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一.《化工单元过程及操作》一体化教学改革的目的
《化工单元过程及操作》课程是职业学校化学工程与工艺专业中一门理论性与实践性都很强的专业基础课,它在基础课与专业课之间起着承上启下的作用,本课程的教学目的是使学生不仅理解掌握化工过程的基本理论和规律,而且要熟悉某些化工设备的结构,工作原理,操作条件以及在化工生产中的应用。此课程学生学习的好坏直接影响着专业课学习的质量。近年来随着高校的不断扩招,中职学校的学生既有基础知识相当薄弱的特点,又是初次接触这门工程性极强的课程,从事理论教学多年来,笔者发现:教师整堂课教授既抽象枯燥又深奥难懂的理论知识,即使讲得很慢很细也仅有少数同学可以接受,多数同学学习起来慒慒懂懂,昏昏欲睡,这使得老师教的很费劲很累,学生收效甚微,甚至很多同学失去学习的积极性,同时也严重影响着专业课的教学效果。为了让学生在学校学习期间对化工工艺专业有更深的认识并学有所获,同时在面对实际工程问题时能科学的联系理论,达到理论与实践的高度结合,实现学为所用,于是在院领导的高度重视下,由学院几位资质深厚的老教师探讨之后决定走一体化教学之路。
二.一体化教学的实施
1.一体化教学的理念。一体化教学是利用先进的现代教育技术将理论与实训等教学内容进行一体化设置,讲授与操作等教学形式一体化实施,教室与实训场地等教学场所一体化配置;知识技能与素质等职业要求一体化训练;师生双方共同在专业教室进行边教边学边做来完成某项教学任务,由此形成融知识传授,能力培养,素质教育与一体的教学模式。
2.技工学校的任务。技工学校是为企业培养一线操作工,对于化工工艺专业来说,其培养目标是只需要他们掌握化工设备的结构,工作原理以及出现的故障能及时维修与维护等,同时要求学生能看懂工艺流程即可,无需对既深奥又抽象的公式推导和计算了如指掌,不需要将其培养成设计人才。
3.《化工单元过程及操作》课程在技师学院的教学状况。该课程在过去20年来一直注重纯理论教学,包括化工设备的结构,工作原理,操作条件,公式推导及计算和应用,当老师讲到公式的来源并推导时,我们几年前的学生还能勉强听懂,当老师讲到设备时,学院没有教学模型,教师仅靠挂图想象的讲解给学生,而且很多地方老师讲起来费劲学生听起来难懂。尤其是近几年来,随着高校的不断扩招,技工学校的生源素质连年下降,教师授课难度极大,专业课程学生基本上是听不懂学不会,于是在院领导的高度重视并重新定位思考后,近几年来学院加大了实训方面的投入,如2004年引进了北京东方仿真有限公司的化工仿真软件,并且及时升级;2006年又引进了诸如流体流动与输送、传热、精馏塔等单元操作、管路拆装实训装置以及间歇反应釜和各类泵等设备。今年学院又大力投资,为每一个教室安装了投影仪,这样理论课教师可以直接通过课件将化工设备动态地展示给学生,这样就比较直观地使学生认识了设备。现在我院的《化工单元过程及操作》课程的教学主要体现了以下几个方面。
(1)走师资一体化之路。按照国家教育部文件《教育部关于进一步深化中等职业教育改革的若干意见》教职成【2008】8号文件中指出中等职业学校要想进行教学改革必须大力培养双师型教师,所谓“双师型”教师就是要求教师不仅要有扎实的专业基础理论知识,还要有丰富的动手操作技能,为培养双师型教师,学院不惜重金让老师们出外参加国家级培训,甚至派某些老师赴德国学习其先进的职业教育,笔者还有幸参加了2009年由河南省组织的中等职业学校骨干教师培训。同时学院每年利用暑假期间对不同专业教师进行有计划性的培训,就其化工工艺专业来说,培训场所就设在学院现有的实训室,主要是学习现有设备的工作原理,结构,设备维护及故障处理和动手操作等,例如:在流体输送实训室,老师们刚走进实训室看到的就是纵横交错的管道连着各式各样的泵、水箱、罐体、各种流量计和各类仪表。这俨然就是化工企业的一个工作车间。以前教师们只是从教材上的图片看到的设备,现在学院就有实物,而且通过专业教师的精心讲解以及老师们轮流操作后,老师们知道了流体的输送方式:有利用高位槽的位能差完成输送液体的方式;有利用离心泵将液体从低处送往高处的方式;有利用真空泵来将设备内部抽成负压完成输送的方式等,而且还能看到离心泵前后2个压力计测量压力的情况以及掌握令人眼花缭乱的各个阀门的开关时间等等。通过培训化工专业的所有教师都能既从事《化工单元过程及操作》课程的理论教学又能进行实训教学,这样就实现了师资一体化,同时也打破了过去有的教师几十年如一日就只会教一门理论课或者是只会照本宣科的现象。
(2)走教材改革一体化之路。多年来我院的《化工单元过程及操作》课程的教材也进行了多次选用,由赵锦全主编,化学工业出版社出版的《化工过程及设备》教材用了十几年,后来又使用了张新民主编的《化工单元过程及操作》适用教材,其教学模式是系统的理论教学,但是由于这几年学生素质下降,这两本教材学生学起来有些困难,最后在领导的高度重视下,首先结合我院的实际情况,诞生了由李传江主编成芬副主编的《简明化工单元操作》的理论教材,此书是中等职业教育规划教材,其中舍弃了一些繁琐冗长的理论(如公式计算等),比较适合中职学校理论课教学,另外还诞生了由李德有主审,王传伟主编的《化工操作技术》校本教材,此书理论部分浅显易懂简单明了,同时配有大量的图片,突出了实用性和可操作性。通过使用,发现学生对化工设备有了兴趣,也愿意动手操作了,对《化工单元过程及操作》这门课程也有了更新的认识,从而使得学习效率大大提高。
(3)走教学内容一体化之路。随后由学院的化工系领导们重新修订了教学计划,突出以理论为指导,以动手操作为宗旨,同时以化工仿真模拟化工单元过程为一体的教学模式,每个化工单元过程的理论部分都放在实训室进行讲解,学生能及时看到设备的实物,在学生掌握了设备的结构,工作过程及故障处理后再进入化工仿真实训室进行综合练习。例如在精馏塔单元操作的学习过程中,采取的方法是先让学生在精馏实训室里,先由教师讲解在化工生产过程中采用精馏操作的原因(因为市场有需求所以工厂要生产),以及采用精馏操作要达到的目标(目标是要达到市场所需求的合格的产品)。接着教师提出3个问题(1)什么是蒸馏?(2)什么是精馏(3)蒸馏和精馏有什么区别?以这3个问题设问,随后教师开始讲解精馏塔的构造,工作原理并演示操作过程,教师演示结束后再把学生分成每四人一组进行循环操作,其中某一个组的同学在操作的同时,教师就认真巡回指导,加强监督,一旦发现错误就立即纠正,保证练习的准确性,对每一名学生的操作次数,质量好坏作一定的记录,这样可以提高学生练习的自觉性,从而保证练习效果。而其他组暂时不操作的同学可以在一旁进行认真观察和讨论,指出正在操作这一组同学的操作错误,教师及时进行提问,并作为平时的考核分,并要求学生写出实训报告和讨论的结果。以酒精浓缩为例,一般采用浓度为30%的工业酒精为原料,通过精馏操作后能将其浓度提高到95%以上甚至可以达到99.5%以上的无水酒精,这样学生就明白了在化工生产中采用精馏操作就是为了提高产品的浓度,而且也知道了蒸馏和精馏的区别,从而也就明白了所谓“浓缩了的就是精华”的含义;接下来学生再进入仿真实训室进行综合练习,由仿真教师讲解仿真操作中精馏单元的流程简介并演示操作过程,同时给学生演示如何将各项指标控制在正常值,然后由学生进行单机练习,教师跟踪辅导及时解答学生操作中所提出的各种问题。整个精馏单元的仿真操作从学生开始学习,到每个同学都掌握大概需要12个学时的时间,其中学得快并掌握得好的同学可以让他在教师机上演示一遍来展示他的学习成果。这样就将理论知识和实训内容有机地统一起来,教师在组织课堂教学时引导学生用理论知识来理解原理,同时让学生在实践中接受理论知识,从而实现了教学内容一体化的教学。
(4)走校企结合之路。在学生进行了一段时间的学校学习专业知识以后,学院就联系一些企业,让学生去企业里边接受专业训练,这样学生就可以将学校里学到的理论知识与企业的所见实际生产联系起来,并加以比较,同时学生还可以得到相应的职业素质锻炼。学生在企业学习与锻炼结束返回学校之后,很多同学也就有了明确的学习方向和较好的学习态度,同时也使某些同学能更好的遵守校内规章制度。
三.一体化教学的心得
近几年通过对《化工单元过程及操作》课程进行的一体化教学改革,笔者发现:这种将理论和实践进行一体化教学的方法,突破了以往理论和实践相脱节的现象,而且教学环节相对集中,充分发挥了教师的主导作用,增强了学生的动手能力并培养了学生的专业技能,充分调动和激发了学生的学习兴趣,丰富了课堂教学和实践教学,今后学院将继续加大化工专业的教学改革力度,以培养出更多的能适合于企业需要的合格型人才。
参考文献
[1]朱志军化工原理实验的特点及重要性[J]
[2]易攸丹.《化工过程及设备》课程理论与实践教学探讨[J]
《化工单元过程及操作》课程是职业学校化学工程与工艺专业中一门理论性与实践性都很强的专业基础课,它在基础课与专业课之间起着承上启下的作用,本课程的教学目的是使学生不仅理解掌握化工过程的基本理论和规律,而且要熟悉某些化工设备的结构,工作原理,操作条件以及在化工生产中的应用。此课程学生学习的好坏直接影响着专业课学习的质量。近年来随着高校的不断扩招,中职学校的学生既有基础知识相当薄弱的特点,又是初次接触这门工程性极强的课程,从事理论教学多年来,笔者发现:教师整堂课教授既抽象枯燥又深奥难懂的理论知识,即使讲得很慢很细也仅有少数同学可以接受,多数同学学习起来慒慒懂懂,昏昏欲睡,这使得老师教的很费劲很累,学生收效甚微,甚至很多同学失去学习的积极性,同时也严重影响着专业课的教学效果。为了让学生在学校学习期间对化工工艺专业有更深的认识并学有所获,同时在面对实际工程问题时能科学的联系理论,达到理论与实践的高度结合,实现学为所用,于是在院领导的高度重视下,由学院几位资质深厚的老教师探讨之后决定走一体化教学之路。
二.一体化教学的实施
1.一体化教学的理念。一体化教学是利用先进的现代教育技术将理论与实训等教学内容进行一体化设置,讲授与操作等教学形式一体化实施,教室与实训场地等教学场所一体化配置;知识技能与素质等职业要求一体化训练;师生双方共同在专业教室进行边教边学边做来完成某项教学任务,由此形成融知识传授,能力培养,素质教育与一体的教学模式。
2.技工学校的任务。技工学校是为企业培养一线操作工,对于化工工艺专业来说,其培养目标是只需要他们掌握化工设备的结构,工作原理以及出现的故障能及时维修与维护等,同时要求学生能看懂工艺流程即可,无需对既深奥又抽象的公式推导和计算了如指掌,不需要将其培养成设计人才。
3.《化工单元过程及操作》课程在技师学院的教学状况。该课程在过去20年来一直注重纯理论教学,包括化工设备的结构,工作原理,操作条件,公式推导及计算和应用,当老师讲到公式的来源并推导时,我们几年前的学生还能勉强听懂,当老师讲到设备时,学院没有教学模型,教师仅靠挂图想象的讲解给学生,而且很多地方老师讲起来费劲学生听起来难懂。尤其是近几年来,随着高校的不断扩招,技工学校的生源素质连年下降,教师授课难度极大,专业课程学生基本上是听不懂学不会,于是在院领导的高度重视并重新定位思考后,近几年来学院加大了实训方面的投入,如2004年引进了北京东方仿真有限公司的化工仿真软件,并且及时升级;2006年又引进了诸如流体流动与输送、传热、精馏塔等单元操作、管路拆装实训装置以及间歇反应釜和各类泵等设备。今年学院又大力投资,为每一个教室安装了投影仪,这样理论课教师可以直接通过课件将化工设备动态地展示给学生,这样就比较直观地使学生认识了设备。现在我院的《化工单元过程及操作》课程的教学主要体现了以下几个方面。
(1)走师资一体化之路。按照国家教育部文件《教育部关于进一步深化中等职业教育改革的若干意见》教职成【2008】8号文件中指出中等职业学校要想进行教学改革必须大力培养双师型教师,所谓“双师型”教师就是要求教师不仅要有扎实的专业基础理论知识,还要有丰富的动手操作技能,为培养双师型教师,学院不惜重金让老师们出外参加国家级培训,甚至派某些老师赴德国学习其先进的职业教育,笔者还有幸参加了2009年由河南省组织的中等职业学校骨干教师培训。同时学院每年利用暑假期间对不同专业教师进行有计划性的培训,就其化工工艺专业来说,培训场所就设在学院现有的实训室,主要是学习现有设备的工作原理,结构,设备维护及故障处理和动手操作等,例如:在流体输送实训室,老师们刚走进实训室看到的就是纵横交错的管道连着各式各样的泵、水箱、罐体、各种流量计和各类仪表。这俨然就是化工企业的一个工作车间。以前教师们只是从教材上的图片看到的设备,现在学院就有实物,而且通过专业教师的精心讲解以及老师们轮流操作后,老师们知道了流体的输送方式:有利用高位槽的位能差完成输送液体的方式;有利用离心泵将液体从低处送往高处的方式;有利用真空泵来将设备内部抽成负压完成输送的方式等,而且还能看到离心泵前后2个压力计测量压力的情况以及掌握令人眼花缭乱的各个阀门的开关时间等等。通过培训化工专业的所有教师都能既从事《化工单元过程及操作》课程的理论教学又能进行实训教学,这样就实现了师资一体化,同时也打破了过去有的教师几十年如一日就只会教一门理论课或者是只会照本宣科的现象。
(2)走教材改革一体化之路。多年来我院的《化工单元过程及操作》课程的教材也进行了多次选用,由赵锦全主编,化学工业出版社出版的《化工过程及设备》教材用了十几年,后来又使用了张新民主编的《化工单元过程及操作》适用教材,其教学模式是系统的理论教学,但是由于这几年学生素质下降,这两本教材学生学起来有些困难,最后在领导的高度重视下,首先结合我院的实际情况,诞生了由李传江主编成芬副主编的《简明化工单元操作》的理论教材,此书是中等职业教育规划教材,其中舍弃了一些繁琐冗长的理论(如公式计算等),比较适合中职学校理论课教学,另外还诞生了由李德有主审,王传伟主编的《化工操作技术》校本教材,此书理论部分浅显易懂简单明了,同时配有大量的图片,突出了实用性和可操作性。通过使用,发现学生对化工设备有了兴趣,也愿意动手操作了,对《化工单元过程及操作》这门课程也有了更新的认识,从而使得学习效率大大提高。
(3)走教学内容一体化之路。随后由学院的化工系领导们重新修订了教学计划,突出以理论为指导,以动手操作为宗旨,同时以化工仿真模拟化工单元过程为一体的教学模式,每个化工单元过程的理论部分都放在实训室进行讲解,学生能及时看到设备的实物,在学生掌握了设备的结构,工作过程及故障处理后再进入化工仿真实训室进行综合练习。例如在精馏塔单元操作的学习过程中,采取的方法是先让学生在精馏实训室里,先由教师讲解在化工生产过程中采用精馏操作的原因(因为市场有需求所以工厂要生产),以及采用精馏操作要达到的目标(目标是要达到市场所需求的合格的产品)。接着教师提出3个问题(1)什么是蒸馏?(2)什么是精馏(3)蒸馏和精馏有什么区别?以这3个问题设问,随后教师开始讲解精馏塔的构造,工作原理并演示操作过程,教师演示结束后再把学生分成每四人一组进行循环操作,其中某一个组的同学在操作的同时,教师就认真巡回指导,加强监督,一旦发现错误就立即纠正,保证练习的准确性,对每一名学生的操作次数,质量好坏作一定的记录,这样可以提高学生练习的自觉性,从而保证练习效果。而其他组暂时不操作的同学可以在一旁进行认真观察和讨论,指出正在操作这一组同学的操作错误,教师及时进行提问,并作为平时的考核分,并要求学生写出实训报告和讨论的结果。以酒精浓缩为例,一般采用浓度为30%的工业酒精为原料,通过精馏操作后能将其浓度提高到95%以上甚至可以达到99.5%以上的无水酒精,这样学生就明白了在化工生产中采用精馏操作就是为了提高产品的浓度,而且也知道了蒸馏和精馏的区别,从而也就明白了所谓“浓缩了的就是精华”的含义;接下来学生再进入仿真实训室进行综合练习,由仿真教师讲解仿真操作中精馏单元的流程简介并演示操作过程,同时给学生演示如何将各项指标控制在正常值,然后由学生进行单机练习,教师跟踪辅导及时解答学生操作中所提出的各种问题。整个精馏单元的仿真操作从学生开始学习,到每个同学都掌握大概需要12个学时的时间,其中学得快并掌握得好的同学可以让他在教师机上演示一遍来展示他的学习成果。这样就将理论知识和实训内容有机地统一起来,教师在组织课堂教学时引导学生用理论知识来理解原理,同时让学生在实践中接受理论知识,从而实现了教学内容一体化的教学。
(4)走校企结合之路。在学生进行了一段时间的学校学习专业知识以后,学院就联系一些企业,让学生去企业里边接受专业训练,这样学生就可以将学校里学到的理论知识与企业的所见实际生产联系起来,并加以比较,同时学生还可以得到相应的职业素质锻炼。学生在企业学习与锻炼结束返回学校之后,很多同学也就有了明确的学习方向和较好的学习态度,同时也使某些同学能更好的遵守校内规章制度。
三.一体化教学的心得
近几年通过对《化工单元过程及操作》课程进行的一体化教学改革,笔者发现:这种将理论和实践进行一体化教学的方法,突破了以往理论和实践相脱节的现象,而且教学环节相对集中,充分发挥了教师的主导作用,增强了学生的动手能力并培养了学生的专业技能,充分调动和激发了学生的学习兴趣,丰富了课堂教学和实践教学,今后学院将继续加大化工专业的教学改革力度,以培养出更多的能适合于企业需要的合格型人才。
参考文献
[1]朱志军化工原理实验的特点及重要性[J]
[2]易攸丹.《化工过程及设备》课程理论与实践教学探讨[J]