求,我们开发制作了《化工原理》多媒体电子教案。该电子教案针对高职教学,合理的对教学内容进行整合,精心编写脚本,开放实用的制作平台更有利于教学过程中对其进行修改。
实践证明,由于多媒体教学能够把抽象的概念或过程形象地展示,动态地展示设备结构、操作原理、工艺流程中物料的流动情况,使原本难讲难学的教学内容更直观、生动、形象,降低了教学难度,学习效果显著提高。利用多媒体教学能够精确做图,进行过程分析,并能方便地多次重复再现整个分析过程,减少了教师在课堂上板书时间,从而使教师将精力与时间更多地集中在知识的讲解和与学生的交流上,每节课可以节约25%的时间,利用这段时间对重点内容进行讨论或结合生产实际的操作方法讨论,这既强化了基本知识的应用,又是对教学内容的深化和补充。
3突出实践教学
高职学校的教学特点是实践课时较多。这给学生提供了理论联系实际的极好机会:一方面实践可以加深对该课程理论内容的理解,另一方面可经常用所学理论知识去认识实际,提高解决实际问题的能力。而且,理论教学与实践教学的相互交叉和反复循环,从人类发展规律看,该方式符合人类从实践到认识到再实践再认识的发展规律;从培养学生思维能力角度看,反复的实践活动能锻炼学生理论知识的纵向连贯性思考和横向分类思考,有利于培养学生良好的思维方式,使相关的理论知识转化为个体经验。为了强化学生实际操作的能力,《化工原理》的实践教学由三部分组成:化工单元操作仿真实训、化工单元操作实训、化工原理课程设计。对实训内容、过程、效果进行全程设计与控制,通过实训,使每一各学生成为能熟练操作的合格技术工人,这也是职业教育的优势所在。
3.1化工单元操作仿真实训
采用北京东方仿真控制技术有限公司的DSC仿真培训系统,利用计算机真实地再现生产中的基本单元过程,使学生在一个与化工生产控制室一样的操作环境中,通过亲自动手,反复操作,将所学的理论知识与实际生产紧密地结合在一起,加深理解化工单元过程及设备的基本原理,熟练掌握各个单元过程的实际操作技能,培养分析和解决生产操作中各种问题的能力。实践证明,化工单元仿真实训饵决了学生到现场实习只能看,不能动手,无法达到实习目的的弊端,极大地提高了学生的学习兴趣和能动性,为学生毕业后能迅速上岗操作奠定良好基础。
3.2化工单元操作实训
学生在单元仿真实训之后,对生产中的真实设备进行操作技能的培训,使学生掌握化工单元过程设备的结构、原理以及各种性能数据的测定方法和整理的方法,以便学生日后能根据不同的生产任务进行过程和设备的选择、调节,进而实现过程和设备的最优化操作,提高经济效益。例如在离心泵单元的实训中,布置给学生的实训任务是:已知一管路输送系统的管径、管长、管件和阀门的设置、流体输送量及供液点和终点的操作压力、相对位置,现有一台离心泵,但性能参数丢失,试设计一个实验,核实该泵是否能完成规定的输送任务。这样由学生设计实验内容、流程、要用的仪器、要测定的数据,变被动为主动,激发实训兴趣,提高实训效果。
3,3《化工原理》课程设计
《化工原理》课程设计综合应用《化工原理》和有关先修课程所学知识,以单元操作为主进行设计的实践环节。通过这一环节,学生可以掌握化工设计的基本程序和方法,并在查阅技术资料、选用公式和计算方法,用简洁文字、图表表示设计结果及化工制图等能力方面,得到一次基本的工程实践训练。在课程设计中,寻找一些科研或生产中的实际问题作为题目,使学生有真实的感觉,而且许多生产实际的要求和书本理论有时并不完全相同,有很多实践经验的因素,这更能体现工程实际问题的特点。从工程实际出发,学会分析解决工程技术问题,是《化工原理>课程教学的一项重要任务。
4改进教学方法
课程讲授不仅是传递人类文化知识体系,而且是促进学生认识、能力、技能等全面发展的手段,而讲授方法将直接影响以上各项目标的实现,为此必须改进教学方法。
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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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1在基础实验课中,提高学生学习积极性并培养其基本安全素养
基础化学实验是培养学生进入化学门户的一扇窗。大部分中职学生喜欢动手操作实验,基础化学教师在通俗易懂讲解实验基本原理和实验目的同时,也应着重让学生记忆所用化学品的性质危害和实验过程中的安全注意事项,比如操作实验必须要佩戴实验服、防腐蚀手套、护目镜等基本安全防护用品。实验过程中监督规范学生实验安全操作规范和督促学生时刻正确佩戴基本防护用品。最后通过实验讨论让学生总结规范操作实验和做好个人防护的意义,为今后安全意识培养打下结实基础。
2专业理论课结合配套单元实训装置,增强学生实操兴趣及对化工风险认识
中职化工阶段化工理论实践课程主要从接触《单元操作》开始,课堂环节不仅要讲解单元操作基本原理,还要指导学生操作单元实训装置,如精馏、真空过滤、流化干燥、流体输送等单元装置[3],这些虽然是化工原理操作模型装置,却是学生认识化工生产装置的基础。实训室不仅要挂一些跟实际生产一样的操作规程和安全提醒标志牌。课堂中学生应该认知操作实训装置所配备的工作服、隔热手套、劳保鞋、安全帽等PPE作用及在化工生产中的重要性,同时也应该掌握实训装置中的风险点,如高温部位、噪音点、转动部位及泄漏部位等。在操作过程中应时刻督促学生佩戴合格的劳保用品,不能因单元操作实训设备安全风险“较小”,而让学生随意佩戴,而为他们今后的学习留下隐患。在实训报告中,也应该让学生主动反思总结操作过程的安全风险。
3化工仿真结合大型实训工艺装置,提高技术操作水平和实际安全认知
化工工艺仿真课程解决了学生不能进入企业操作而可以实现基本参数调节和产品控制的问题。学生对电脑操作仿真兴趣很大,因为课程教室环境较好,只要动动鼠标就能完成课堂任务。单纯化工基本单元和基本工艺流程仿真操作学习在操作规程中都设置了相对应工艺连锁投用安全装置,但操作过程并没有提示学生应该佩戴合适的劳保用品,且学校仿真DCS系统界面跟化工企业DCS差距很大,学校单纯的工艺仿真界面中温度、压力、液位、流量报警提示不够及时,导致学生缺乏系统安全风险控制。目前一些大型工艺实训装置,实现了DCS和现场设备的模拟控制配置[4],能够实现内操和外操配合,能够更好的提醒学生在进行参数操作时,兼顾必要的参数控制安全风险识别,并积极引导学生思考碰到事故时应该采取的防护措施。实训过程中,工艺参数操作很重要,但利用实训装置中的工艺管道和设备流程,进一步增强学生对化工生产中安全风险素质认知更为重要。
4认知实习机会联合校企合作模式,让学生身临其境完善安全素质修养
利用认知实习机会,结合校企合作模式[5],增加学生跟企业互动学习机会。让学生到企业生产部门去观摩一线员工的劳保用品穿戴及企业安全文化建设,让学生耳濡目染"四不伤害"、“三老四严”等标语基本含义,让学生体会到化工企业员工的精细操作和严谨安全意识,让学生谨记安全就是企业的一切。化工企业HSE工程师经过长期安全学习和经验总结,在讲解安全事故预防和处置方面更有经验,更能吸引学生认真聆听。主动邀请化工企业HSE工程师为学生讲解个人防护知识和急救知识及企业常用的防护设备、常用作业票的审批及企业发生事故时处理原则、企业进行安全事故预防时所编写的预案、及桌面推演、企业消防演习这些的基本知识,相信学生通过这些讲座交流,能够切实提高他们对工艺安全的认识和一些基本安全事故的处理认知,为他们今后进入企业作好安全铺垫。
5主题班会教育课,结合HSE法律法规开展普及安全法律知识活动
班会主题课是提高学生思想德育水平不可或缺的课堂。中职学生安全素质意识培养,不能仅仅依赖专业课堂授课,也应该充分利用德育主题教育课堂,组织学生讨论学习安全法律规定的意义及作用。比如化工安全类的《安全生产法》、《职业病防治法》、《受限空间安全作业五条规定》等法律法规相对于实训课比较理论化,但却是提高学生安全修养不可或缺的一部分。结合国家安全生产月主题和相关法律法规,组织学生收集化工企业事故案例,进行辩论或讨论,增强学生对安全事故的反思能力和法律法规学习能力。目前化工安全法律法规对于在校中职学生属于盲区,但也只有注重学生安全法律意识培养,才能提高其法律素质并促进其全面成才。化工工艺中职学生,一开始就是以职业技术教育为导向,学校除了培养学生较强的技术操作能力,提高学生对化工生产技术适应性,更应该增强学生优异的安全意识,充分利用校内资源,提前扩大学生对现代化工生产工艺特点和安全认知。在大力倡导职业教育的今天,专业课教师除了担当一名合格的解惑者,更应该是一名安全示范标兵,无论在实验室还是在实训室,甚至在企业实习过程中都应该时刻按照化工企业安全法律法规做好个人安全防护,从自我做起,做好学生优异走向工作岗位的引路人。
参考文献:
[1]陈朝基于工作过程系统化的中职化工工艺专业人才培养模式改革探索[J]现代国企研究.2016.(12):100
[2]张敏浅谈新时期中职化工教育的模式[J].化学过程与装备.2010.(12):185-186.
[3]王超周凯等浅谈DCS化工仿真在教学过程中的效果[J].广州化工.2013.41(3):150-151.
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当下,社会已经迈入知识经济时代,因而大力推广素质教育,加强学生创新思维的培养是目前所有教育工作者亟需研究的课题。笔者作为一名高等职业院校的化工专业教师,在化工单元操作的日常教学中,需根据实际教学的具体内容不断加强学生创新思维的培养,为学生提供体现创新思维的情景,以亲身经历去感受创新思维的重要性。并且在具体的教学过程中不断进行总结,对教学质量的提高具有重要的意义。
一、激发学习兴趣,培养创新意识
爱因斯坦曾经说过:“兴趣才是最好的老师。”并且现代教育理念也指出:只有愉快的教学与兴趣的学习,才会使一切教学活动有意义,富有感情与兴趣。部分教育工作者也认为一切与智力方面相关的工作都离不开浓厚的兴趣。由此可知,相关兴趣的培养是学生开发智力及提高能力的基础所在与首要条件。化工单元操作课程属于化工专业中的一门核心课程,然而诸多学生文化水平较低、基础知识较差、学习能力不足及学习兴趣不高等。因此如何有效激发学生的学习兴趣,是教好一门课程的首要条件。其具体方法如下:
首先教师与学生应建立良好的师生关系,在日常教学中保持和谐的教学氛围。古人有云:“亲其师,信其道。”因此在日常教学过程中,教与学的顺利展开离不开和谐的师生关系作为基础;其次良好融洽的学习氛围应与科学合理的教学方式相结合,充分了解化工单元操作课程的内容特点,重点是要充分体现该课程的规律性以及其与实际工作生产中的紧密联系。通常其规律性主要体现在关于研究方法的实用规律上,应着重结合化工过程的重要思想,即能量和物料的衡算,过程速率和平衡关系。在日常教学过程中每个单元操作的教学都可以根据上述四个主要理念进行探讨总结,从而找出相关规律,使得学生在以后的课程学习中可以做到举一反三。在实际的具体应用中,既可以体现创新性,又可以使得相关设备得以更新,以及促使新工艺技术的产生,从而为学生的好奇心的凝聚和学习兴趣的培养提供了良好的基础及一定的促进作用。
二、优化问题设计,促进创新思维
要有效提高学生学习的主动性与积极性,则需相关教师定期组织学生开展相关讨论及交流活动,并对学生提出具有思考性的相关问题,指导学生深入了解所学内容,并促使学生探究其主要规律,为创新思维的培养提供有利条件。在备课过程中,教师应认真对待,提出的相关问题避免范围较大理论较空,从而防止学生在思考问题时不知从何下手,设置的问题应有明确的切入口,进而循序渐进。
教师在日常课堂教学中所提的问题主要分为四类[1]:(1)判断识别性问题;(2)陈述性问题;(3)论证性问题;(4)迁移性问题。教师在课堂教学过程中,应善于设计构思问题,促进激学生创新思维的培养。教师需加大对后两类问题的提问,问题的设计过程应遵守循序渐进原则,将同一个大问题分为几个小问题进行分别提出,使得问题的切入口变小,从而促进学生对于该问题进行深入了解,同时在一定程度上可以促进学生创新思维的培养。
三、利用参观实习提高学生实践创新思维能力
创新思维不是所谓的凭空想像,而是在实际生活中不断总结经验,并且接受实践检验。化工单元操作课程作为一门实践性较强的学科,因此需充分掌握了解各种单元操作及相关设备的基本原理。化工单元操作对于培养学生工程技术观念及化工基本实践技能具有重要意义,由此可知,在另一方面应积极为学生创造一定的实践条件,并且定期组织其参观实践[2]。通常通过以下方法进行实习学习:(1)进相关工厂企业,在企业生产现场参观学习具体的操作要求。此方法有助于学生切身感受到现场的工作气氛,为日后工作奠定一定基础。当然有利就有弊,由于企业生产现场嘈杂、参观时间较短,因此无法满足每一个学生的学习要求;(2)校内实训场地实习,部分有条件的职业院校学校可以让学生在该校的单元操作实训室或实训工厂内进行实习学习。虽然与实际工厂的生产状况存在一定差距,但是只要安排科学合理、教师指导到位,学生亦可以达到有效实习的目的;(3)运用多媒体技术实习,学生通过观看化工生产的视频或化工仿真等,亦可以感受实习的具体场景。上述三种方法各有优缺点,应根据学生及学校自身实际情况合理利用使用,不断提高实习质量。
四、结束语
通过对化工单元操作教学中如何培养学生创新思维能力的阐述,我们知道培养创新思维不是一朝一夕就能形成的,而是日积月累的过程[3]。本文通过阐述如何激发学生学习兴趣,达到让学生培养树立创新意识的目的;通过教师优化问题设计,不断促进学生的创新思维;另一方面教师多给学生创造实习的机会,让学生在实践中领悟理论知识,从而培养和实践创新思维能力。
参考文献:
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开发《传质分离技术》课项目化教学配套教材: 在有企业专家参与下开发出《传质分离技术》课项目化教学配套教材[2]。教材突出高等职业教育的基本特征和职业教育的特点,培养高等技术应用型人才,在遵循国家职业标准与生产岗位需求相结合原则基础上,要打破课程界限,有效整合了化工原理、化工单元操作实训、认识实习、化工制图、化工仪表与自动控制等多门课程的部分资源,并将化工总控工考核内容融合于课程教学之中,依托实训装置和实训基地,使教材更加适合实现工学结合项目化教学。教材具有如下特色:淤所选教学情境是经过调研论证的相关企业典型单元操作;于突出高职特色,依据生产实际的化工单元操作岗位,操作人员必须具备的基本操作技能和知识来选择内容,主次分明;盂依据工作过程导向重构课程内容,与以工作任务为引领的项目化教学要求相适应,体现“讲、学、做”一体化,突出对学生职业技能的培养;榆工作任务典型,既承载知识又承载技能,且知识支承技能;虞知识由简到难,技能由单一到综合,循序渐操作进,螺旋上升。
创建与《传质分离技术》课项目化教学相适应的教学条件: 实施课程教学,校内应具备以下实训条件:多媒体专业教室、仿真实训室、校内实训基地;模型、实物等教具。使用时不与其它班冲突。课程教学对硬件环境基本要求见表3(略)。校外实训条件:具有对应本课程需要的校外实训基地。根据课程内容需要,可以在校外真实生产现场完成教学任务。建成或开发的实训基地以及相关的教学、实训条件已到达或超过教学基本要求,完全胜任《传质分离技术》课项目化教学需要。
叶传质分离技术曳课项目化教学具体实施
按设计的学习情境组织编写教材、教案、课件等。制定全方位、全过程监控考核方案,确定监管组织、成员职责,开展项目化教学。以项目、任务为导向实施“讲、学、做”一体化教学:在教学过程中有机结合学生、老师和实训设备的学习领域三要素,突出学生主体的教学理念,将每个任务单元作为一个教学项目,按照“资讯—决策—计划—实施—检查—评估”六步法来组织教学;在实施过程中,教师布置工作任务,组织相应的工具、设备、实训指导书及资料等供学生选择、决策,并制定相应的计划;在教师的监督、引导下,进行操作并做相应操作记录,期间根据考核标准进行过程考核,以督促检查学生学习情况;最后通过讨论、总结对教学结果进行评估。教学过程中要让学生感受、理解知识和能力的产生与发展过程,培养学生自主学习、自我构建知识和能力体系的方法以及探求知识的思维能力和思维习惯。
《传质分离技术》课程考核评价 改革考核制度,建立适应项目化教学的考核评价体系是《传质分离技术》课程项目化改革的一部分。紧密结合高职教育教学特点和培养目标,建立适应项目化教学的考核评价制度。对学生知识、能力、素质进行全面测试,对学生整个学习过程进行全方位评价。从考试内容、形式、管理评价体系等方面进行系统规划,按课程总体设计要求,为充分体现了“工学结合”的教学改革思路,每个学习情境都设计了一套相对完整、切实可行的能充分发挥考试功能和实现高职教育教学目的的考核评价方案[3]。将考核与“教、学、做”同步,围绕对知识在生产实际应用与技能的要求对学生进行全方位、全过程考核。项目化教学考核方式改变了重知识,轻能力;重笔试,轻操作;重期末试卷分数,轻学习过程评价的考核方式,考试方式突出了多样性、针对性、生动性,要全面、系统、公正地评价教学效果。
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【中图分类号】G632.4 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5071(2012)06-0019-02
中等职业教育是高中阶段教育的重要组成部分,其任务是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应,德、智、体、美全面发展,具有综合职业能力,在生产、服务一线工作的高素质劳动者和技能型人才[1]。实践性教学是中等职业教育的重要特征,离开了实践性,学生的技能、技巧、运用能力、操作能力的培养等等也就无从谈起。本文通过化工仿真实训教学谈谈其在化工人才培养中的作用。
1 化工仿真系统的概述
化工仿真系统实训室,由一个教师站和多个学员站组成。有多个化工典型的单元和典型系统装置的仿真模拟软件,具有管理功能的教师站可以向学员站发出面向全部或个别的操作指令,并能显示相应学生的操作结果及最终成绩,学生通过人机对话,达到熟练完成单元和系统装置的冷态开车、停车和事故处理等操作[2]。而教师通过教师主控制台可以很清楚地了解每名学生的当前操作情况。
1.1 仿真实训与传统教学的比较:工艺课程的主要内容是讲授典型化工产品的生产过程,其中包括生产的原理、工艺影响因素的分析、工艺流程的组织与实施以及相关的安全与环保等知识。传统的教学过程中,在课堂上教师主要通过采用实物演示、模型演示、挂图、录像等多种教学方法来加强教学的直观性、形象性、生动性,试图做到理论教学与实践的紧密结合,提高课堂教学效率和教学质量。然而这些方法与手段都存在很大的不足,实物及模型演示方法虽然有直观、生动、真实的特点,但种类、数量有限,不能满足教学需求。挂图和录像的方法虽然省去了一些因写板书、画图而大量占用的教学时间,使单位时间内的教学容量增加,但是挂图和录像片一经制作完成,它们就具有固定性、特定性、封闭性的特征,教师只能按预先设计的方式教,学生按固定方式学。在上述情况下,学生仍普遍感到教学内容抽象、枯燥、不好学、难理解,以至于有相当多的学生在课程结束后,回顾所学,感到收效甚微。
化工仿真教学系统与理论教学相结合,利用其提供的直观、清晰、完整、动态的仿真界面,学生可在边听、边看、边动手操作中学习。创造一个与真实装置非常相似的操作环境,各种画面的布置、颜色、数值信息动态显示、状态信息动态指示、操作方式等方面要与真实装置的操作环境相同,使学生有一种身临其境的真实感[3]。
1.2 现场实习和仿真实训的比较
(1)由于生产一线往往设备、管路错综复杂,学生要在现场了解工艺过程、管路连接走向很困难,只能认识正常生产过程状态,对非正常生产实际了解很少,只停留在书面。而仿真系统以其直观的形式,使学生全面了解生产,提高了教学的时效性。
(2)化工生产的特点是原料、介质、产品等均具有易燃、易爆,有毒、有腐蚀性,一线生产过程复杂化和连续性程度高,随时随处都有安全隐患存在。学生虽然对化工生产的特点有一定的了解,但对具体的生产过程存在的安全问题了解不多,进入现场学习实践就不可避免地面临安全问题,可能造成学生畏首畏尾,实习效果降低。仿真系统为师生提供了一个安全的学习和实训平台,完全没有心理负担,在较为轻松的环境中完成教学任务,获得知识和技能。
(3)实际生产装置一旦遇到事故或装置大修,为保障安全,不允许学生进入现场。而DCS仿真实训克服这一弱点,建立了逼真的模拟环境,在实训中可以通过教师站对学员站的操作设置事故,学生根据已有知识进行独立判断,并采取必要的措施进行解决,弥补了现场实习只能看不能动的不足。
随着化工生产控制技术的不断发展,许多化工企业采用DCS生产控制系统,而采用DCS模拟仿真系统进行实训,是教学紧跟生产实际的突出表现,使学生步入工作之前就进行了必要的与现场控制最相近的操作锻炼,获得了实践技能,符合并满足未来生产的要求。
2 化工仿真教学的特点
2.1 便于因材施教:学生到工厂进行生产实习时,实习指导教师很难对每名学生的学习情况作详细的了解和掌握,指导时自然不够具体,也没有针对性。而仿真系统通过教师主控制台可以很清楚详细地了解每名学生的当前操作情况,利于掌握学生的个体差异,针对学生素质参差不齐的现状,因材施教,有针对性地进行指导,提高实训效果。
2.2 安全性高:由于化工仿真实训是在计算机上模拟操作,没有对真实设备直接运行,因而不可能对操作对象、设备造成损坏。不会因学生的操作错误或操作失误造成温度、压力超标引起爆炸和有毒物体泄露,造成严重的人身伤害事故。同时还可以加强安全教育,通过仿真实训学生可以了解事故产生的原因、会造成什么后果、如何排除等等[4]。
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高职教育的办校宗旨是面向生产第一线的技术应用型人才,培养的学员必须具备良好的实际操作技能。工学结合的人才培养模式提高了学生的职业素质,也提高了就业竞争能力,更好地适应了市场需求。因此工学结合就成为高职人才培养模式改革的一个重要抓手,课程设置、教学内容以及教学方法的改革都是通过它来实现的。在传统的高职教育课程体系中,理论课程和实训课程是两条线,一般是先讲授理论课,再到实训基地进行实训课程。这样一来二者很难融合,理论知识很难应用到实践中去,部分理论知识存在过深过细的问题。高职课程改革必须以工作过程知识为教学内容,以典型任务来重新设置课程内容。将原来的学科体系或者知识体系改革为工作过程体系或者岗位能力体系。原来课程中的章节结构(知识结构)也转变为工作任务结构(项目结构),教学环境也从教室变换为工作场景,课程考核评价标准也从学术理论要求变换为工作岗位能力要求。本文以专业技能取证培训课程为例,在工学结合模式下的改革主要做了以下几个方面的工作。
一、到企业调查研究,关注企业职业技能鉴定的培训和考核办法,把握职业教育培养目标、专业培养目标和职业资格鉴定标准
依据国家劳动和社会保障部制定的职业标准,结合目前石化企业的生产工艺状况,以及高职院校高技能人才培养的现实教学条件,在吃透职业岗位能力要求的基础上,精心挑选了一些相关的通用性基础知识和技能要求,结合原来的专业实训项目,将其融入职业资格培训课程中,培训的有效性与针对性都得到了提升。主要项目有化工单元仿真实训、化工反应器实训、单元操作实训、合成氨生产工艺实训、常减压生产工艺实训、甲醇生产工艺实训、醋酸生产工艺实训、聚丙烯生产工艺实训、乙烯装置生产工艺实训、催化重整生产工艺实训、柴油加氢生产工艺实训、催化裂化生产工艺实训、烷基化生产工艺实训、气体分馏生产工艺实训。通过这些项目单元的学习与培训,让其熟悉相关的技能操作要领,达到国家职业标准,获得相应的职业资格,进而成长为高级技能型人才。
二、结合职业技能鉴定的实际要求改革课程内容
石油化工产业有它的特殊性,不但生产过程是连续性的,而且生产过程中伴随着高温、高压、易燃、易爆、有毒、腐蚀等因素,所以它的人才培养目标与其他企业通用性工种的职业能力定位是有区别的。作为一名合格的石化类操作技术人员,不仅要熟悉生产工艺流程,还要具备驾驭生产设备的操作技能;不仅熟悉相关的化学、化工专业理论知识,还要有冷静科学的判断力和迅速果断的处理能力。这样才能对生产过程中发生的事故做出迅速准确的判断和及时的处理,避免可能发生的给国家和企业造成巨大损失的恶性事故。为此,本课程除按照国家职业标准所涉及到的知识和能力设计相关内容外,还与石化企业开展校企合作,广泛深入地了解化工生产过程中职业岗位应具备的相关知识技能和要求,并积极吸收消化近年来全国化工职业院校化工技能竞赛中所获取的相关知识能力信息,科学理性地定位中级工及高级工培养目标,从中提炼出主要培训内容。本课程正是通过对职业技能的分解与强化,来全面系统地帮助培训取证人员掌握这些相关的知识和技能,最终达到国家职业标准。
三、课程内容优化,淡化理论,强调技能,突出针对性和实用性
落实实训实习教学,全面提升学生职业能力,课程教学目标尽量突出工作岗位特点。力求通过发挥校企双方的优势,在高技能人才培养战略实施过程中,走出一条具有中国特色的产业高技能人才培养道路。经过以上过程进行课程内容优化,开展课程教学大纲、教材建设。
四、学习情境开发——以工作过程为导向的学习单元
首先通过企业调研,分析化工总控工岗位群;然后经过实践专家访谈分析化工工作过程,提炼出若干典型工作任务,总结出若干相互关联的任务集合(即行动领域),由行动领域设计出学习领域(工作过程系统化课程);最后重点开发学习情境(以工作过程为导向的学习单元),每一学习情境都是完整的工作过程。
五、教材建设
改变原来知识逻辑体系的教材结构,将生产过程中的案例作为研究对象,以生产工序、工作任务来结构教材,让学员更好地理解和掌握知识与技能,在学习过程中得到职业能力的提升。这样的教材不但增加了应用性,而且可开发的空间很大,随时可以根据新工艺、新技术增加新的任务、项目。学员在工学结合模式下使用新教材,通过加工生产锻炼,增长了知识和技能,提升了操作技能和职业素养。
六、由单向传授的教学观转向师生互动的教学观
教学活动不单单是教师和学生完成双方活动的教育教学过程,也是师生交往、互动的过程。工学结合模式下的课程教学方法应坚持“教、学、做”合一的原则。在教学过程中,学生要经历查阅资料、共同探讨、参观访问、角色体验、方案设计、实践操作、交流评价等过程,这些教学活动,使学生更加容易掌握职业技能和社会能力。
七、模拟仿真与真实环境相结合
由于石油化工产业有它的特殊性,不但生产过程是连续性的,而且生产过程中伴随着高温、高压、易燃、易爆、有毒、腐蚀等因素,国内外大型石油化工企业大多采用仿真培训系统训练操作工人;我们也不例外,在本课程的学习中使用了大量的单元和装置仿真软件。当然也有许多真实环境的培训练习,在学院工业中心还有一些典型的化工生产装置和中试装置供学员练习操作。
八、课程考核评价多元化
在课程考核评价方面,我们进行了很多大胆的改革和探索,不同的内容考核评价方法也不同。一改以往重知识轻能力,重结果轻过程的考核,取得了很好的效果,不但强化了考核对教学活动的诊断、反馈功能,而且对教与学双方都起到了很大的激励作用。主要做法是变单纯的考核为多种形式的考核。职业技能鉴定课程考核重点在实践环节的考核,实践教学考核的内容应以“应会”为主,“应知”为辅。实训部分考核中,主要采用仿真操作软件评分、动手操作、操作流程重要环节答辩、事故处理操作心得、撰写论文等多种形式对学生进行考核。从改革后的情况来看,课程考核改革的结果还算满意。从学生方面来说,增加了学习的积极性和学习的兴趣,扭转了平时应付、考前忙乎的不良学习风气,学习成绩普遍提高了,职业技能鉴定通过率也大大提高了;从教师这方面来说,考试改革也提高了教师的业务素质,加强了教学工作的责任心。课前需要充分准备,课中需要认真讲解,课后还需要耐心答疑。
九、根据职业技能鉴定工作的要求,加强双师型师资队伍建设
高职教育职业技能和能力考试改革的关键是教师,能否培养和造就一支人员精干、素质优良、结构合理、专兼结合、数量适度、特色鲜明的专业教师队伍是完成高职人才培养目标的关键。只有教师的教育观念、业务能力和水平能适应高职教育培养实用型人才培养的需要,才能为职业技能鉴定课程的教学和考核工作提供可靠保证。
十、加强实训基地建设,改善办学条件,为职业技能鉴定的培训和考核提供物质保障
以上改革举措,在省人力资源和社会保障厅、职业技能鉴定中心现场考查中得到了充分肯定与一致好评,为进一步加强职业技能取证工作提供了坚实基础。毕业生职业技能取证工作取得了显著成绩,获得了社会的广泛认可,近几年的毕业生就业率、就业质量明显提高。
参考文献:
[1]黎梅.谈高等职业教育工学结合课程改革[J].中外教育研究,2011,(7):96-97.
[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2009:1-15.
[3]严中华.职业教育课程开发与实施——基于工作过程系统化的职教课程开发与实施[M].北京:清华大学出版社,2009:221.
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一、化工仿真教学的特点
化工仿真实习教学系统是以实际的化工生产过程为基础,通过建立化工生产装置中各种化工单元过程的动态特征模型及各种设备的特征模拟生产的动态过程特性,再现真实化工生产装置操作环境,其中各种工艺流程的设置、各种信息的动态显示、操作方式等与真实装置的操作环境相同,可以大大提高了学生对系统问题的分析能力。增强了实际操作水平。
二、化工仿真实习教学与化工实际生产过程的区别
1.化工实际生产过程
实际的化工生产过程包括四个要素:控制室、生产装置、操作人员、干扰和事故。整个化工生产过程首先由操作人员根据自己的工艺理论知识和装置的操作规程在控制室和装置现场进行操作,操作信息送到生产现场,在生产装置内完成生产过程中的物理变化和化学变化,同时一些主要的生产工艺指标经测量单元反馈至控制室。控制室的操作人员通过观察,分析反馈来的生产信息,判断装置的生产状况,实施进一步的操作,逐渐使装置达到满负荷平稳生产的状态。
2.化工仿真实习教学过程
化工仿真实习教学过程是学生在仿控制室进行操作,操作信息通过网络送到工艺仿真软件,生产装置工艺仿真软件完成实际生产过程中的物理变化和化学变化的模拟运算,一些主要的仿生产信息经网络系统反馈到仿控制室,学生通过观察,分析反馈来的仿生产信息,判断系统运行情况,进行后续操作,在仿控制室和工艺仿真软件间形成了一个闭合回路,逐渐操作调整到满负荷平稳运行状态。
三、在仿真实习教学中培养学生的能力
1.培养学生的认知力
现阶段,我们中等职业学校学生的自我学习能力很差,学生在学习过程中基本上没有学前预习和课后复习这两个环节,仅仅依靠课堂上教师讲授这一环节,当老师在讲授化工单元过程及操作理论时,由于很多同学的自我控制能力也很差如:注意力不集中、思想开小差、这就使得我们的理论教学很不理想,而通过化工仿真课的学习,学生首先能认识某些设备,了解设备的构造及工作原理,甚至能掌握某些管道内物质所起的作用。例如:学生在学习过间歇反应釜的化工仿真操作后,学生知道了间歇反应和连续反应的区别,了解了流体输送有利用高位槽输送和用泵输送的方式,理解了化学反应得靠水蒸气将物料加热到一定的温度,同时化学反应过程中放出的热量要用冷却水来散热,同时还懂得了间歇反应釜本身又是一个夹套式换热器的双重身份,这些知识是理论教学中学生在短时间内学不到的,所以通过化工仿真课的学习培养了学生认识新事物的能力,从而提高了教学效果。
2.培养学生独立完成任务的能力
在我们学院的学生独立完成作业的学生很少,大多数学生都是通过互相抄袭来完成作业的,这样就导致学生的作业质量很差,学生自我独立完成任务的能力很差,而在做化工仿真时,每人一台电脑,教师机每时每刻都能监控到每个学生的进展,这就迫使学生要按照老师的要求去完成操作步骤,同时要求学生不断的思考和探索每个操作步骤的含义以促使学生完成所有的操作步骤。通过做化工仿真,培养了学生独立思考和独立完成任务的能力。
3.培养学生的意志力
中等职业学校的学生大多数年龄都在15~20岁之间,年轻气盛、心浮气躁、坐不住、上课说话好动、不守纪律是他们共同的特点,这使得我们很多从事理论课教学的老师非常头疼,上课要经常维持课堂纪律,以方便理论知识的讲解。而化工仿真课相对理论课来说就较自由一些,学生之间可以相互讨论交流,每一步该怎么做,什么时候做, 甚至某些关键性的步骤稍不留神就会出错,从而导致整个化工仿真操作的失败,例如:在间歇反应中的关键是TIC101温度指标的控制(正常温度为110~128℃之间),TIC101温度一旦超过128℃就会出现烧釜事故,而要控制好这个温度关键是当TIC101温度上升到75℃时将蒸汽阀门V19关闭。很多同学都是在此失利而重做。甚至有些同学想要高分将操作尽量调整到平稳状态就得多次反复,这就要求同学们有细心观察和耐心等候的能力而且在失败中总结经验,笔者认为,通过化工仿真实训课锻炼了学生的意志,不仅增强了学生的学习兴趣同时课堂纪律也好了很多。
4.培养学生的自信心
中职院校的学生大多数都是在中考和高考中落榜的,或者没有参加中招和高招考试的,他们都是应试教育的失败者。在原来的学校里,迫于升学的压力,在一轮轮的考试中分数成了改变他们命运的砝码。很多学生正是因为成绩不理想而对自己失去了信心,从而导致学生有某种程度的厌学情绪。面对这些学生,在化工仿真实习教学中教师慢慢讲解让学生对每一步操作都烂熟于心,学生每做完一步就得到一定的步骤分和质量分。在老师的细心引导和耐心辅导下学生在将所有的操作步骤做完后基本上都能达到95分以上,有的同学还能达到99分甚至100分,通过观察发现学生每天在上完仿真课后都非常高兴,而且到课率也非常高。笔者认为是化工仿真课让学生找回了自信。
3.5培养学生的竞争力
在化工仿真实习教学中我们引入了竞争意识,当同学们对每一个仿真操作熟练后,教师让学生将电脑系统恢复到初始状态,然后规定在一定的时间内看那位同学做的又快又好,每班选出2~3名同学参加全院一年一度的化工仿真技能大赛。对获得前三名的学生学院发给获奖证书的同时还给予一定的经济奖励。同时对表现非常好的同学可以培养他参加国家技能大赛。通过这种方式让学生懂得在人们的生活中处处存在着竞争,每一个人都要在竞争中求生存和发展,让学生明白优胜劣汰,不进则退的道理。
总之,在化工仿真实训课中可以锻炼学生细心观察的能力,培养学生耐心等待的能力,能激发学生认真学习,从而提高了化工单元过程及操作课程的教学效果。
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(一)健全非专业素质教育体系,培育学生公共素质
学院公共教学部、团委及各二级学院协力不断优化非专业素质教育体系。例如:思政课程,让学生树立社会主义核心价值观,培育学生爱国等品行素质;职业生涯规划课程,让学生认识自我,认识职业,对择业更加理性;心理健康课程,提高学生心理素质;劳动课程,养成学生吃苦耐劳素质;体育俱乐部,学生选择自己感兴趣的体育项目,锻炼健康体魄;非专业社团,重点培养学生特长素质,如摄影、围棋和茶艺等。
(二)深化专业教学改革,为专业素质培养奠定基础
行业、企业参与教学体系构建;以工作过程为导向,优化课程设置和教学内容;改革教学方式,推行“学、教、做”一体化教学模式,让学生掌握一定的专业知识和操作技能,为学生行业基本素质和岗位素养奠定基础。
(三)“递进式”实践教学体系,职业素质培养的“始发站”
职业素质培养和职业活动不能割裂,要注重在校内实训过程中培育学生职业素质。学院应用化工技术专业校内实践教学体系包括基本技能、专业技能和综合技能实训,在实训过程中,不仅学生的技能得到递进式提高,职业素质的培养也应该是螺旋式发展。1.基本技能实训。化工技术类专业学生进行实验操作所需的基本技能,内容包括玻璃仪器的洗涤、称量工具的使用、精密量器的选用、实验室的安全及应急处理等,在实训中要引导学生逐步认识所学专业特点,使学生形成对化工行业的认同感并具备扎实的基本技能。通过实验室常见事故的预防与处理培育学生安全意识;通过实训室设备的近距离接触,跟化工专业有关的生活中常见的项目检测,引导学生培养职业认同感;通过实训过程中的相互帮助,感受到合作意识和沟通能力的重要性;通过玻璃仪器、称量工具等的规范操作,培养学生严肃认真的科学态度。2.专业技能实训。主要项目有化工识图与绘图实训、管路拆装、化工仪表与自动控制实训、化工单元设备的手动和自动操作实训、化工单元仿真培训等,重点培养学生行业素质包括安全意识、责任意识、团结协作能力、沟通能力等方面的素质。通过认识、体验化工单元设备的大型化、自动化,进一步培养学生对化工行业的职业认同感;通过充分了解设备特性,规范操作,养成安全意识;通过分组实训,认识到只有小组成员间相互协作、沟通才能完成任务,养成协作、沟通的习惯。3.综合技能实训。主要项目有丙烯酸甲酯合成、乙醛氧化制乙酸等工艺仿真操作。通过对设备的开停车操作、正常运行和事故处理等模拟操作,实现了对整个化工工艺过程、DCS控制的演示。通过认识自动控制系统、自动信号与联锁保护系统等,降低学生对化工行业安全的担忧,提升学生的职业认同感;通过设备与设备之间的相互影响,强化安全意识;通过现场操作和DCS配合,领悟沟通、协作的重要性;通过事故处理,提高学生应急事故的应变能力。通过实训,进一步拉近学校学习和企业实习的距离,使学生对将来的工作有一个深入的了解。综合技能实训是对专业技能实训的综合和升华,针对学生职业素质的培养,除了继续对行业素质进行养成之外,要注意岗位素质的培养,通过工艺过程仿真实训,认识不同的岗位职责,理解不同工种、相同工种不同岗位对职业素质要求的不同。综合实训对学生职业素质的进一步提高起着关键作用,在校内实践和校外顶岗实习两者之间起着“承上启下”的作用。
(四)各层级职业技能大赛,学生职业素质培养的“加油站”
职业技能大赛在注重考察学生利用所学知识和技能解决实际问题能力的同时,也对学生的职业素养比如心理素质、沟通和协作意识、安全意识、规范操作、敬业精神和自信心等提出了具体要求。通过组织学生参加不同层级的职业技能比赛,锻炼学生接受挑战的心理能力,充分认识沟通、协作职业素质的重要性。实践证明,逐渐成熟的各层级职业技能比赛,可以成为学生重塑信心和坚定职业远景的得力载体[2]。1.建设专业社团,有利于选拔人才。组建绿色化工生产、火眼金睛、化工生产设备维护等专业社团。从大一入学后,选拔学生,组建社团,在专业教师的指导下,逐渐参与洗涤剂的生产、实训设备的管理和维护等项目,优秀者作为实训指导教师的助手参与实训教学,并作为各级大赛的种子选手。通过社团组织的相关活动,学生在提高操作技能的同时,还能培养自主学习的能力、协作和沟通能力、自我管理能力和创新能力。2.广泛开展校级比赛,营造人人参与的良好学习氛围。学院层级的比赛由专业社团组织,可以提高学生组织能力;比赛没有名额的限制,参与面比较广;赛项参考省赛、国赛,为省赛和国赛选拔队员。例如化工管路拆装大赛是团队操作项目,既考核学生拆装工具的正确选择和使用、管路的拆装顺序、阀门、法兰等的拆装等操作技能,又对职业素质提出了具体要求,团队协作的好坏直接影响拆装的质量和速度;细节问题比如物件的整齐摆放、考核场所卫生等也纳入了考核标准。通过大赛,以赛促学,以赛促练,提升参与学生的操作技能和职业素质。3.积极参加省赛,锻炼队伍。通过公正的赛前选拔、有效的赛前训练、紧张的现场参赛、全面的赛后总结,学生的操作技能和职业素养得到显著提高。以化工生产技术大赛为例:精馏实操环节三个学生分工合作、各司其职,既要规范操作、保证精馏设备安全运行,又要保证浓度达标的同时最大程度体现产量,充分体现了化工企业最看重的协作、沟通和安全等职业素质;仿真环节阶段重点考核学生解决问题、分析问题的能力。
(五)化工博物馆是职业素质培养的“中转站”
化工博物馆分为内馆和外馆两部分,内馆中展示化工发展史和企业捐赠的仪表和阀门等;外馆将框架结构施工,对企业赠送聚合釜等大型设备安装,真实还原企业的生产环境。要挖掘化工博物馆的育人功能,培养学生职业素质。内馆的化工发展史,培养学生职业自豪感和认同感;通过化工博物馆还可以培育安全意识,进入博物馆参观或学习之前,都必须先接受安全教育课程,进入外馆,必须佩带安全帽,扶着楼梯上二层平台参观,对能接触到管线、阀门和开关等不能随便乱动,通过上述规定,安全的理念渗透到每个人意识、每一步动作。使化工博物馆成为培育学生职业素养的“中转站”。
(六)校内企业是职业素质培养的“中试基地”和“练兵场”
与第三方检测企业青岛中一监测有限责任公司合作,在院内投资建设分公司,负责学院所在区域西海岸经济新区的业务。校企双方签署协议,企业负责管理和经营;校方安排指导教师和实习学生;通过合作,达到校企双方互利共赢。校方提供场地、人力和智力,企业节省了经营成本;学校可以更加自由的安排多批次的学生进行顶岗实习,有利于校方的教学安排。校方以校内企业作为“中试基地”,检验在校内实践过程中职业技能和素质培养的情况,查找不足,及时采取措施。也作为学生外出顶岗实习之前“练兵场”,让学生逐渐适应“学生”向“员工”身份的转变,为第三学年的顶岗实习打下基础。
(七)顶岗实习是职业素质培养“终点站”
顶岗实习阶段,学生分配在不同的企业、不同的岗位,所要求的岗位技能和素质不尽相同,学校要采出措施,避免“放羊”现象的发生。专业导师制的实行,有利于学生顶岗实习过程中岗位素质的培养。学院要求学生在每周总结中要体现岗位素质的学习情况;各导师在批阅周记、专业指导、毕业答辩过程中要注意岗位素质的提炼、总结;注意和企业指导教师交流学生岗位素质的不足。这个阶段对学生职业素养的培养来说最为关键,是职业素质培养的提升阶段。
(八)企业文化和校园文化的无缝融合,是职业素质培养的“催化剂”
对于化工专业而言,用企业文化规范学生的行为,让学生在实训过程中,感受和学习企业文化,有利于学生进入企业后的角色转换。实训室的文化建设要具有学习、警示和职业素质培养的功能。1.学习功能。主要实训项目、设备功能、带控制点的工艺流程图、操作说明等全部上墙,有利于学生操作技能的提高。2.警示功能。利用警句、警示牌、洗眼器、急救药箱和灭火器等,提醒操作者注意安全,培育安全意识。3.职业素质培养功能。实训室职业氛围营造要体现化工企业对产品质量“管理严格”,对化工设备“规范操作”,和班组同事“协作沟通”,对化工过程“安全生产”,对环境“责任关怀”的要求,具有职业素质培养功能。
三、保障措施
(一)健全素质培养机构,提高学生职业素质
学院成立公共教学部、知行书院,健全校内非专业素质教育体系,为化工技术类学生公共素质教育提供了保障;教务处加强实践教学管理;团委管理社团,社团活动注重向专业化、职业性、技能型方向发展。为学生行业素质和岗位素质的培养打下基础。
(二)加强与企业沟通联络,携手实现共赢
高职院校学生职业技能和素质的培养离不开校企合作,但是企业的主要目的是盈利,对于校企合作积极性不高,所以目前校企合作主要靠领导的人脉。为了使校企合作健康、稳定的深入发展,学院主要采取以下办法:一是建立联络机制,成立校企合作处,加强与政府有关部门、行业协会和企业的联系和沟通,协助各二级学院接触、了解、掌握相关企业单位的情况;二是服务机制,学院举办青岛市中小企业产学研对接洽谈会,营建协同创新、融合发展的平台,企业提供项目,学院提供科研支持,共赢发展。
(三)推进技能竞赛月,同步提升技能和素质
为深入推进技能大赛常态化,以培养学生职业技能和素养为目标,以赛促学,以赛促教,进一步提高人才培养的质量和水平,使更多的学生有机会参加校级培训和选拨,学院规定每年11月份为技能竞赛月,将院级比赛覆盖到所有专业、所有学生,参与面广泛。比赛项目对接市赛、省赛和国赛,为上一级大赛选拨精英人才。深化与企业合作深度,由企业赞助大赛经费,派出专家参与大赛命题和比赛过程,为其选拨人才。广泛宣传技能竞赛月中获奖的学生,激发学生学习兴趣,鼓励学生提升操作技能和职业素质。
(四)“下午茶”座谈会,鼓励更多学生走向成功
院长亲自和省级以上竞赛获奖师生在T-garden共饮下午茶,鼓励师生;学院将学生获奖的事迹进行宣传,用他们的励志成长经历感染、教育更多的学生,引导更多的学生参与,走向成功。
四、培养成效
(一)职业技能大赛获得佳绩
学院荣获获第三届“隆腾杯”山东省大学生化工过程实验技能竞赛二等奖;首届山东省化工生产技术技能竞赛,学院代表队获得团体二等奖;2014年山东省职业院校技能大赛(高职组)“工业分析检验”项目竞赛,获团体三等奖。
(二)就业能力突出
2014届应用化工技术专业毕业生135人,毕业生网签率为54.8%(全院平均46.1%)。正式就业率为90.37%(全院平均88.81%),整体就业率为98.52%(全院总体就业率为97.47%)。
篇13
1 职业教育新的教学模式探索――模块式一体化式教学改革
所谓模块式教学,通常情况下是指在技术方面具有代表性的实例划分模块组织教学的教学模式。对于我们处于变革中的职业教育来说,这种以实例技术为中心组织技术教学的教学方法具有重要的指导意义。所谓模块式一体化教学是指把原来基础理论和职业素养教育界贯穿于以相应技能的整个过程中,专业技术培养模块需要按照技能培养的要求进行编制,开展“教学做一体化教学”。
所谓模块式一体化教学是指,按照“实用为主,够用为度”的原则,结合培养目标的职业要求,以技能训练为核心,进而在一定程度上确定该项技能所需要的知识内容,同时建立相应的教学功能模块,进一步将理论教学和实践教学进行结合,完成培养计划。
1.1 模块式一体化教学过程的实施
在实施模块式一体化教学过程中,坚持技能训练的主导地位、理论教学与技能训练有机结合、灵活性和实用性相结合的原则。在传统的职业教育中,组织与实施教学的过程,通常情况下采用“理论教学和实训分开组织”的模式,进而在一定程度上导致理论教学和实践教学相互脱节,对于技能训练和理论教学孰轻孰重因教师不同而存在一定的差异。在一体化模块式教学过程中,设置教学环节和进度需要以技能训练为核心,理论教学服务于技能训练,同时强化了技能训练的主导地位,在一定程度上符合了职业院校学生的个性特点。在教学过程中,确保理论教学与技能训练的同步性,理论与实践相互结合,通过实践验证理论,注重培养知识应用能力。另外,模块的选择目标性强且灵活。可以对行业中出现的新材料、新技术、新工艺进行新模块添加。
首先,要建立“教学做一体化”教室,为理论教学与专业技能训练提供实施平台。
“教学做一体化”,对于专业课的教学,教师通过实训设备来进行。将传统的“先理论,后实训”转变为“边理论、边认识、边实践”的教-学-做一体的教学模式,进而在一定程度上将课堂搬到实训基地,进一步解决了理论与实践不同步,以及学生学习效率低的现象。在教学过程中引入“做中学、学中做”的教学方法,通过多媒体和实物相结合的教学方式,老师讲解相应的结构和原理,在老师指导下,学生进行拆装,通过动手拆装,学生在一定程度上能够更好地掌握系统的结构和原理。同时直观教学一方面可以激发学生的兴趣,另一方面培养学生的观察能力,进一步增强感性认识,便于理解知识结构和原理。例如:在进行换热器的检修与维护教学时,教师通过多媒体讲解各种换热器构造和原理,让学生先有一定感性认识,然后指导学生进行换热器的拆装实训,进一步了解其结构和工作原理,同时可以让学生观察封头、管箱、换热管、折流板等形式与位置,在拆装的过程中,进行互动,激发学生学习兴趣,为下一步检修维护奠定基础。
其次,模块式一体化教学过程的实施过程中采用任务教学法,在设置任务模块时要体现“以任务为主线、学生为主体”的特征,并且在一定程度上突出任务的使用性和系统性,进一步使学生能够结合自己所学知识点有层次、有逻辑地分析和解决问题。例如:在进行换热器的检修与维护教学时,教师根据化工生产过程中经常出现的换热效率下降的问题进行任务设置,要求学生先进行分析,找出可能存在的问题,同学之间讨论,教师引导下确定检修方案;然后按照检修方案进行检修,直至达到符合生产要求。检修的整个过程把整个知识体系联系起来,使同学们不仅巩固了所学的理论知识而且培养了学生分析解决问题的能力。
最后,采用 “模块式一体化教学” 和“计算机仿真教学”保证课堂质量,在完成理论和实训教学的基础上,利用东方仿真的仿真软件进行仿真实训,将实物流程装置、测控通讯系统与全数字仿真技术相结合,进而在一定程度上运用高精度仿真数学模型,对于实际装置物理化学特性可以不受约束地进行模拟,对于装置的开车、停车、正常运行调控、紧急停车和事故处理等,可以进行全工况、动态、实时地进行模拟。采用仿真DCS对控制系统进行模拟,其要求和真实DCS一致,并配有工业键盘。在一定程度上能够为受训者提供一个真实化工生产操作控制模式、方法与环境; 同时具备运行培训项目软件、事故设置软件和运行操作评价软件。可以满足培训的自动评价、组织、全工况记录和管理问题;具有真实感强、无须物料、没有产物和副产物等特点。例如:在乙醛氧化制乙酸的仿真实训中,涉及到机泵的控制、温度压力、物料等,并有相应的思考题。在实训过程中可以设置故障,训练学生分析分体解决问题的能力,使学生不仅巩固了所学的理论知识,培养了学生分析解决问题的能力,而且是学生了解工艺,更好的预防故障、发现故障、解决故障,保障生产的顺利进行。
1.2 实施模块式一体化教学,完善考核过程
《化工设备维护检修技术》教学采用实施模块式一体化教学,分为5个模块,模块一是罐区单元维护与检修,模块二是换热器单元维护与检修,模块三是间歇反应釜单元维护与检修,模块四是连续反应釜单元维护与检修,分别由4位教师负责,每个班级学生分为4个小班,每个小班人数9-10人,在一个学期中以小班为单位循环学习4个模块。
对于每个模块的教学和考核,通常情况下都是以小组为核心,在课堂教学过程中,以学生为主体,教师通过为学生提供知识要点、分析解题思路和重点难点,进而在一定程度上激发学生学习的兴趣,以及学习的积极性和主动性,在整个课程中始终贯穿考核,同时以小组为单位进行考核,并且采用自我评价、小组互评和教师评价的方式对学习结果进行评价;通过采用加减分制,以80分为基准分,对每个组进行综合考评,给出相应的小组成绩,同时以此成绩作为基础,在组成绩的基础上,根据课堂互动表现、实训总结报告完成情况和单元仿真实训的成绩分别对每个人的具体分数进行加减,一方面培养了学生们的团队精神,另一方面确保了成绩的公平性。
2 改革课后作业形式推进实施模块式一体化教学
2.1 模块任务的合理性、关联性和可操作性
任务布置根据学生的实际情况和学生感兴趣的方向来设置任务。任务尽要包含多项知识点并尽可能地使用实践环节,并被大多数学生所认可,项目的难易度要针对学生的实际水平来确定,学生在经过深思熟虑和教师指导能够客观给出任务评价、解决问题的方法和撰写总结报告。增强区分度,确保公平,教师能够根据作业情况能够客观公平地给出相应评价。例如:在换热器单元维护与检修模块检修完成投入生产前的压力试验,要求学生编制换热器水压试验规程,其中包含人员分工、工具准备、现场准备、操作规程以及文明操作等内容,同时按热气的常见故障、检修方法等知识以备课堂互动。
2.2 分组的科学性,任务实施完善性
在模块任务项目完成后的总结,应包括实训总结报告和体会总结。各组派出一人以答辩的方式讲授该任务的内容,以及解决问题思路和办法,再由教师与学生采用自我评价、小组互评和教师评价方法,最后评选出最佳的小组及排序,给出相应的过程考核成绩。比如:在教师布置作业的基础上,每组可以委派一名代表进行答辩,这个组其他成员可以进行补充,在讲述完之后其他组成员可以对他们的结论进行提问答辩小组成员需要现场解答,最终得出一个相对全面准确的答案。
3 实施模块式一体化教学,提高教师综合素质
3.1 紧跟行业发展,具备不断学习的能力
随着化工行业的发展,在模块式一体化教学过程中同学们会随时随地提出各种各样的问题,这就要求教师不断学习,拓展自己专业知识,把握好重难点,设计出切实可行的模块任务,培养学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力,同时要成为学生学习的榜样,激发学生的学习兴趣与学习动力。
3.2 以身作则,展现自身魅力的能力
最近对化工设备维修技术及应用化工技术专业10级96名同学、11级103名同学、12级109名同学共计308名同学以问卷的形式进行一项调查,在调查中10级、11级、12级分别有81.25%、84.47%和83.48%的同学认为老师的人格魅力能够吸引他们上好课。
因此在专业教师要不断提高自己业务能力的同时,还要展现自身人格魅力,对学生进行言传身教,发挥教师人格魅力潜移默化的影响。
4 实施模块式一体化教学效果分析
几年来,通过对发动机课程的 “理实一体化”教学的实施,以及采取适宜的课堂教学方法,使学生能够很快适应工作需要,取得了良好的教学效果。在对11、12级在校生和10级毕业生教学效果的调查中,通过与在校生、毕业生本人和用人单位的座谈、问卷调查等多方面考察学生对课程的满意度、课堂知识的迁移能力、学生的岗位适应能力以及企业的满意程度。显示了模块式一体化教学的教学效果无论在学生对课程的满意度、课堂知识的迁移能力、学生岗位适应能力还是企业满意度上都有了较大程度上的提高,充分显示出模块式一体化教学对学生职业能力提高的优越性。
参考文献:
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