对化工工艺的认识与理解范文

时间:2024-04-08 15:53:46

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对化工工艺的认识与理解

篇1

Abstract: Based on the characteristics of Coal Chemical Technology course, and combined with the author's teaching experience, this article discusses on how to make students understand, recognize and apply the professional course. The author's teaching experience is stated in this article in hope of getting more improvements and support in the future teaching.

关键词: 煤化工工艺学;教学;体会

Key words: coal chemical technology;teaching;experience

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)02-0238-02

0 引言

《煤化工工艺学》是煤化工专业的专业必修课,煤化工专业在我校是属于化学工程与工艺专业的一个方向。为了顺应国家大力发展煤化工产业的大战略,培养煤化工专业的应用型人才迫在眉睫。而只有学懂《煤化工工艺学》,才能基本了解煤化工专业的实质内涵。《煤化工工艺学》课程的主要内容包含:煤的低温干馏、炼焦、炼焦化学产品的回收与精制、煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治,内容涉猎了煤的绝大部分转化原理、工艺及其方法。通过本书的学习,可以使学生获得专业基本知识,具备在专业生产第一线工作的基本能力。所以教授好这门课程,并且使学生获得必要的收效显得尤为重要。

《煤化工工艺学》是一门以应用为主的专业技术课,学生学起来比较抽象难懂,因此比较科学而易懂的讲授方法,才能够与学生引起共鸣,达到较好的收效。这门课程的基础课是《煤化学》、《有机化学》、《化工原理》、《物理化学》等,作者本人讲授《化工原理》和《煤化学》课程多年,同时结合自己多年的生产实践经验,在驾驭这门课程方面谈一下自己的教学体会。

1 合理分配课时,顺应人才需求

我校引用的《煤化工工艺学》教材是大连理工大学郭树才老师编写的,建议课时80学时。而我校在教学计划中规定课时是128学时,大三下80学时,大四上48学时,因此在分配教学内容时,笔者将煤的低温干馏、炼焦、焦化产品回收与精制三大部分放在大三下的80学时里,把煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治放在大四上。这样分配的优点在于:大三下的内容主要是传统煤化工的精髓,学生利用较多的学时理解、消化、吸收;大四上的内容主要是新型煤化工的知识,并且是传统煤化工与石油化工的交汇。从我校的特色办学里可知,我校的煤化工专业既保留了煤化工专业的特色,又吸收了石油加工专业的营养,具有大化工的优势。同时,由于国内现在煤化工的开发利用重点在煤气化、煤液化以及煤制天然气等方面,所以把新型煤化工知识放在这个学期学习,可以使参加应聘的同学很容易回忆起所学过的东西,面试时更有自信。

2 内容详略有当,紧跟学科前沿

郭树才老师的《煤化工工艺学》是按照80学时的课程来设计的,我们拆开来讲解,如果只理解课本上的知识远远不能满足教学需求,因此,必须依托课本,适度引进《炼焦工艺学》、《煤化学产品工艺学》、《煤炭气化工程》、《煤炭直接液化》、《煤炭间接液化》、《煤基醇醚燃料》、《煤化工过程中的污染与控制》等相关教学内容,才能达到既使课堂内容饱满,又使学生了解学科前沿,了解新装置、新技术、新工艺的发展动态,具有对新装备、新技术、新工艺、新方法理解、运用和掌握的初步能力。

比如在第一章,煤炭的低温干馏内容里,实质重点是煤的低温干馏和中温干馏的基本原理、工艺过程、主要设备以及主要技术,为第二章煤的高温干馏做足了铺垫。在讲解的过程中,笔者就结合国内的央企大唐国际比较成熟的“褐煤提质工艺”,以及《煤化学》教材中讲到的相关煤的基本性质与工艺性质来做适当重点讲解,这样,既使学生回顾起来《煤化学》课本上的基本重点知识,又使学生了解了煤低温干馏工艺的风向标,既满足了学生的专业好奇,又为未来就业打下良好基础。在第二章炼焦内容里,大量引进《炼焦工艺学》的基本原理、工艺过程、国内外主要焦炉类型、焦化工艺等的主要内容,同时也结合国内鞍山焦耐院与化六院开发并且使用的各类大型焦炉,展开评价,既使学生把握了煤的高温干馏的基本知识,也使学生认识到了煤焦化的瓶颈以及突破的入口,为未来煤高温干馏的技术研发打下深厚的基础。在第三章炼焦化学产品回收与精制一章,除了详细讲解煤气净化过程中如何提取并且回收重要的化学产品,同时也就目前比较看好的苯加氢工艺,以及煤焦油加氢工艺做了必要的阐述。使学生了解了课本知识的同时,也较好的把握了国内煤化工专业动态,为自己选择专业方向做好了准备。在第四章以后的煤炭气化、煤炭液化等新型煤化工知识方面,更是结合国内现在的煤化工产业动态,在讲解气化原理、气化设备、气化工艺的同时,结合本人对欧洲煤化工技术的考察,把学生引进以煤气化为基础的碳一化工领域,使学生对未来煤化工发展的大战略有了初步的思考,并对就业有了更深刻的认识。在煤化工产业的背后,实质是大量的能耗、大量的污染,如何解决,必须要使学生了解污染产生的主要环节,污染物的主要类型,针对不同性质的污染如何在生产的初、中、末,采用必要的技术消除。因此,学生在学习知识的同时,也知道了自己的专业不仅可以去煤化工行业去就业,也可以去环保、能源动力方面去就业,拓展了思维,开阔了眼界。

3 教学方法灵活,学科联系紧密,学生互动加强

在《煤化工工艺学》的教学过程中,如果仅仅是循规蹈矩地一味去讲解,学生会觉得枯燥、晦涩、难以进入模型。因此,教学方法的灵活多变可以促进学生的理解

首先采用比拟的授课方式,为学生建立立体的图形,使学生对设备及工艺加深认识。比如在讲解煤加工的设备时,我们习惯称“炉子”,使学生与家庭里常见的火炉联系起来,建立形象化的模型,然后,把模型拆开来,逐一再理顺,大家就对设备有了直观的认识。然后又把“炉子”与化工生产中的“反应器”联系起来,大家就知道了在不同的领域,设备的叫法有所不同,但是原理基本相似;再就是在焦炉的认识过程中,我把学生坐的桌子和椅子分别形象地比拟成“炭化室”和“燃烧室”,使大家直观地对焦炉建立起了立体的印象,然后再把成焦过程中模型分解开来画在黑板上,大家就很直观地对“单向供热”、“成层结焦”有了更深刻的体会。其次采用相关专业课的知识关联,强化了专业理论的理解,同时也强化了相关专业课的应用。比如在学习《煤化工工艺学》之初,先复习《煤化学》相关知识重点,使大家为不同煤化度和不同性质、不同产地的煤种如何应用,对号入座;在讲到焦炉燃烧系统及烟囱的流体流动时,我们及时地与《化工原理》课程的精髓之流体流动和传热对接,把各个环节流体流动的性质分析到位,同时把如何废气循环和节能关键点抛给学生,使学生带着问题去思考,培养大学生分析问题和解决问题的能力;还有在讲解炼焦化学产品的回收与精制过程中,及时与《化工原理》里吸收及萃取的单元操作联系起来,使学生在学习本专业课的同时,把握了专业基础课如何应用的方法,既促进了本专业的理解,也促进了其他课程的学习,一举两得。再次,利用复杂的工艺流程路线图,强化训练,启发学生快速识别并分解工艺路线。教会学生如何去理清复杂的化产回收工艺流程图,然后再自己去设计工艺加工步骤,既可以快速地理清工艺,又可以把机械制图及AUT CAD用到实处。在工艺学的学习过程中,不仅仅是学会原理、工艺,认识设备,识别流程,更重要的还有如何去设计、开发,因此,组织学生讨论,带着问题去学习思考,利用相关知识去引导学生自己动手,写专业小论文,进行相关工艺设计,工艺计算以及工艺设想,掌握专业领域内工艺与设备的基本设计能力,很值得去推广。

参考文献:

[1]赵振新.《煤化工工艺学》的教学法思考[J].化工时刊,2012(07).

篇2

一、强化课堂教学,提高教学质量

《合成氨生产工艺》是包括无机化学、分析化学、物理化学、化工原理、化工热力学、化工设备、机械基础等知识在实际生产中有机的综合应用,因此,必须确保学生能够掌握并将所学基础知识串联综合起来,应用于实际生产。《合成氨生产工艺》是按照原料气的制备、原料气的净化、原料气的压缩和合成这一先后顺序进行讲解的,不同的生产过程往往包含了多个工段。例如,以煤为原料进行合成氨的生产,仅原料气的净化就包含了原料气的脱硫、一氧化碳的变换、二氧化碳的脱除、原料气的精制。这些工序的生产原理、条件、工艺设备等之间是相互联系、互相制约的。采用中温变换后,可用铜氨液洗涤法除去少量一氧化碳和二氧化碳,但不能采用甲烷化法,只有前面中变换后串低温变换,将原料气中的一氧化碳和二氧化碳的总含量降至0.7%以下,在后续精制时才能采用甲烷化法。因此,在课堂教学过程中,不能孤立地学习和掌握某一工序的原理及工艺条件,必须前后内容互相渗透、相互联系。

另外,不同的工段生产过程中也存在许多共同的地方,如中温变换和低温变换所使用的催化剂虽然不同,但两者在使用前都要进行还原反应,而还原反应所用的介质都是一氧化碳和氢气,他们发生的反应分别为:

中温变换催化剂还原反应:3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O

3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2

低温变换催化剂还原反应:CuO+H2=Cu+H2O

CuO+CO=CuO+CO2

通过以上比较,不但可以加深学生对还原过程的理解,而且能够帮助学生记忆。

课堂教学中采用启发式教学,不断向学生提出问题,让学生带着问题学习,并结合实际生产与学生共同分析问题,寻求解决问题的最佳方案。这样,既能提高学生的学习兴趣,又能提高学生分析问题解决问题的能力,为其解决实际生产问题奠定基础。

二、运用多媒体教学手段,提高课堂教学魅力

巴甫洛夫说过,在学习过程中,如果有多种器官参与,可提高大脑皮层的兴奋性。《合成氨生产工艺》相对于其他课程,有自己的特殊性。它注重的不是某个公式或原理的推导,而是对原有基础知识在实际生产中的应用。在教学过程中,涉及到的许多工艺流程都非常复杂,设备繁多,管道错综复杂。采用传统的教学方式“黑板+讲解”方式,学生始终弄不懂某些复杂的流程和设备结构,给教学带了很大困难。如果能适时、适度地运用集多媒体计算机、录像、动画、音响等功能于一身的电教媒体进行教学,通过多媒体生动形象、直观清晰、声像结合、动感强等优势,促使学生多种感官参与,充分展示知识形成的过程,使学生在轻松、愉快的氛围中获取了知识,增长智慧。

例如,在制作铜洗工艺流程课件时,要重点讲述分阶段控制温度这一内容。笔者用动画分解和动画合成的形式,表现和描述设备的内部构成及气液流动方向,分别对回流塔、还原器和再生器三个设备的组成、位置、设计机理、温度控制、操作要领等进行剖析和讲解,使学生很容易地就掌握了如何解决铜氨液再生过程中温度对解吸及还原反应相互矛盾的影响这一重要内容。笔者还利用到企业学习的机会,对某化肥厂的工艺流程及部分复杂单体设备进行录像,并在教学中播放。学生不但有身临其境的感受,而且更直观地看到生产实际及设备真实的内部构造。另外,还可以配备解说词和选择背景音乐。因为音乐能够提高人的素质,开发人的智力,愉悦人的精神。学生在听音乐活动中,大脑的两半球能得到和谐发展,能激发想象力、创造力。当然,解说必须内容正确、重点突出、速度适中、语言规范。在这样的学习环境中,学生的学习兴趣大大提高,有利于提高课堂教学的效率,增强课堂教学的魅力。

三、增加信息量,扩充学生知识面

《合成氨生产工艺》中介绍的主要是传统的、成熟的生产工艺。由于出版该书需要一系列的流程,而随着科学技术和工业生产的迅猛发展,开发出越来越多的新工艺、新技术,不一定都能及时、全部编入教材。因此,教师应当将科技发展的前沿情况、工业发展的行情以及科研新动向和新方向引入课堂,同时还要将一些目前还没有攻克的技术难题讲给学生,以鼓励他们掌握扎实的专业技能知识,为未来研究技术难题打好基础。例如,在讲解氨合成催化剂时,笔者曾经向学生提出如下问题:“氨的合成反应是一个放热反应过程,温度越低,越有利于提高平衡氨含量。那么,为什么还要在较高温度下进行反应呢?”有的学生回答:“主要是为了提高反应的速度。”笔者对其回答进行了纠正:“提高反应速度只是一方面,最主要的还是在很低的温度下,氨合成催化剂没有活性,反应很难进行。所以,研发低温下具有高活性的氨合成催化剂,将对降低能耗、改变氨合成高温下危险的工作环境、提高经济效益产生巨大影响,也将会全面提升我国合成氨工业在国际上的竞争力。”学生在了解新信息、开阔视野的过程中,不但兴趣倍增,而且思路得到了拓宽,为培养学生改进和开发新工艺的兴趣和能力打下了基础。

四、注重理论与实践相结合,提高学生技能操作水平

《合成氨生产工艺》作为一门实践性、应用性非常强的课程,离不开实践教学环节,而实践环节主要包括生产实习(见习)和仿真综合实训。

1.加强生产实践

工厂实习是对学生进行理论联系实际的现场教学。作为课堂教学的重要补充,实习可以采用多种形式。一方面,在没有讲述该课程前,安排一至两天的时间,组织学生到合成氨厂进行认识实习,让学生初步认识合成氨生产过程,巩固已学的化工基础理论知识,明确下一步的学习内容,提高对该课程的认识程度及学习兴趣,为下一步学好本课程做准备。另一方面,学习合成氨生产工艺这门课程,除对生产过程有一个感性认识之外,还必须对合成氨生产过程有一个理性的认识,并具有运用所学知识分析解决问题的能力。为此,必须组织学生进行毕业实习,即学生需要至少有一个月时间要下工厂。学生进厂以后,工程师要为学生介绍该厂整个的合成氨生产工艺过程,并进行安全教育;然后,根据三大工段即造气、净化、合成岗位情况进行分组,每个组跟随相应岗位的工人师傅,按照四班或三班倒制度轮流上下班,由每班的班长和工人师傅负责学生的管理工作和实习岗位的技术指导,并按照规定时间轮换岗位。实习指导教师负责学生组织纪律、安全生活以及专业知识的理论指导。实习结束时,学生必须独立完成实习报告。此外,实习指导教师还应与各工段技术人员,采用现场口试及笔试的办法,对学生进行考核。学生实习成绩可按以下方法进行综合评定:实习成绩=车间评定成绩×20%+实习报告成绩×20%+现场口试×20%+笔试成绩×40%,并将实习成绩记载学生档案。

2.加强仿真综合实训

化工仿真训练系统是以计算机软件为基础,对石油化工生产过程进行的动态模拟,从而实现学生在计算机上对化工生产过程进行操作与实验。它具有弥补教学手段和下厂实习受条件限制等优点,能与生产实际紧密结合,对培养高技能、复合型人才发挥着重要作用。笔者以某化肥厂为原型的大型合成氨全流程仿真模型和以某化工厂为原型的合成氨大工段DCS控制系统仿真软件(两者均以天然气为原料的合成氨工艺)为例,对仿真教学过程做如下改革与探索:

(1)实习目标要求。通过仿真实习,了解合成氨生产工艺的原理与流程,掌握合成氨生产中的主要参数和DCS控制系统的操作。具体要求是:了解并熟悉生产方法和原理,以及原料、催化剂及产品特性;掌握生产工艺流程(流程中设备、主副管线,过程操作和控制);掌握各工序工艺条件及控制;掌握主要设备操作温度、压力和组成;主要设备型式、结构;掌握主要设备及管线上的控制及仪表及调节方法。

(2)实习时间及安排。实习时间是一周。首先,在周一,进行实习动员并提出注意事项及要求;开设合成氨工艺及设备、仿真装置及操作等讲座;学生复习合成氨工艺相关知识,学习实习指导书,查阅相关资料。其次,在周二至周四的时间,进行合成氨全流程仿真模型和合成大工段DCS控制系统仿真软件参观、练习、实际操作。最后,周五进行仿真实习上机模拟考试及正式考核。

(3)实习内容。合成氨装置转化工段的主要内容是:原料气脱硫、原料气的一段蒸汽转化、转化气的二段转化、高变、低变、给水、炉水和蒸汽系统;合成氨装置净化工段的主要内容是:脱碳、甲烷化、冷凝液回收系统;合成氨装置合成工段的主要内容是:合成系统、冷冻系统。

通过下厂实习及仿真综合实训,理论教学与实践训练得到很好地结合,学生对该课程知识的学习兴趣,有了很大的提高,课堂效果明显提高。同时,提高了学生在化工生产过程中分析和解决实际问题的能力,为其将来走上工作岗位打下良好的基础。

篇3

论文摘要:当前,在职业教育努力服务经济建设的大背景下,怎样创新中等职业学校的化学工艺专业教学,为地方经济建设搞好服务?笔者认为,应当认真把握专业课程教学和学生就业的关系,结合中等职业教育的发展现状及化学工艺学科教学的特点,通过对专业课程的正确定位和教学方法的进一步改革,努力培养高素质的化学工艺职业劳动者。  

 

一、中等职业教育现状分析 

中等职业教育其实就是就业教育,这已经成为人们的一个共识。也就是说,人们越来越感受到职业教育对社会经济发展的重要作用,越来越认识到职业教育与市场经济的紧密联系,认识到市场经济对职业教育资源的配置利用。同时,市场也对职业教育的发展起着制约和促进作用,主要表现在:生源市场构成了职业教育的入口环节;产业结构和市场需求构成了职业教育的运行环节;就业市场影响着职业教育的出口环节。市场已成为影响职业教育的重要因素,在一定程度上讲,市场变化已成为职业教育发展变化的一个晴雨表。 

二、 化学工艺学科特点分析 

根据教育部面向21世纪中等职业教育教材建设的精神,以及培养高素质化工职业劳动者的要求,化学工艺课程立足化工工艺岗位操作工所需要基本知识、基本原理和基本技术,在介绍化工生产原料、阐述化学工艺基本知识与原理的基础上,选择可体现化学工艺特点的工艺,讨论工艺原理、工艺条件及工艺流程,使学生学习掌握化工生产的基础知识,基本原理和技术,为走向生产岗位奠定化工职业基础。 

三、 经济建设与学生就业的关系 

“校企合作、工学结合”是当前我国职业教育改革与发展的方向,国务院《关于大力发展职业教育的决定》指出,要大力推行校企合作、工学结合的培养模式。教育部《关于全面提高中等职业教育教学质量的若干意见》指出,要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为中等职业教育人才培养模式改革的重要切入点。而地方经济的特色就直接影响到校企合作和学生的就业问题。例如:我们济源地区的工业企业以聚氯乙烯、焦化、多晶硅、金属冶炼等为主,在工艺学的教学中,主要应该介绍一些这方面的产品加工和综合利用的工艺。 

四、如何改革化学工艺学教学 

1.改革思路是要以市场为基础 

以市场调研为基础,结合地方工业的特点对化学工艺课程内容及要求进行定位。首先,课程定位必须要实事求是。职业教育办学方向就是依靠市场办专业,如果脱离了这个目标,那么课程定位就是无源之水。其次,职业学校的学生基础比较薄弱,学生的水平差距也比较大,学生缺乏兴趣,容易失去学习动力,所以我们要了解教学的主体即学生的实际情况。教学内容应按学生的实际学习能力和就业市场需求进行适当的删减,应着重介绍与实操和就业企业紧贴的内容。注重理论联系实际。教学内容突出实用性,引发学生的学习兴趣,让学生感觉到学有所用,充分调动学生的主动性和参与意识。在此基础上确立课程的性质任务和教学目标。重新进行课程定位,根据学生的实际情况对教学内容进行适当的删减和补充。紧抓当地重点工业、新兴工业项目,结合地方的主要资源从原料、产品、工艺特点、用工需求等方面入手确定教学内容。 

    2. 基本方法是要与地方经济相结合 

目前中等职业教育的专业课教材中,化学工艺学教材中的内容大多是以一些相对完善,通用的一些工艺作为核心内容。由于不同地区化工行业的资源、人才需求和生产工艺不同。现行教材中很多内容并不能很好的被企业、教师和学生认可。在实际教学过程中,应当将一些本地具有代表性、基础性的工艺作为核心教学内容,将化学工艺中的工艺学基础知识融入核心工艺完成教学目标。如我们济源地区以树脂生产、煤化工和化肥生产为主。教学内容就应当与企业合作制定以树脂生产、煤焦化、煤气化和化肥生产的工艺作为主线,将工艺学基础知识和生产工艺相结合为内容的校本教材。 

3. 实施化学工艺教学的几项措施 

一是要加强教师的业务能力培训及师资队伍建设。首先,要重视学历、职称的提高与实践本领和研发能力的培养。鼓励教师主动到当地相关企业锻炼为行业企业提供各种技术支持与服务。同时参与行业标准的制订,积累实际工作经验,提高实践教学能力。其次,组建“校企互通、动态组合”的兼职教师队伍。拓宽兼职教师来源,建立校外兼职教师数据库,通过正式引进、柔性引进和与企业“共引共享”等方式,聘请当地行业企业技术骨干和能工巧匠来校兼职上课。 

二是要针对岗位特点使用特殊教学模式。项目教学、生产性实训等职业教育大力提倡的教育模式都是对传统理论教学、课堂教学的“颠覆”。随着项目教学和生产性实训等教学模式的推进,带动了校企合作办学模式、学做合一学习模式和产教结合教学模式的改革。以工作任务为中心,许多项目教学实施安排在校内和校外企业开展生产性实训。开展项目课程和生产性实训不仅是培养学生职业技能的重要方式,同时也是培养学生良好职业道德、科学创新精神的理想途径。 

三是工学交替,将理论与实际相结合。以学科教育模式针对化学工艺基础知识进行教学,以实训、实验、现场管理教学进行针对性训练。将地方企业与学校理论知识与实践技能教育紧密结合起来,是一种主要以专业技术工人为培养目标的职业教育制度。化学工艺教学过程中的理论知识部分要在进行实践、实训时进行强化和讲解。将实际操作所需知识在课堂上进行分析和理解。如在聚氯乙烯化工工艺课程的教学过程中,要在学生掌握部分安全和理论知识后到企业观摩学习。在理解工艺和实际操作后回到学校重新对理论和操作知识进行学习和反馈,能够就能更好地让学生掌握知识。 

4.关于专业教学考核与评价的方法 

一是现场实训考核。以能否胜任岗位工作为标准。占总评成绩60%。二是对工艺的认识、理解考核。以在企业现场进行提问及考核的方式。占总评成绩30%。三是工艺基础知识笔试成绩考核。占总评成绩10%。 

 

参考文献: 

[1]国务院关于大力发展职业教育的决定[z].国发[2005]35号 

篇4

关键词:工程认证;精细化工;教学改革;实践能力;教学理念

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号: 1674-9324(2017)04-0130-03

一、我国工程教育认证的发展历程

为了提高我国高等工程教育质量,构建我国高等工程教育质量保障体系,进一步深化高等工程教育改革,建立高校工程专业与社会企业所需人才培养的双赢机制,规范与注册工程师制度相衔接的高等工程教育专业认证体系,促进工程教育国际化,实现国际互认,提升我国高等工程教育国际竞争力,教育部于2006年正式启动高等工程教育专业认证试点工作。10年来,我国工程教育专业认证工作逐渐在全国相关高校中得到了重视和积极开展。

2013年6月,国际工程联盟大会在韩国召开,大会表决通过中国为《华盛顿协议》预备会员,成为该协议组织第21个成员。《华盛顿协议》是世界上最具影响力的国际本科工程学位互认协议,1989年由美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰6个国家的工程专业团体发起成立,旨在建立共同认可的工程教育认证体系。该协议提出的工程专业教育标准和工程师职业能力标准,是国际工程界对工科毕业生和工程师职业能力公认的权威要求。截至2013年8月,中国工程教育专业认证协会已对我国高校的373个专业点开展了认证工作,之后经过3年的不懈努力,我国工程教育专业认证协会分别受理了137个专业的2014年认证申请(其中105个专业通过认证)、156个专业的2015年认证申请和200个专业的2016年认证申请,我国工程教育水平得到了长足而显著的提高,其质量获得国际社会的一致认可。可喜的是,2016年6月,《华盛顿协议》全票通过中国科协代表我国由《华盛顿协议》预备会员转正,成为该协议第18个正式成员,表明我国工程教育专业认证与国际实质等效,标志着我国工程教育质量实现了国际化互认。

二、工程教育认证背景下我校精细化工工艺课程教学改革的必要性

华侨大学地处海峡西岸经济区的心脏地带,为了更好地服务于地方区域经济的发展,为企业人才市场输送合格的工程类专业人才,工程教育专业认证已列为我校提高办学质量的主要举措之一,校领导高度重视。与此同时,随着福建省沿海四大石化基地和重大项目的加速推进,带动了合成材料、有机化工和精细化工等配套开发,石化产业集群效应显现,化工类专业人才需求增大[1]。为了培养合格的化工工程师,我校化工学院积极申请化学工程与工艺专业的工程教育专业认证。2016年2月,中国工程教育认证协会正式受理了我校化工学院化学工程与工艺专业工程教育认证的申请,这是我校第一个被受理的工科专业,得到了校、院两级领导的高度重视和全系教师及其他相关院系的大力支持和配合。

中国工程教育认证标准是基于产出的教育评价,满足华盛顿协议互认要求。基于学习产出的教育模式(OBE)最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革,是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式[2,3]。国内部分高校实施基于OBE教育理念的人才培养模式的综合改革,规范教学活动,树立教学标准意识,建立教学质量标准,最终取得了显著的效果,并顺利通过我国工程教育认证。众所周知,《精细化工工艺》是化学工程与工艺(精细化工方向)专业的主干专业课之一,该课程具有工程性、应用性和综合性等特点。在我校化学工程与工艺专业开展工程教育认证的背景下,基于“以学生为本,以学生学习产出为导向”的教育理念和思路开展精细化工工艺课程教学改革势在必行。

三、工程教育认证背景下精细化工工艺课程教学改革的几点思考

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工科专业毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、认识团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[4,5]。为了使学生在学习精细化工工艺课程过程中达成这个目标,必须同时从教学的两个主体――学生和教师入手,转变教育理念,改革教学方式方法,以符合我国工程教育认证标准。

(一)学生工程实践能力的培养

精细化工工艺是一门实践和理论并重的课程,在培养高素质的精细化工工程技术人才过程中,精细化学品开发、设计及合成的实验与实践起着重要作用。对于学生而言,借鉴CDIO成功的教育经验,在工程教育认证背景下精细化工工艺课程教学改革过程,一定要特别注重和加强学生工程实践能力的培养。

1.加强校企合作。根据《中国工程教育质量报告》的调查,工业界认为高校培养工程专业人才过程中存在通用能力评价高,工程能力培养不足;传统优势明显,紧跟时代需求不足;工业界参与深度和规范化不足等问题。因此,在精细化工工艺课堂教学过程中积极邀请精细化工相关企业高级工程师走入课堂参与教学,有利于学生深入了解所学知识在将来所要从事的精细化工行业中的实践应用。

2.搭建校内精细化工实践平台。实践平台是大学生进行实践活动的阵地,校内可以通过设立实验示范中心、学科重点实验室、科研成果转化平台以及本科生课外科创活动平台等举措,不断提高学生的精细化学工程实践能力和创造力。

3.设立精细化学品制作工坊。根据精细化工工艺课程需求开设特色实验室,对课程中所学主要精细化学品种类及其典型产品的制备工艺开展实验,比如手工肥皂、洗涤剂和胶黏剂等常规精细化学品的制作。与此同时,增加综合型、设计型实验的比例和深度,充分调动学生对精细化工工艺的学习积极性。比如在手工肥皂制作过程中设计透明多彩的新型多功能肥皂,培养学生的创新意识、动手操作能力和团队合作精神,提高学生的工程实践能力和创造力,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习精细化工工艺这门专业主干课程。另外,精细化工工艺特色实验室在全校范围内也可以共享实验资源和设备,这不仅可以增加学校对实验室的经费投入,而且可以显著提高精细化工专业的知名度,大大增加学生对本专业的认可度和归属感。

4.建立多元化考核标准。传统工科教学的突出问题是理论知识学习比重远大于工程能力培养比重,这是单一笔试考核模式导致的必然结果。基于工程教育认证中所要求的学习产出的教育模式,将学生在精细化工工艺课程学习过程中参加课外精细化工实践平台和精细化学品制作工坊等活动的表现形成可量化的考核标准,与传统考核标准进行有机结合,建立以加强学生工程实践能力培养为目标的多元化课程考核标准。

(二)教师课程教学理念的转变

基于OBE工程教育模式,工程教育认证将推动工科教学由“经验型”转向“科学型”、由“内容为本型”转向“学生为本型”。这就要求高校教师彻底摈弃传统的“教无定法”的教学理念,而是基于学习结果的教育模式,形成一种规范、团队、持续改进的教学方式,实现教学行为及活动的标准化与规范化,从而达到工程教育认证标准,持续为工业界输送合格的化工工程师人才。

1.建立课程目标与毕业要求的对应关系,规范和细化教学大纲及内容。《精细化工工艺》是一门介绍精细化工产品生产原理与工艺的专业课程,其课程知识体系非常零散且庞大,规范地组织教学内容和选择教学方法对于有效实现预期学习结果至关重要。精细化工工艺课程的教学目标:一是让学生能够根据市场需求的不断变化,设计新型精细化工产品;二是让学生运用精细有机合成化学及工艺学理论,根据精细化学品的功能特点及研究目的,选择适宜的研究路线,设计可行的有机合成单元反应实验方案;三是让学生熟悉与精细化工行业相关的产品技术标准、知识产权、法律法规、产业政策及发展现状和趋势,能识别、分析精细化工新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响,深刻理解精细化工在国民经济中的重要地位和作用。以上课程目标分别对应于我国工程教育认证标准中化学工程与工艺专业学生应达到的十二条毕业要求中“设计/开发解决方案”、“研究”和“工程与社会”等方面的能力要求。在对学生学习结果有了清晰的认识后,教师通过细化教学大纲来规范教学内容和控制教学进度,从而保证课程目标的达成。

2.整合教学资源,避免课程间教学内容的低水平重复。对于化学工程与工艺专业(精细化工方向)的学生而言,在开设《精细化工工艺》课程的同时,还开设了《精细化学品》和《高分子化工工艺》等相关课程。过去,这些课程在教学内容上存在部分重复,比如有机合成反应基础知识的介绍,学生对此也提出了意见和看法。OBE工程教育模式客观上要求整合各类教学资源,明确不同课程对达成毕业要求指标点(预期学习结果)的贡献及程度。这就需要各专业教师之间进行有效地交流与合作,协调相关课程的教学大纲及内容,避免教学资源的浪费。

3.建立课程教学质量跟踪调查及反馈机制,形成持续改进的教学理念。工程教育认证要求建立毕业生质量跟踪调查机制,形成科学有效的毕业生评价体系,为学校更好地培养工程人才提供重要依据。显而易见,毕业生质量与课程教学质量紧密相关,只有建立后者的跟踪调查及反馈机制,才能保障前者的水平。除了校院两级对精细化工工艺课程教学主要环节进行质量监控外,教师一方面于课程教学结束后在所授班级召开座谈会,听取学生对所学课程内容及授课方式、进度等方面的看法和意见,教师对所提问题与学生进行交流并提供合理化建议;另一方面,针对从事精细化工行业的毕业生进行跟踪调查,灵活运用现代通讯及联络工具、调查问卷等多种形式,开展关于学生在校期间所学精细化工工艺课程对其职业发展的影响以及其对该门课程设置、教学内容及方法等方面的建议和意见的调查,另外还可以展开毕业生所在单位对所需精细化工工程人才知识架构要求的调研。授课教师对以上信息收集整理后进行归纳总结,形成反馈整改意见,并在下一次的课程教学过程中有效体现,形成良性互动循环,促进精细化工工艺课程教学质量的持续改进。

参考文献:

[1]甘林火.精细化工工艺课程教学的探索[J].广州化工,2015,43(5):220-221.

[2]顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式――汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2015,(1):27-37.

[3]赵卫红,王彦斌.基于“OBE”理念的精细化工专业实验课程建设[J].亚太教育,2015,(7):85.

[4]顾佩华,沈民奋,陆小华.重新认识工程教育:国际CDIO培养模式与方法[M].北京:高等教育出版社,2009.

[5]荆国林,王鉴,崔宝臣,等.专业认证背景下的环境工程专业建设研究[J].教育教学论坛,2013,(5):181-182.

Teaching Reform on Fine Chemical Engineering Technology According to Engineering Education Accreditation Background

GAN Lin-huo

(College of Chemical Engineering,Huaqiao University,Xiamen,Fujian 361021,China)

篇5

关键词:装饰施工 ;应用 ;新技术新工艺

1?前言

装饰施工涉及到各个方面,必须建筑类型、建筑中各个部位等,较好的装饰能够给人一种触觉舒适感与视觉愉悦感。因此,怎样才能够加强装饰施工质量,怎样才能够在装饰施工中应用新技术新工艺,是相关专业与学者探索的重要课题。

2?装饰施工概述

要探讨装饰施工以及应用新技术新工艺,首先要明确装饰施工自身特征,以及装饰施工中存在的各种要求。

2.1?装饰施工的特点

许多人片面的认为所谓装饰施工就是在建好的房间里刷点石灰、放进家具以及悬挂一些装饰灯具等,单纯的认为就是改变一下视觉条件。事实上这种认识仅仅是一种简单的设计认识,将建筑设计与空间内涵割裂开了。

① 技术管理具有双重性;对于装饰施工来说,起技术管理者不但要实施施工,还要对装饰设计进行管理。对于建筑主体来说设计单位和施工单位都是分开的,各自有自己的责任和工作。但是,装饰企业不但要做好设计还要进行施工,具有双重性。

② 施工周期较短;和建筑主体施工相比较,装饰施工的周期相对而言要短很多,因此设计施工就必须要重视科学性、合理性以及可操作性。

2.2?装饰施工的要求

1)要实现装饰施工设计的意图;设计师在设计时都会精心构思,要将设计的装饰方案通过设计图样展示出来,让业主满意。而设计图纸要发挥其作用,只有将这种方案落到现实之中,就必须要依据装饰施工来实现。因此装饰施工相关人员就必须要理解与熟悉设计图样,再将施工经验与技术有机结合,才能够将设计师的意图实现。同时,设计是否合理也只有依据装饰施工来验证,因此装饰施工就能够发现方案存在的不足与缺陷,并且及时反馈回去,及时进行弥补与改善。

2)延伸与加强建筑艺术;装饰施工和主体修建不一样,前者是进一步美化建筑物,对建筑艺术做再创作,将建筑艺术进一步加强与延伸。而且通过装饰施工,更加突出了建筑物自身风格,突显出特性。而且装饰施工还要加强空间环境的意境与气氛,提升建筑艺术感染力。而且加强建筑空间重新策划与组织,架起那个建筑物的空间环境艺术效果,提升建筑物是艺术性与实用性。而且合理装饰还能够进一步保护建筑物,有效延长了建筑物的使用寿命。

2.3?装饰施工创新

事实上建筑与环境是一种艺术与技术上综合载体,与各个行业发展有密切关系。新技术的出现必然会影响到建筑工艺与构造水平,而设计上创新会影响到陈设与装饰,同时在装饰施工中创新还会影响人们的生活,影响人们的审美观念,最后都展示在人们的生活与工作的个性特征之上。创新不是不着边际的创新,而是要在目前基础上延伸开去,朝着最新的技术成果上发展,这不仅仅是代表新的审美倾向,还标志着人们生活前进方向。对于研究新技术新工艺具有较高的现实意义。事实上,装饰施工创新的必须性具体体现在如下几个方面:

1)对于充实与深化建筑装饰理论中最为基本的要求就是研究装饰施工,同时这样是人们所需要的。

2)将新技术新工艺理论引进装饰中来,进一步拓展研究领域,丰富与拓展施工理论。而且实施多学科交叉探究,能够深入掌握装饰各个领域内知识,同时还能够和其他各个相关领域融会贯通,因各个领域都具有相似想通一面,因此就应该借其他领域有效方式来解决装饰领域的相关问题,这种方式是目前研究的重点与热门,而且其实践性也比较强。

3?加强装饰施工及新技术新工艺的应用

装饰施工关系说人们生活环境,因此应用新技术新工艺美化环境十分重要。要加强装饰施工及新技术新工艺的应用,需要从如下几个方面入手。

1)需要储备相关技术知识

对于装饰施工中涉及到的技术,都要搜集相关资料按照建材、化工、五金以及纺织等几大类进行存档,还要在几个大类中进一步细化,比如化工之中又可以划分为防水、防火及防腐材料等,将这些材料分别进行储备在档案袋里,一旦日后需要进行检索与查找就方便多了。

2)掌握新技术以及新成果

在传统装饰基础上进一步发展,产生出了现代装饰技术,这种技术有了较大的改进,采用了不同的工艺、材料,势必为技术带来新的变革与更新改造,而且纳米技术出现进一步加快了装饰需要的涂料活力,让装饰中使用的涂料产品发生了划时展,必然会推动着装饰施工工艺与技术发生变化。装饰施工行业要进一步推广,必然要应用新工艺、新技术以及新材料,对于已经掌握的环保、安全以及高效等各个方面的技术与产品,一定要优先使用。在谈判前期就要给业主推荐与介绍,设计之时更是要合理主动采用,进而为装饰施工企业带来优势。但是应用新技术新工艺不能够盲目,而是要使用前瞻性眼光。当然可能在一定经济环境或者一定时段中,推广及应用必然会受到阻力或者业主不不认可,但是这些都仅仅是暂时的,随着时代的前进与发展,新技术新工艺必然会取得得到人们的认可,赢得了较大的市场。

3)多使用新工艺、技术以及材料

事实上,施工单位和设计单位都是处于一线部门,无论是施工还是设计人员都必须要具备较高素质要求,同时还要具备全面的专业要求。随着科技飞跃发展,不断的出现着新工艺、技术以及材料,这就要求装饰施工中药不断进行总结,收集最新的相关数据,把施工的经验转变为理论,并将这些理论化为施工方案运用到实践之中。

4?结束语

只有通过建筑施工及应用新技术新工艺,才能够提高人们居住环境的美化。创新之时不能够盲目堆砌,而要依据过去成果基础上,有效的应用新技术新工艺,这样才能够为装饰施工带来研究的意义。

参考文献:

[1] 楼宝洪,石永尧.论装饰设计的创新[J].科技创新导报,2009(10):132-134..

[2] 包建华,蔡明辉,张艳.建筑装饰企业技术管理[J].施工技术,2006(S2):87-89.

篇6

关键词:聚合实验;高分子;中职

对于中职生来说,高分子是难度大的学科。如何让中职生能对这门课感兴趣,从枯燥中走出来,每位老师都会想出各种不同的教学方法,本文主要是从实验的角度来探讨在高分子教学中的作用,以醋酸乙烯酯聚合(2)为例。

一、有助于提高学习兴趣

对中职三年级学生来说,由于有机化学可能掌握得不是很牢固,进而导致学习没有兴趣。在聚合实验中,单体在经过一段时间的加热搅拌之后,变得越来越粘,而且得到的产物能够吹成泡泡,还能根据自己的爱好吹成各种形状,同时这些产物正是自己平时吹过的泡泡的原料,学生会倍感兴趣。

二、有助于理解基本概念

理论课中对单体和聚合物等的概念比较模糊,通过聚合实验,把流动性很大的原料合成了黏度很大的黏状产物,这时学生很容易理解,本来流动性大的液体是小分子,现在小分子都黏结起来,变成了黏度很大的高分子,小分子的聚集体就是单体,高分子的聚集体就是高聚物,这样使得概念很简单。在做好实验之后,在去分析结构单元、重复单元等基本概念就很轻松。

三、有助于理解生产工艺

通过聚合实验的学习,使学生对高聚物生产工艺有了初步的了解,实验室里用的是玻璃仪器,把对应的仪器与企业中的设备对应起来,学生就能理解企业中的工艺与设备。例如,把实验的三颈烧瓶与企业中的反应器作比较,把搅拌棒与企业中的搅拌器比较,把冷凝管与企业中的换热器比较等,有助于高聚物生产工艺的理解。

四、有助于理解温度、搅拌等条件对聚合反应的影响

在理论课堂上讲解聚合反应时的条件时,说温度对聚合反应有影响,学生印象不深刻。但在实验中,可以采用对比实验,设定不同的温度,加热温度较低的反应速度会慢,出现黏状物质的时间会较长,甚至会得不到目标产物。同样,采用不同的搅拌速度,得到的目标产物也不一样,学生会很容易认识温度、搅拌等条件的影响。

虽然分子课程本身有一定的难度,但是只要找到合适的教学方法和形式,也能使学生对枯燥的问题产生兴趣,聚合实验只是一个例子。

参考文献:

篇7

关键词:模具制造工艺学 工学结合 课程 教学改革

一、职校模具专业教学现状

模具是工业生产的基础工艺装备,被称为“工业之母”。目前我国模具生产总量已位居世界前列,模具企业众多,特别是长三角地带,模具企业上万家。2010年模具出口21.96亿美元,与2009年同期相比增长19%。为适应社会需要和提高学院竞争力,近些年来绝大部分高职高专院校都开设了模具设计与制造专业。高职高专院校的培养目标定为应用型人才,注重实践,毕业后要从事模具行业工作的话,首先接触的工作就是模具的加工,应能够在最短的时间内适应工作要求,这样我们的《模具制造工艺学》这门课就起到至关重要的作用了。

传统的教学模式是课堂讲授加上多媒体演示,但是还存在许多不足之处,以下是本人就《模具制造工艺学》课程在教学改革方面提出本人的一些看法和意见。

二、改革的必要性

我国目前在模具行业人才的培养模式上存在一定误区:由于模具教学实践性较强,所需设备价格昂贵,以至于这门课的大部分内容只能在课堂讲授,导致教学与生产岗位严重脱节,学生毕业后还需要接受工厂较长时间的再培训,延缓了上岗的时间。为提高我院毕业生的就业竞争能力及实际操作能力,改革现行的课程体系、教学内容和教学方法。

已势在必行;另外,由于逐年高考生源不断减少,绝大部分民办高校的教学硬件相对缺乏,再加上高额的学费使得招生异常困难,提高竞争力的唯一的方法就是在提高教学质量的前提下适当的降低学费,在社会上赢得良好的声誉和公司评价,这样我校地理条件相对优越的情况下逐步走向工学结合的道路,学生在学院的安排下有组织的实现半工半读的学习模式,这也使得一些实践性较强的课程必须要进行相应的教学改革。

三、改革方法

现就我院实际情况对《模具制造工艺学》提出相应的教学模式改革方法。

方法一:以项目式教学为主。《模具制造工艺学》是模具专业的一门必修专业课,有较强的综合性和实践性。作为老师在为这门课做准备的时候可以把以前的冲压模和塑料模的课程设计直接拿来作为一个小项目直接教学,对于学生设计的模具零件进行讲解和演示其加工工艺,并通过加工设备进行现场教学指导,其中包括加工工艺的制定及程序的编制,机床设备的选用与操作,最终通过相应的装配得到一完整模具,将以前学过的内容完全综合在一起,学生会有豁然开朗的感觉。当然是需要一定经费,我们学校是以科研课题的形式向学院申请资金,这样既可以提高学生参与的积极性,又可以使学生自检到模具设计的不足和改进方法。一举两得,何乐而不为呢?

方法二:加强企业实践。由于我校走的是工学结合的道路,每年学生都会到企业去实习,如何做到专业课程与企业实践有效对接是很重要的。对于模具制造方面的工艺,在企业里学生能真真切切的见识到,并参与多种模具零件的加工制造,模具的装配和模具生产产品等过程,可使学生先从实践中了解模具加工生产的全过程,掌握工艺链条的全局性,再到各个加工环节具体学习了解各个零件的加工工艺过程和相关设备的性能、特点、加工参数的设置、装夹定位等知识。在昆山大小模具及加工企业有几千家,对于一些稀有的先进加工设备我们可以组织学生到相应企业参观学习使学生建立模具制造工艺的概念及编制等知识体系。获得实际经验之后再回到课堂对相关的理论知识及设备进行系统的学习和理解。这样将会收到事半功倍的效果,而且这门课的学时也可以做适当的精简。

方法三:结合多媒体教学。在理论教学中使用多媒体教学方法,能够给学生建立印象较为深刻的第一感官认识。在每年一次的昆山模具及装备展览会上,能够了解到最新的模具相关的技术和装备,了解到最新的加工技术和设备以及大量企业的生产加工技术的要求。把企业真实的资料、图片、视频采集下来。让学生在课堂上就能了解到最新、最全、应用较广的相关模具加工制造工艺的知识。在多媒体的教学中,以现实的、直观的图片及视频取代了以前文字形式的板书。通过视频及图片使学生了解模具、机床、夹具等相关设备的结构及原理,帮助学生建立空间的结构概念。

结合高职教育的目标和对学生的要求,课程教学模式的改革将会更加突出理论与实践的结合,只有具备一定理论知识的技能型人才将会加倍受到社会欢迎。《模具制造工艺学》课程教学方法的改革可使学生在具备一定实践经验的基础上进一步系统的掌握其理论知识,让学生有真实感,更好地达到教学目的。当然在课程的理论教学过程中,还需要进一步细化工艺过程,以培养学生独立思考及创新学习加工工艺的能力,培养一批既懂理论,又能够熟练操作的应用型高级技能型人才。

参考文献

[1] 扬冬生. 高职模具设计与制造专业教学改革的实践[J],《职教论坛》,2006(04)

篇8

关键词:卓越工程师;创新创业;重点实验室;仿真平台;校企合作

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)15-0121-03

2015年6月11日,中国高校创新创业教育联盟成立大会暨首届全国创新创业教育论坛在清华大学举行。教育部副部长林蕙青、中国高等教育学会会长瞿振元和清华大学校长邱勇出会并致辞。在首届全国创新创业教育论坛上,清华大学、北京大学、浙江大学、中南大学等高校的<已д呔汀按葱麓匆到逃模式,创新创业人才培养”的核心问题作了主题发言,来自全国137所高校的代表交流了各高校对大学生创新创业教育模式的探索和创新创业人才培养的做法。大学生创新创业能力的培养一直都是大学教育的重要研究课题,实施好、开展好大学生创新创业项目也成为了高等学校教育教学工作的重要组成部分,通过创新创业项目提升个人创新意识,增强自身实践能力更是广大同学的迫切需求。

创新创业项目的开展,创新精神是灵魂,专业技术是基础,政策、资金扶持是保障。从以上三点来看,国家教育部“卓越工程师教育培养计划”试点班(以下简称“卓越班”)的学生较之其他大学生有着突出的优势。选拔进入“卓越班”的学生对工程技术有着较为浓厚的兴趣和较强的创新意识,有更多的实践机会检验和应用所学的专业知识,并且得到了重点培养,理应在创新创业项目中崭露头角,为其他同学做出示范、形成榜样。广西大学化学工程与工艺专业是教育部“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)入选专业,该专业从2012级学生开始选拔有志于工程技术研究、综合能力突出的学让组建试点班,并依托资源,利用优势,在大学生创新创业能力的培养上有了初步探索。

一、科学选拔学生,重点配备师资

广西大学化学化工学院制定了精密、科学的方案,从能源化工与制药类2012级开始选拔优秀学生进入化学工程与工艺专业“卓越班”。学院采取课程成绩和面试成绩相结合,兼顾学生兴趣方向、创新意识、动手能力和专业水平的选拔方式,成立了以王立升教授、周立亚教授、陈小鹏教授、粟海峰教授、王琳琳教授五位专家为成员的评审小组。首先依据学生的加权平均成绩和专业排名确定入围人选,再对入围学生进行逐一面试,通过考察他们对“卓越计划”的理解,对工程技术的兴趣和化工专业基础知识掌握的扎实程度以及实验操作技能,最终从能源化工与制药类200位学生中选拔出33人进入化学工程与工艺专业“卓越班”。

对于“卓越班”,学院重点配备了师资。聘请广西教学名师、博士生导师陈小鹏教授担任班主任,邀请童张法教授、王琳琳教授、廖丹葵教授、黎铉海教授按照工程问题、工程案例和工程项目的教学内容为“卓越班”学生加授《化工热力学》、《色谱分析》、《化工设计》的相关知识,培养学生们的工程意识,拓宽他们专业领域的知识面。同时邀请广西梧州日成林产化工股份有限公司总经理、教授级高级工程师李前先生等一批工程技术应用专家担任“卓越班”创新创业项目的校外辅导教师。

学院科学的选拔方式和师资配备确保了“卓越班”的质量,是其创新创业计划项目得以高质、高效开展的基础。

二、依托重点实验室和仿真平台助推创新创业项目开展

广西大学化学化工学院现拥有“广西石化资源加工及过程强化技术自治区重点实验室”,并正积极申报国家级虚拟仿真实验教学示范中心。重点实验室和仿真平台为“卓越班”学生开展创新创业项目提供了优越的实验条件。

在重点实验室,“卓越班”的学生更早地接触并操作了一批高精尖的设备,利用气相色谱分析仪、高效液相色谱仪、气―质联用仪分析物质的成分,利用改进的Ellis平衡釜测定气液相平衡数据。对于如何进样、如何检测、如何分析以及设备的构型、构造都有了全面的了解,为日后利用精密仪器开展创新实验进行了先行演练。

“卓越班”的学生在对专业理论知识和相关工艺流程有了全面的认识后到模拟仿真教学中心进行仿真训练,仿真平台有品牌机的硬件支撑和我院自行研发的“化工单元操作”的软件支持,让学生们在十分逼真的环境中获得对工艺路线的深度理解和对实际操作技能的熟练掌握。学生们在学习了机械制图、化工仪表及其自动化、化工原理、化工分离工程相关章节的课程后进行液位控制、离心泵、换热器、精馏塔等单元仿真训练,在学习精细有机合成及其工艺学、石油炼制工程、香料工艺学的理论课程后进行合成氨生产工艺仿真、催化裂化冶炼技术仿真、桂花浸膏提取工艺仿真等多项仿真训练。在仿真训练中,学生们学会了开停车规程、故障的分析与处理,强化了对单元操作、化学反应工程、传递工程、化工系统工程、过程动态学及控制的认识及对工艺流程的理解。由于化工行业具有易燃易爆、高温高压等不安全因素和连续化、高技术操作的生产特征,仿真训练便是工科学生真正进入企业实习的预热。通过仿真平台的操作训练,同学们初步树立起生产的连续性、设备的维护等工程意识和从生产实际考虑问题的思维方式,为创新创业项目的高质量开展奠定了实践基础。

三、校企合作――做新、做强创新创业项目

化学工程师的任务是把化学家在实验室的研究成果“放大”为可以获取经济效益的商业化生产工艺,“放大”便是化学工程技术的核心问题。工科学生尤其是“卓越计划”的学生只有在企业全面、系统、深入地学习“放大”过程,才会真正树立起工程意识和工艺创新理念,才能真正提升解决实际问题的技术水平,才能真正锻炼出创新创业能力。

广西大学化学化工学院与柳州化工控股有限公司、广西梧州日成林产化工股份有限公司等一批知名企业不断拓展校企合作,为“卓越班”校企联合培养搭建平台,让“卓越班”学生的创新创业能力在“学以致用、以用促学、学用相长”的培养模式下得到大幅度提升,把创新创业项目做新、做强。

(一)项目化

对于生产实习,学生到企业大都是毫无目的、走马观花式地观摩见习。实习就是用手机拍下企业的技术资料和工艺路线,回校后抄过完事的过程,根本没有达到实习的目的。针对这种现象,广西大学化学化工学院对于“卓越班”的学生提出了“带着项目下工厂”的要求。例如胡静和王洋团队的创新创业项目的课题是相平衡数据的精密测定及关联,在到广西农垦明阳生化集团股份有限公司实习时他们便专门就酒精精馏的相平衡问题与厂方技术人员展开深入交流,依靠学到的成熟工艺推演、创新,并依托广西梧州日成林产化工股份有限公司的实验室和中试车间开展创新实验;再例如罗涛团队的研究项目是矿物资源的开发利用,在到中国铝业广西分公司实习时,该团队便具体了解了铝矿的开采技术和氧化铝的最新生产工艺,以期为日后项目开展提供参考;还例如王晓惠等同学积极报名参加“全国化工设计大赛”,在去南宁统一糖业明阳糖厂实习时她们便向厂方重点学习了厂区布置、管道布置和设备选型的知识,为设计大赛积累经验。

“带着项目下工厂”的要求让同学们明确了课题方向,有了针对性的学习重点,让大家基于问题去学习,基于项目去学习,基于案例去学习,敦促大家延伸企业成熟的技术工艺增加训练计划项目的创新点,利用企业的试验条件把实验室成果转化为生产工艺,“真刀真枪”地做创新创业项目。

(二)基地化

做新、做强大学生创新创业项目必须借助一定的物质中介,必须有一个保证双向多边活动得以展开和深入的载体。实习基地便是这个物质中介或载体。广西大学化学化工学院在柳州化工控股有限公司、广西梧州日成林产化工股份有限公司、中检集团广西分公司、防城港海洋局、桂林集琦生化有限公司等企事业单位设立实习基地,动员和组织“卓越班”的学生在寒假和暑假去深入实习。

实习基地为学生提供了一个认识企业、参与生产的窗口,使学生所学的理论知识不再是纸上谈兵,他们对于书本上知识的认识不再是枯燥的文字而是一个鲜活的生产过程;实践基地为学生开创了一条拓展视野、培育创新精神的渠道,让他们了解了多种化学品生产的现状,对现行工艺的优缺点有了自己的思考,更加明晰了新工艺、新方法对于利润提升、环境保护的重大意义;实习基地为学生们创造了一个检验理论知识、提升创业能力的平台,企业的每一次技术改造、产业升级都是“二次创业”的过程,在实习基地有幸参与其中看到所学知识应用于工程实践和商业运作是提升创业能力最快捷的方式。

(三)长期化

利用校企联合培养的优势做新、做强创新创业项目,充足的实践时间是保证。只有确保企业实践活动“长期化”开展,学生们才能把自身融入到企业产品研发、工业生产、运销经营及行政管理的实际环境中,这才是对创新创业能力的高质量培育。只有坚持了企业实践活动“长期化”,学生们到企业的实习效果才能避免浅尝辄止、水过地皮湿。

与广西大学化学化工学院建立密切合作关系的广西梧州日成林产化工股份有限公司、中检集团广西分公司、桂林集琦生化有限公司等企业为“卓越班”的学生提供了时长超过一个半月的实习机会,让大家学习在工厂,工作在工厂,生活在工厂,真正感受工业生产的氛围,切实提高实践能力。

(四)成果与建议

广西大学化学化工学院化学工程与工艺专业“卓越班”的学生在卓越工程师教育培养模式下的创新创业项目得到了高质量的开展,“卓越班”现有三支团队在“国家级大学生创新创业训练计划”项目中获得立项。在“广西高校大学生创新创业项目”的申报和立项中,化学化工学院排名前五的团队三支来自“卓越班”。截至目前,多数项目已取得了阶段性研究成果,多人在《高校化工学报》等核心期刊发表研究文章;2012级创新创业项目将于今年8月结题,研究成果将以专业论文和专利形式呈现。

教育部于2011年1月向各省、自治区、直辖市的教育行政部门和各高等学校下发了《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》,2013年11月又联合中国工程院下发了《卓越工程师教育培养计划通用标准》。《意见》和《标准》都要求入选“卓越计划”的各高等学校“优先保证卓越计划所需优秀生源,在工程硕士推免政策上向卓越计划倾斜”。对于“卓越计划”的学生,坚固树立其创新意识,扎实培养其创新能力,贯通培养是最为有效的途径。“本―硕”贯通培养、“硕―博”贯通培养、“本―硕―博”贯通培养能让学生在持续性培养模式下最大限度地夯实理论基础,提升实践水平,培育创新能力。在贯通培养模式方面,北京理工大学等部分高水平大学已经做出了有益探索,将这种培养推广到“卓越计划”的其他入选高校,将整体提高“卓越计划”的培养成效。

国家实施“卓越计划”的目的在于培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量多类型的工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。创新意识和创新能力的提升是创新人才培养的重点,“卓越计划”和“大学生创新创业项目”都是基于这一点出发,为大学生创新创业能力培养铺就了一条全方位、多层次的“绿色通道”。“卓越计划”是手段,“大学生创新创业项目”是载体,两者相互促进、相得益彰。“卓越计划”为“大学生创新创业项目”的高质量开展汇集了优势,“大学生创新创业项目”为“卓越计划”的培养效果提供了检验平台,并使“卓越计划”学生的实践技能得到了锻炼和发挥。因此,重点在“卓越班”中开展“大学生创新创业项目”是必要选择。

参考文献:

[1]李晶.卓越工程师师资培养的探索[J].广东化工,2014,41(05):186,192.

[2]吴彩金,韩虹,周苏敏.化工仿真实验室建设与教学实践探索[J].高校实验室工作研究,2010,(02):62-64.

[3]康蕾,彭桂莲.化工仿真在工学结合《化工单元操作》课程中的应用[J].广东化工,2012,39(09):220.

篇9

【关键词】现代教育技术;生物工程;多媒体课件;网络课程;仿真实验;应用

生物工程专业课包括发酵设备、发酵工厂设计、发酵动力学、酶制剂工艺学和发酵工艺学等课程内容。而发酵工艺学课程还包括氨基酸工艺学、有机酸工艺学和抗生素工艺学等课程。随着现代化教育信息技术空间的日益拓展,以计算机为核心的教育技术的应用已成为2l世纪教育的主流。如何迎接现代科学技术的挑战,培养具有自主学习、创新精神和实践能力的高素质人才已成为高等教育改革和发展的首要任务,以信息技术为基础的现代教育技术在高等教育改革中的作用将越来越重要[1]。

1 现代教育技术在生物工程专业课教学中的必要性

现代教育技术是以现代信息技术为支撑,以现代教育理论为基础,以系统科学理论为指导,以教学过程和教学资源为研究范围,以实现教学过程优化为最终目标[2]。与其他新技术一样,现代教育技术的应用,对教育产生了强烈的冲击波。尤其是多媒体、网络、人工智能、远程通讯等技术的应用,不仅更新了教学方法和教学手段,更重要的是对传统教育理论和实践产生全面的挑战。

专业课教学是培养学生专业素质和实践创新能力,综合运用基础课和专业基础课知识的重要阶段,直接为学生就业工作做准备。对于工程技术类的学生而言,积累本专业知识的同时,更为重要的是实际工程技能的训练。多年来,生物工程专业课教学中一直存在着以下问题:

(1)就教学内容本身而言,生物工程专业课理论性强,教学难度大;内容多,概念抽象,公式推导复杂,知识的融合面广(涉及高等数学、物理学、物理化学、工程制图和化工等);运算过程长,公式多,经验系数多;教具少,缺少形象化教学,尤其是设备部分,价格昂贵,难以建立工艺实验;实践性强,无论是基础理论还是工业设备都离不开生产实际。

(2)就科学技术发展而言,随着生物科学的快速发展,与之相关的许多学科、特别是最为密切的生物工程领域的许多研究方向得到了突飞猛进的发展,诸如:生物反应工程、生物分离工程与技术(生物工业下游技术)、酶工程、生物生产工艺等;其研究手段更加先进,涉及的领域更为宽广,研究的内容更加丰富。这对于生物工程专业的教学,提出了更高的要求,须不断地将新工艺、新技术和新的理论研究成果充实到教学内容中。

(3)就教学方法和教学手段而言,在传统教学的教学中,教师讲,学生记,教师问,学生答的方式,学生是被动的外部刺激的接受者即灌输对象,这种教学方法学生的参与面,参与程度,实际上难于达到施教者的初衷。而且教法单调、教师费力、费时,学生却感到抽象,不易理解,教学效果差。另外由于受时间、空间及经费等限制,学生很难亲临现场观察。

针对工科专业课程的以上特点,传统的“黑板 + 粉笔”教学模式无法满足现代教学需要,学生也难以掌握相应的教学内容。现代教育技术的兴起和现代教育媒体的涌现,为解决生物工程专业课教学面临的困难和问题提供了新的思路和方法。为此我们认为,在生物工程专业课的教学中,应该充分利用现代教育技术,在课堂中使用多媒体教学,课后使用网络课程,在实验条件不足情况下采用仿真技术,建立计算机仿真实验室。只有这样,才能更大满足对生物工程专业课教学的要求,培养学生自主学习的能力和创造精神,从而提高学生综合素质。

2. 多媒体课件在理论教学中的应用

计算机多媒体教学课件,以其丰富、多样的信息承载形式,灵活、方便的交互特点,将越来越多地应用于教学之中。传统的利用黑板模式的教学方式,针对于生物工程专业课教学,面对有众多学生,教师资源和学时数有限的情况,已经非常严重地影响了教学的效果,需要利用先进的多媒体工具进行改观。

几年来,作者将全部教学内容设计、制作成多媒体教学课件并投入到理论教学当中。实践证明,设计合理,加工细致、使用得当的多媒体课件用于教学,效果较好。

2.1 采用多媒体课件教学,有利于分析归纳教材内容,重点突出。

生化工程专业课程涵盖的内容很多,比如《发酵工艺学》课程内容就包括抗生素、微生物酶制剂、氨基酸发酵、有机酸(柠檬酸、乳酸)、多糖发酵生产工艺和丙酮丁醇发酵的生产工艺等等。这些内容中的绝大多数本身就可以单独作为一门课程进行讲授,如果全部介绍,课时肯定不够。但是,如果采用多媒体课件教学,在设计课件脚本时,可以对课程内容进行分类和归纳,并选择有代表性的知识作为授课重点内容。为此,我们把以上所有发酵生产工艺中的共性部分独立出来,设计出这样一条课件制作主线:工业微生物基础淀粉制糖工艺培养基配制和灭菌无菌空气的制备培养基中氧的供需和传递生物反应器发酵工艺控制发酵染菌的分析和防治动植物细胞大规模培养生化产品的分离和纯化生化生产工艺实例。而对于其他相关内容仅仅布置自学提纲,使同学们通过举一反三和触类旁通的方法进行学习。我们在讲授具体工艺内容时,对同学们已掌握和了解的内容不再重复讲授或仅要求同学们复习相关的章节,这样就避免了不必要的重复,突出了本课程的重点。

2.2 巧妙使用课件制作软件,充分调动学生学习兴趣

生化工程专业课内容多,有些内容学生无法实际观察,比较抽象,而利用多媒体技术可以清晰地呈现这些教学内容,从而突破客观条件的限制,使学生容易理解和掌握这些知识。可以利用优秀课件制作软件如PowerPoint制作幻灯片、Flash制作二维动画、3DMAX等制作三维动画。这样制出的教学课件在教学中的应用,不仅可以使抽象的理论具体化、形象化、直观化,而且还富有趣味性和感染力,可以充分吸引学生的注意力,也便于学生将感性认识上升到理性认识,帮助学生对教学内容进行理解和掌握,充分调动学生学习兴趣。

如《发酵工艺学》这门课中,最重要、最核心的设备是发酵罐,为了在授课时更加形象生动,学生更好接受课本内容,我们采用Flash软件把发酵罐做成能播放的动画“元件”。这样,在讲授各个章节课件时,当有涉及到发酵罐内容时,就可直接调用它,非常方便。再如在《发酵工艺学》课件制作中,用PowerPoint 作为操作平台,在课件制作时利用工具栏中的“图片”工具栏,利用自选图形中工具,可在幻灯片制作过程中使用各种不同自选图形,把复杂的工艺过程绘成流程图,这样使得讲授内容条理更加清楚,系统性强,可以大大节省时间,学生容易接受。这样以生动的图像、图片及流程图将有关内容展示出来,使学生一目了然,容易建立起工业设备或工艺流程的空间概念,这样做不仅有助于学生对所学知识的理解,而且有助于学生增强自信心,培养对专业的兴趣。

2.3 有利于化学公式推导以及工艺流程图的演示

生化工程专业课程化学公式多,工艺流程图复杂,教学难度大,传统的教学往往不利于公式推导的过程工艺流程图的演示。这方面的教学也是一个比较容易使学生陷入学习困难的地方,是很多教师比较头痛的教学部分。但是如果合理地运用成熟的办公软件对公式和工艺流程图进行处理,更多技巧的运用可以让多媒体教学发挥传统黑板教学推导公式和演示工艺流程图时不能达到的效果。比如:(1)利用办公软件的动画功能就可以设置公式演算和工艺流程图的慢放效果或者手动放映效果,使公式或工艺流程一步一步演示出来,或者在教师操作下演示出来,这样,教师在教学过程中如同书写到黑板上一样有步骤、有时间顺序,留给学生思考的空间。(2)为了强调某个部分与下一个步骤的联系,可以用颜色效果或者箭头来表示内部联系。(3)对于学生不容易理解的步骤,可以任意回放重新演示,并且在需要讨论的地方暂停讨论。

多媒体作为现代化教学的一种手段,在优化教学过程,激发学生创造性思维,提高课堂教学效果,有效地实施素质教育方面起着重要的作用。应用于课堂教学的计算机多媒体技术,作为一种先进的教学辅助手段,和以前传统的“黑板 + 粉笔”教学模式相比,有着无可比拟的优势,能够取得以前传统教学辅助手段(模型、地图和挂图)所达不到的效果。由于采用多媒体教学,明显提高了教学质量和效率,促进了生化工程专业课的教学改革。

3 网络课程在辅助教学中的应用

在信息技术飞速发展的今天,传统的黑板和挂图(含幻灯片、胶片投影)的教学手段已无法适应当前教学内容大信息量和更新周期短的需要,多媒体教学课件的使用,也只能满足有限的课堂教学的需求。

为适应时代的发展,笔者自2003年以来,首先把生物工程专业课之一的主干课《发酵工艺学》课程制作成适合在网络上运行的网络课程,并作为辅助教学使用。在教学时,采用网上教学和课堂教学相结合的方式,其中课程中的基本概念、重点和难点采用课堂教学,在多媒体教室上课,课程作业、课堂讨论、在线答疑和理论考试等放在网络上进行。经过二年多的实践,已经初步取得成效。

网络课程内容主要由以下三部分组成:(1)教学信息呈示部分。这部分主要是向学习者介绍学习这门课程应有的知识准备,通过学习达到的学习目标以及学科的知识结构等。栏目主要包含:教师风采、课程建设、理论教学、实践教学、课外学习等,在主页面上设有教学公告栏,使学生能在第一时间知道本课程的教学信息,并在课外学习栏目中补充了大量的新技术、新成果等资料,供同学们在网上自由学习。(2)网上交流部分。这部分主要是为师生或生生交流提供“阵地”的。主要栏目包括课堂讨论、网上答疑、学习讨论、师生信箱和任课老师值班时间安排等。(3)评价系统部分。包括对学生在这门课程中的考试与作业的评价、对学习过程参与度的评价、对教师的评价及专家对课程系统的评价等。

在具体的教学过程中,通过网络课程的使用,学生可以采取多种学习方式:

(1)资源利用式,即学生可以通过网络课程上提供的相关链接,获得教育教学网站上丰富的学习资源,查询并下载自己所需要的信息资料,包括各种生物学知识、观点和最新的生物学成果等。比如,生物引擎网网址bio-engine.com,中国科学院科技文献全文数据库系统网址lcc.icm.ac.cn/fulltext/database.html,科学数据库网址cnc.ac.cn,生物科技在线网址monsanto.com等。

(2)协商合作式,协作式学习是网络教学的最重要特点,也是最重要优点之一,学生通过网络上的课堂讨论、网上答疑、学习讨论栏目,可以进行讨论、交流,而且还可自由发挥、自由想象,因此能集思广益,便于多种不同观点的碰撞与交流,能在较短时间内使参加讨论的同学对同一复杂问题,获得多方面的较为深入的认识,这对于事物的复杂性和培养辩证思维、发散思维,无疑有很大好处;

(3)自主发现式,即借助网络资源,通过比较异同点,发现问题,主动探索的学习。比如学生学习课本第十章发酵过程的工艺控制之后,学生通过比较发酵生产的三种培养方式(分批培养、补料分批培养和连续培养),找到了异同点,学生对内容的分析和归纳,不但很快得找到了知识,通过查阅相关资料还进一步发现,在实际生产中,人们一直极其重视微生物、动植物细胞的改良和新产品的开发,而忽视了探求改进生产工艺和改善工业生产设备的工艺研究。学生通过查阅相关资料,发现工艺的改进将会在很大程度上改善产品的质量,提高生产效益,起到上游过程无法实现作用,也充分认识到工艺的研究和优化显得更加重要。

同传统课堂教学课件相比,网络多媒体教学课件与其有许多相同之处,也有不同的地方。许多同学在与网络接触之后,学习兴趣更加浓厚,求知欲望异常强烈。在通过网络扩展了知识外延的同时,学生们真正体会到了“学然后知不足”的深切内涵,进而确定了终生学习的思想。因而,我们应根据网络教学特点,认真研究网络教学对课件的要求,把握网络多媒体教学课件设计、制作原则,力争制作出高质量的网络课件。

4、计算机仿真技术在实验教学中的应用

实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力十分重要,而实验素质和技能的提高必须通过实验教学的各个环节来实现。但专业实验不同于基础实验,大部分实验操作是综合性大型工艺实验,要建立一个比较完善的生化工程专业实验室,投资较大,如购买一套70升全不锈钢中试发酵罐及其控制系统等较为完备的实验设备,投资就得上百万;另外,传统实物实验要受实验室的自身条件,如仪器设备的种类、状况、成套数及器材消耗等因素的限制,在规定的时间和空间内有选择性地开设综合设计性实验往往存在较大难度;第三,如果专业实验开设数量有限,实验内容更新缓慢,就难以适用现代科学技术的迅猛发展,不利于学生研究设计能力和创新能力的培养。基于以上情况,我们建议把计算机仿真技术引入到生化工程专业实验中,建立生化工程专业仿真实验室。

与传统实物实验相比,虚拟仿真实验以软件为基础,用软件替代硬件实现了各种器件和电路的显示、数据读取、数据分析处理等实物实验只能用硬件完成的功能;同时实现了实物实验很难实现的数据编辑、存储、打印图表等功能,而且点击鼠标即可进行仿真操作,完整地模拟实验操作的全过程。随鼠标的移动,指示出实验装置的各个部件名称,便于了解实验装置的结构,使得学生实验变得更加灵活、简单而富有创造性。

在发酵工艺学课程的专业实验中,通过计算机技术建立模拟实验环境,可以设计许多仿真实验,通过输入必要的参数,或者通过学生交互操作 进行模拟实验 通过输入不同的参数 观察不同的实验结果,进行分析比较,可较好提高学生科学探究的能力。

以青霉素的发酵生产为代表,仿真一套完整的、与工业化生产完全相同的青霉素发酵、分离提取的工艺实验,在仿真实验过程中,将发酵过程中的各种参数的测定融合到具体的实验中。例如:发酵液中青霉素含量的测定、发酵液中还原糖含量的测定、pH的在线检测、发酵液中溶氧浓度DO值的在线检测、菌体浓度OD值的检测、菌体染色及形态观察等,要求学生从实验开始到实验结束,每隔一段时间出样一次进行各种参数的检测。最后根据实验得到的各种数据,结合学过的发酵工艺学的基本原理,对发酵过程中的各种参数的变化及出现的发酵异常现象进行具体的分析,并写出一份完整的实验报告。这样有利于提高学生分析问题解决问题的能力,对其它课程的学习也起到了一定的促进作用。

虚拟仿真实验改变了传统的学习观念,不仅为学生提供了一个开放式的实验平台,也为教师提供了一个优良的辅助教学平台,适合反映新技术新成果应用的新型实验,使学生更直观、灵活、自由地完成学习任务。但发酵过程是一种内在机理十分复杂的生化过程,实际上很难有一种数学模型对所有发酵过程进行准确的描述。为此我们认为,应该把虚拟仿真实验作为传统实验教学的完善与补充,把实物实验与网上虚拟实验、课堂教学与网上教学、实际考核与网上考核有机地结合起来,充分利用先进的计算机设备和丰富的网络资源进行网上虚拟实验教学,进一步提高实验教学水平。

5 结束语

每一种媒体都有自身的长处,对某种特定的教学和学习有效,不存在一种处处适用的全能媒体。同样,每种媒体又不可避免地存在局限性,不利于某些教学和学习。只有在某些特定的教学情境中,一种媒体会比另一种媒体更有效。现代教育技术作为现代化的教学手段,必须和传统的教学方法融为一体,多种教学媒体互相补充、协调统一,接教材的需要进行优化组合,才能发挥其优势,达到教学的最佳效果。另外,作为一名教师只有深入钻研、勇于探索、大胆实践,并不断学习和掌握现代教育技术,才能提高自己应用现代教育技术的能力,从而优化教学体系,提高教学质量。实践证明,现代教育技术引人生化工程专业课程教学中是高校实施教学改革,提高学生综合能力的有效途径。

参考文献

篇10

(广西石化高级技工学校 广西 南宁 530031)

摘要:按岗位能力要求整合和优化教学内容,编写《化工单元课程学习工作页》,构建教师指导下模拟企业实际生产岗位的学生职业能力培养模式,采用过程考核与考试结合的评价方式综合考核评价学生的学习表现和效果,可促进对学生就业能力的培养,对专业课程建设可起到导向作用。

关键词 :化工单元课程建设;工作页设计;就业能力;融合研究

中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)11-0096-05

作者简介:曾繁京(1962—),男,广西宾阳人,硕士研究生学历,广西石化高级技工学校高级讲师,校长,研究方向为教育教学管理。

基金项目:广西职业教育质量提升项目重大课题“化学工艺专业建设与毕业生就业能力培养融合的实践研究”(项目编号:2012JD102,负责人:曾繁京)

中职化工专业属于技术性、综合性、复合性很强的专业,主要培养掌握化工工艺基本理论和基本知识,具备化工操作技能、计算机应用能力,能够从事化工生产设备运行操作、管理的技能型人才,本质上是基于实践的职业教育。而校内实训和校外实习对于加强学生理论联系实际,培养学生分析和解决问题的能力、实践操作能力以及职业素质起着重要的作用。因此,在专业课教学过程中必须强调学生工程实践能力的培养和综合素质的提高。但目前中职学校专业建设普遍存在培养目标与职业核心能力、岗位工作标准、岗位技能素质脱节的现象,主要原因是企业技术升级更新速度快,课程建设缺乏企业与行业的参与,致使教材不能反映企业岗位的实际需求,直接影响毕业生就业能力的提升。如何将课堂理论与实训教学的视野放大到企业生产岗位,如何把企业生产技术缩微放到课堂教学上,是解决问题的关键所在,也是在专业建设方面长期困扰中职学校的难题,在承担石油化工生产一线技能型人才培养任务的中职学校尤为突出。从专业建设的课程设置入手,在深入企业调研的基础上,拟就化工单元课程建设与毕业生就业能力融合的实践进行探讨和研究。

按生产岗位的综合职业

能力要求整合和优化教学内容

按照以培养职业综合能力为主线的原则,我们对南宁化工股份集团有限公司、广西田东锦盛化工有限公司、中油广西田东石油化工总厂有限公司、柳州化工集团有限公司、广西钦州石化产业园区的几家石油加工企业进行了认真调研,深入了解企业生产岗位的布置和构成、工艺设备及操作技术技能要求、岗位能力要求等,对化工专业所需的专业知识、工作能力、人文素质结构进行分析,结果见表1。

从表1所列的专业能力来看,对生产岗位操作工艺和专业知识及设备的规范操作和控制要求作为基本的专业能力占74%,其他辅助的专业能力占26%。为此,我们对照现行的教学计划,进行教学内容和课程的整合。在参考化工行业国家职业资格标准的基础上,听取了化工企业技术专家和职教专家的意见,制定了《课程实施标准》和《课程实施方案》,整合了“化工生产基础”和“化工单元操作技术”等课程,设计出以学生学习为主体的《化工单元课程学习工作页》(以下简称工作页)。

工作页打破传统的先理论后实训的教学模式,围绕岗位职业综合能力要求构建了相应的学习项目。每个学习项目都开发并编制了若干个与企业工作过程一致的工作任务,以提高学生“零距离”上岗的能力。将每个工作任务分解为若干个学习活动予以实施,同时要求学生在完成工作任务时填写工作页。优化专业知识和专业技能及通用职业能力的组合,编写形成了“教学做”一体的课程学习工作页。该工作页为培养学生在教师的指导下自主学习基础知识、训练操作技能和锻炼岗位职业能力起到了很好的作用。下面以“流体输送”课程的学习工作页为例进行说明。

“流体输送”课程学习工作页

一、项目描述

化工生产中所需原料、中间产品和产品,大多数是流体,通常需要把它们从一个设备输送到另一个设备。如生产产品时,往往按照生产工艺的要求把原料依次输送到各种设备内,进行化学反应或物理反应;制成的产品又常需要输送到贮罐内贮存。因此,流体输送是化工生产中必备的单元操作。

二、学习任务

本项目分成四个子任务进行学习。

学习任务一:流体输送常用设备及其组成的认识和绘制;

学习任务二:流体输送工艺流程图的认识和绘制;

学习任务三:流体输送实训;

学习任务四:流体输送常见故障及其处理方法。

三、学习目标

通过本项目的学习,应达到如下学习目标。

1.知识目标:在理解的基础上,能叙述离心泵工作原理,能叙述几种类型物料输送工艺流程。

2.技能目标:能正确操作几种不同类型的物料输送,能够分析异常现象产生的原因并作出相应的处理。

3.素质目标:工作认真投入,严谨细致,有团队精神,遇到异常现象能够冷静分析、正确处理。

四、学习工具

1.四位一体多功能流体输送培训装置。

2.计算机及配套北京东方仿真化工单元仿真操作系统。

五、学习方法

1.诱导探究法,师生、学生之间合作交流结合。

2.仿真实验、实训操作。

六、学时安排:34课时

学习任务一:流体输送常见设备及其组成的认识和绘制

一、任务介绍

化工厂的各个主要设备之间通常用泵和管路组成流体输送系统,利用泵为液体提供外加能量,提高液体的压力,通过管道将液体物料由一个设备输送到另一个设备。

本任务主要是学习和认识物料输送的常见设备,并能绘制主要设备(离心泵、往复泵、漩涡泵、齿轮泵)的外形图。

二、任务分析

流体输送常见设备的认识可到化工单元操作实训中心对各套单元操作设备所用到的泵进行观察,并通过上网和查阅相关教科书和资料对各种类型泵的组成有进一步的认识和了解;而要绘制物料输送主要设备的外形图,则需要明确主要设备的组成和基本结构。

三、相关知识

流体输送设备包括液体输送机械和气体输送机械两类。

(一)液体输送机械(略)

(二)气体输送机械(略)

四、任务实施

本学习任务在化工单元操作实训中心完成,任务具体实施步骤如下。

活动一:认识流体输送机械

1.请同学们仔细观察化工单元操作实训中心的所有单元操作设备,并将各套装置所用的液体输送机械和气体输送机械分别进行记录。

2.分组通过交流讨论、查阅资料的方式将观察各套装置所记录下来的所有液体输送机械和气体输送机械进行分类,并思考完成下列“想一想”的几个问题。

【提示】:各套装置所用的泵不尽相同,请同学们注意铭牌上的说明及外形区分。

活动二:叙述各输送机械的主要作用

各小组派出代表展示本组记录并分好类的液体输送和气体输送机械,并对各输送机械的主要作用进行阐述。

想一想,请回答下列问题:

1.流体输送机械分为几种类型?

2.化工单元实训中心有哪几种液体输送机械?

3.化工单元实训中心有哪几种气体输送机械?

4.离心泵的工作原理是什么?

活动三:画出关键设备外形图

各小组查找相关资料,参照主要流体输送机械外形结构示意图,分别绘制主要流体输送机械的结构图。

五、任务小结

本次学习任务的完成首先在化工单元实训室给学生创设一个学习情境,学生通过对实训场地的各种流体输送设备进行观察,并对观察到的各种泵体进行分类,对各种类型泵的外形先有了感性的认识。再通过教师讲解及学生分组搜集各种泵体的基本结构图,对泵的构造有进一步的认识。最后通过绘制各种类型泵的基本构造图,可以更深刻地认识和了解泵体的结构,达到学习目的。

在化工生产过程中,不同情况下应选用不同类型的流体输送机械。在输送流体时,用得最多的是离心泵,它具有很多优点,主要适用于流量范围较宽,扬程不高的场合;往复泵适用于中等流量、高扬程的场合;旋转泵一般适用于小流量、高扬程的场合;流体作用泵则适用于小流量、扬程不高及具有腐蚀性的场合。

六、拓展阅读(略)

学习任务二、三、四(略)

该工作页具有以下特点:(1)图文并茂、浅显易懂、由浅入深,学生容易接受;(2)理论与实践结合、边学边练、学练结合,重在锻炼学生技能;(3)德能兼修,岗位职业(核心)能力的锻炼贯穿整个学习过程,培养学生的职业素养。

构建教师指导下的学生自主学习模式

中职学生入学前的化工生产知识及操作技能几乎为零,理论学习兴趣不大,且有厌学情绪。在短短的三年时间内把他们培养成毕业即能上岗的化工生产一线技能型人才,难度非常大。因此,必须打破传统的先理论、后实训实习的教学组织管理方式,合理设计情境教学,把理论学习、单元操作、虚拟仿真操作有机结合,融理论、实践和技能训练于一体,突出技能培养,并把职业素养培养融入每个学习过程。

(一)重视感性实践认识,循序渐进指导学生学习工艺知识和操作技能

把“化工生产基础”和“化工单元操作技术”课程教学由原来在教室授课搬到实训基地授课,并按照《化工单元课程学习工作页》课程标准要求组织教学,指导学生学习和实训操作。

授课时,按照工作任务要求,第一步,分别介绍实训设备的名称及其在工业生产中的用途,把学生的学习积极性调动起来。第二步,把每个化工单元实训设备分为几个操作岗位,交叉轮换,先认识和熟悉各岗位设备、控制点及其控制内容,要求学生在工作页上做记录,并画出设备简图。第三步,了解流程,告诉学生从实训原料开始到产品的过程就是工艺流程,要求学生把实训设备工艺流程先用工艺方框图记录下来,然后按方框图先后顺序把设备简图连接起来,构成工艺流程简图,让学生初步学到工艺知识,认知DCS操作系统的界面图。第四步,工艺操作,现场引导学生按设备操作规程操作,并进行中控DCS系统操作。第五步,结合实训,现场实施必要的理论教学,分析工艺操作要点、技术经济计算、常见故障及处理方法等。第六步,综合实训,在实训过程中可人为设置常见故障(工厂生产是不允许的)让学生分析原因和考虑处理方法,培养学生熟练化工单元操作,熟练分析和处理常见故障。

(二)虚实结合,重在深层次培训学生的操作技能

化工单元操作技术涉及内容相对独立,设备结构复杂,实训设备也不可能拆解让学生了解设备内部结构,但中职学生对知识和技能的学习更多的是接受来自实践的形象思维,因此,在教学中应该充分利用仿真软件、企业生产场景照片和录像等现代多媒体教学技术,与实体设备实训密切结合进行学生技能训练。

我们采用北京东方仿真控制技术有限公司的化工单元仿真DCS控制系统和常减压装置仿真培训系统、大连博赫科技开发有限公司的常减压智能模拟工厂,充分利用计算机技术模拟化工生产中每一个化工单元过程和各个化工单元流程,组合为一个整体生产工艺流程,让学生如同在化工生产现场和中控室一样的环境内反复操作,尽快熟悉生产流程和主要工艺指标、掌握操作规程及各个单元操作的技术要求,培养学生岗位的独立操作及各岗位之间配合能力、分析和解决生产各个环节操作中常见问题和故障的能力,为学生毕业后能尽快上岗工作奠定良好基础。

(三)注重生产现场管理能力培养

第一,HSE是健康(Health)、安全(Safety)和环境(Environment)三位一体的管理体系,是石油化工行业推崇的管理模式。强调健康首位,按照企业生产实际,采用工艺安全分析方法,抓住工艺过程的本质安全,营造企业生产过程的危险源识别、控制数据库教学情境。严格要求学生不得酒后和带病上岗操作,不得带危害安全的物品到实训现场、工艺过程安全管理、行为动作安全管理、保持环境安全,培养学生危害识别和风险控制能力,强化学生的惠生工程理念和素养提升。

第二,“6S管理”是指整理(Seiri)、整顿(Seiton)、清扫(Seiso)、清洁(Seiketu)、素养(Shitsuke)、安全(Security)六个方面,由日本企业的“5S管理”扩展而来,是现代工厂行之有效的现场管理方法。在每次课后,指导学生管理好实训现场,培养学生化工生产现场管理知识和能力。(1)通过学生整理实训场地的锻炼,将场地的任何物品进行分类,有必要的就留下来,没有必要的都消除掉,腾出空间,用活空间,防止误用,创造清爽的工作场所,培养学生现场整理物品的习惯和能力。(2)整顿留下来的必要的物品,依规定位置条理摆放整齐,并加以标识,使得工作场所井然有序,减少寻找物品的时间,创造整齐的工作环境,消除过多的积压物品,培养学生规范摆放物品的习惯和能力。(3)清扫实训场所,保持实训场所整洁干净,造就亮丽舒适的学习环境,锻炼学生清扫生产现场的习惯和能力,以稳定品质,减少工业伤害。(4)清洁是持之以恒地将整理、整顿、清扫进行到底,制度常态化,保持环境处在美观的状态,创造明朗实训现场,维持上面3S成果,造就毕业生良好的生产现场清洁习惯。(5)从场地卫生到按规程操作,每位学生养成良好的习惯,严格按管理规则和操作规程做事,培养学生遵守规范习惯、积极主动的精神和营造团队精神。(6)重视实训现场安全教育,要求学生时刻保持安全意识,构建安全生产的情境,所有的实训工作按企业生产要求建立在安全的前提下。

教学中,通过平时潜移默化循序渐进,让学生在岗前和实训操作过程中的HSE管理中和岗后搞好实训场地的“6S管理”过程中掌握化工管理知识和技能,努力提升学生化工管理能力,为学生毕业后能迅速适应企业岗位管理作铺垫。

(四)德能并重,注重职业素养培养,提高学生综合职业能力

由于同一台实训设备在教学中分为几个操作点(岗位)活动,学生的岗位合作协作能力、职业素养得到培养,在实训中就体验到企业的氛围。将学生分若干小组,通过分工与合作,共同完成实训任务。对操作中出现的问题和各种现象及最终结果鼓励学生发散性思考,以此充分展示不同学生的专长。引导学生自己充分利用网络资源、图书馆等查阅资料,分析操作技术要领,培养学生收集和综合各种信息的能力。例如,在吸收解吸单元操作实训时,要求各组分析操作中出现的液泛、雾沫夹带等现象的原因,提出解决问题的办法,小组总结后由小组代表阐述结论,锻炼学生岗位沟通和语言描述表达能力。通过这种分组讨论,提高学生综合分析判断、解决问题和团队协作能力。

在教师的指导下,根据工作页的说明要求,学生自主学习,互相讨论,小组合作,协同操作,既可发挥学生个人主观能动性,又可培养团队合作精神。同时,观察、分析、解决问题能力都可得到锻炼。但是,真正效果如何?如何评价?我们摒弃传统的单一考试方法,采用过程考核、活动结束的评价、期末考试相结合的方式来检验。

过程考核与考试结合检验教学质量

考试是检查教与学的效果的传统方式方法,应该说对检验教学质量有一定作用,但化工单元课程本身就是操作性实践性非常强的课程,书面考试并不能全面反映中职学生的学习实情,也对学生的技能学习起不到引导和督促作用。因此,必须考虑采取过程考核与考试结合的方式才能很好地检验教学质量和效果,并对原有考试方式作必要改革,方案如下:

1.总评成绩=平时考核成绩(50%)+考试成绩(50%)。

2.平时成绩采用过程化考核方式。在各工作任务学习结束时进行。

3.考试分为理论题和操作题。(1)理论题(闭卷考试),与传统理论考试题形式上类似,共计100分。内容重在化工单元操作方法、工艺理论及常见故障分析和处理方法的考核,增加工艺流程作图题。(2)操作题(开卷考试),内容包括精神状况和仪容仪表;按企业规定的安全措施到位情况;现场解说工艺流程及操作;分岗位操作(含故障分析和处理等);HSE和“6S管理”情况。共计100分。(3)考试成绩为理论考试成绩与操作考核成绩总和的50%。

实践证明,采用过程考核与考试结合的评价方式可以有效消除一次考试定成绩引起的评估偏差,实现全面综合考核评价学生的学习过程表现和最终学习效果,体现了学生德、智、技的发展状况,能很好地激发学生学习技能的热情,对学生的技能学习起到有效的引导和督促作用,对教学过程起到导向作用,为工艺类课程考试方式改革提供了具有参考意义的方案。

实施效果

由于《化工单元课程学习工作页》的开发是在企业调研的基础上,参考了现有部颁教学计划和国家职业技能鉴定标准,听取了企业专家、职教专家的意见后进行课程整合和编写的,适应了企业生产岗位需求,符合工学结合一体化教学要求,有效地把课堂理论与实训教学的视野放大到企业生产岗位,同时把企业生产岗位技能缩微收放到课堂教学上。该工作页在本校2013级石油炼制5班和2013级化学工艺4班中实验,校、企、研、学四方对过程考核和期末考试进行了分析。结果表明:与非试点班级比较,学生学习技能的兴趣和热情大大地提高;学生对实训装置组成、关键设备的认知、工艺流程的掌握、工艺操作的熟练程度、DCS操作熟练程度、识图和作图以及查阅相关资料的能力均有明显的提高;化工生产管理知识和能力素养、组内成员合作和组际协作等团队合作精神得到了良好的培养。实践证明:利用工作页指导学生学习和训练,可促进学生的技能学习和能力培养,可对专业课程建设起到导向作用,为工艺课程改革提供了参考范例。

本项目的实验和研究进行了一年半,虽然取得较好的成效,但由于时间短,编写的工作页还比较粗糙。试点过程中能力的培养有时在组织上也存在不能持续的地方,非专业能力的锻炼在课堂内未必能全部实现。这里提供的仅是本项目研究的初步成果,我们仍需做进一步实验,直至试点班级学生毕业,看到毕业生在生产岗位上的综合表现才能得到全部验证。

参考文献:

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