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高职教育是为国家现代化建设培养具有良好的职业道德、一定的科学文化知识和现代生产技能的管理人员及技术工人的职业教育机构。因此,在搞好相关专业理论知识教学的同时,更要注重对学生进行操作技能的训练,以增强他们的动手能力,拉近学校与企业、学生与职工之间的距离,这是高职教育的一个鲜明特征。
为了使高职的教学工作更充分地实现这一特征,走教学一体化的路子势在必行。目前一体化教学在实际运用中有两种形式 ,即课程一体化教学和教师一体化教学。所谓课程一体化教学就是由不同教师分别担任理论性强的教学和实际操作要求高的教学。教师一体化教学就是将理论与实际合二为一,即与教学、与课程相关的所有授课内容均由一位教师担任。这对理论实际的有效结合、融会贯通是至关重要的。教师可根据教学计划要求,拆细教学课题;对课题中理论实际的比例、教学手法、教学形式等根据学生以及教学条件加以调整以期达到最佳的教学效果。一体化教学的这两种形式均可使用,课程一体化对教师的全面要求相应比教师一体化要求低,因此职业学校应侧重运用教师一体化教学。
1、高职学生的学习现状分析
根据多年的教学经验,我们教师可以反思一下,学生在学习《化工单元操作》的各项实训项目时,是否真的有兴趣,学的过程是否充满乐趣,并在乐趣中真正学到知识,并深刻掌握了其中的原理及要点,真正到了企业中的生产环境是否可以胜任该岗位?回答是否定的,因此就要求教师在教学的过程中不断探索新教学的方法,实现“一体化”教学,达到理论与实践的真正统一。
2、“一体化”教学的必要性
过去很多年,高职教学倾向于理论课教师专职带理论课,实训课教师专职只带实训课,一旦让专职带理论课的教师去带实训课,带理论课的教师便会措手不及,而且根本就不知道如何去带;而带实训课的教师大多是从工厂及企业请来的老师傅,如果让他们来带理论课,似乎根本不切合实际。因此,很多高职及中职学校在近几年开始从企业招聘一些具有工程师资格的优秀人才来到学校来担任教师,这些教师都是大学本科毕业并具有多年的现场工作经验,到了学校之后可以很快的适应职业院校的理论课教学,并经过简单的培训便可进行实训课教学,这在很多实训课的教学中是非常重要的,并可实现“一体化”教学。
3、“一体化教学”在《化工单元过程及操作》“精馏”单元的重要性
在以往的“精馏”实训中,理论课教师只是单纯的给学生讲解精馏的理论知识及相关计算,但是学生在学习完之后只是掌握了理论知识,而并不知道精馏设备具体的构造及各部件的用途,更不会操作精馏设备,因此只是“纸上谈兵”。而当进行“精馏”实训学习时,大部分学生已将精馏塔的基本知识忘记,实训的时间又非常紧,因此实训课教师也只能粗略的给学生们回顾一下,便开始实际操作的练习,许多学生在练习的过程中只是单纯的按照步骤操作,并没有熟悉“精馏”过程的工艺流程,单纯的靠“死记硬背”来进行操作,结果学完之后仍是“一知半解”。
近年来,许多高职加快了一体化教学的步伐,并取得了可喜的成果。实践证明,推行一体化教学,把专业理论和生产实习这两种教学任务集于一人,有诸多好处,是一件既势在必行又势在可行的事情。可以避免理论课与实习课脱节的现象。这里所说的脱节,有两种突出表现;一种理论课教师和实习课教师对各章节重点、难点问题的把握往往不一致,给学生带来一定困难,而实行一体化教学则完全可以在这些问题上保持一致性,使理论教学与实习教学成为一个有机的整体。另一种是往往出现理论课与实习课间隔时间过长或实习教学先于理论教学的情况,这都不符合循序渐进的教学原则。当理论教学与实习教学时间过长时,在学生实习前还得再次讲解已经学过的理论知识,造成课时的浪费。当实习教学先于理论教学时,因学生还没有学习相关的理论知识,实习起来不仅很费劲,而且也很难取得良好的实习效果。实行一体化教学则可以有效地解决这个问题。因为理论教学与实习教学的脱节和错位,大多是由理论课教师或实习课教师的特殊情况而不能按教学计划实施教学造成的。在推行一体化教学的情况下,如果教师有特殊情况,理论教学和实习教学可以同时推迟或同时提前,不会发生脱节或错位的问题。
这些年我在“精馏”教学中探讨了我的一套教学方法,“精馏”单元一体化教学设计的思路与方案是通过课堂内的开放式互动教学与课堂外的计算机仿真、实训教学以及工厂实习的现场教学等动态教学方法相结合,使理论知识的学习与操作谢练有效地融为一体。
3.1课堂内的开放式互动教学在精馏教学中的应用
在教学过程中,我既担任理论课教学的教师,又同时担任该班“精馏”实训课的教师,在“精馏”的理论教学过程中,我结合学校的精馏设备的资源,带领学生参观精馏设备,并在现场讲解精馏的原理及各部件的用途,这样学生便会产生浓厚的学习兴趣,高职学生动手能力非常强,结合实物学生学习的效果非常好。在教学的过程中,我会将学生分为几组,并选出组长,给每个小组提出不同的问题,让他们去讨论,在讨论答案的过程中,学生不仅学会了主动思考的习惯,并对这门课产生了浓厚的兴趣,这便是课堂内的开放式互动教学的效果。
3.2课堂外的计算机仿真在精馏教学中的应用
我们采用的是北京东方仿真公司的《化工单元过程及操作》的仿真软件,通过DCS系统真实模拟工厂的操作环境,学生的学习兴趣非常浓厚,在学习仿真操作的初期,要使学生熟悉工艺流程,有了前面精馏理论知识的学习作为铺垫,学生可以很快的将理论与仿真操作系统的实际结合起来,因此学习的效率得以提高,并可以在后续冷态开车,事故处理中根据精馏的原理来进行分析,而不仅仅是依靠提示步骤“死记硬背”,这样学生在学习起来变得更加轻松,而教师在教的过程中也感觉轻松许多。在实际的精馏仿真操作过程中,学生更多的像是在经历一次次新奇的体验,因为,在有些步骤的操作过程中,为了在最短的时间内,取得最高的效率,便需要教师在引导学生的过程中,使学生养成自己去探索的习惯。实践证明,凡是在学校学习过DCS仿真操作的学生,到了企业可以很快的适应真实的操作环境,能够更快的适应工作岗位的需求。
3.3实训教学在精馏教学中的应用
有了计算机仿真教学作为铺垫,下一步便是利用学校真实的精馏操作设备,带领学生从计算机仿真系统中走出来,真正的进行精馏装置的操作。
在精馏实训教学重,我们采用的原料液是“乙醇和水”,实训思路如下:
在实际操作过程中,有很多参数是需要学生在教师的引导下,自己逐步去探索调整的,因此就需要教师在关键的地方进行提示,并在必要时亲自去调整并演示,这样在不断调整探索的过程中,学生掌握了只要是在控制的范围内,怎样操作可以使效率达到最高,而这一点结合前面精馏仿真操作意义非常重大,精馏仿真操作的过程中,学生遇到同样的问题时,比如在塔釜加热的过程中,教师要求在最短的时间内将塔釜的温度加热到一定的温度,有些学生会按部就班的逐步将塔釜的电压升高,这样升温所需时间较长;但有些同学在做几遍之后,便会想到更快捷的方法,比如先快速升高电压,当温度快接近所规定的温度后,再降低电压值,这样既达到了规定的塔釜温度,又节约了宝贵的时间。比较这两种同学的做法不难发现,后一种同学善于思考问题,如果在真正的企业生产环境,既可以很快的适应工作岗位,又可以为企业赢得更大的经济效益。教师在实训过程中只需起到引导与总结的作用,而更重要的是学生的自我学习,学生在自发学习的过程中,真正的学到了经验与知识。
3.4工厂实习的现场教学在精馏教学中的作用
【中图分类号】G423.06 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)8 -0083-01
一个专业的人才培养目标必须通过其对应的课程来实现,所以课程体系的质量直接影响人才培养的质量,也直接反应一个专业建设的特色与个性。随着中职教育的发展和企业对中职学生的定位改变,原“学科中心”的课程体系越来越不适应市场的需要,也不符合现在中职学生的学习现状。近年来,在“工学结合、校企合作”的人才培养模式下,构建以工作过程为导向的学习领域课程体系,已经形成了职教界的共识。然而在化学工艺专业课程体系构建上,有的学校仍旧存在换汤不换药的现象;有的则过度强调企业对学生的快速顶岗要求,忽视学生职业生涯的持续发展[1] 。如何构建一个适合现在学生情况,也符合市场需求和社会期望的课程体系,是中职化学工艺专业教学改革的关键。下面将从四个方面来谈化学工艺专业课程体系的构建。
一、确定专业课程体系的构建依据
由于专业课程体系是为实现专业人才培养目标服务的,所以课程体系的构建必须以专业人才培养目标为依据。中职化学工艺专业的人才培养目标就是为化工生产企业培养生产和管理一线的高素质劳动者。这一目标决定了专业课程体系必须满足职业教育的职业性需求和社会性需求[2]。
职业性需求即职业教育要满足市场的需求,为市场输送合格的劳动者。因此课程体系的内容首先要根据专业毕业学生所对口职业岗位的工作要求来确定。同时,社会性需求是指职业教育要发挥教育的主体作用承担起为社会培养合格公民的职责。课程体系内容的选取除了要包含能促进学生职业能力的发展的内容之外,还必须能促进学生的品德素质、智能素质、身体素质、心理素质、审美素质等的整体提升,从而促进人的全面发展。
二、选择专业课程模式
专业课程体系改革的目标首先是要满足企业的需求,实现学校教学与实际工作的无缝对接,要求学生能够用在学校期间通过系统的学习和训练,具备一定的工作能力和基本工作经验[3]。要实现这一目标,专业课程就必须基于实际工作过程构建学习领域的课程模式。化学工艺专业构建学习领域课程必须打破原学科体系的束缚,以化工生产过程为导向,选取化工生产中的实际工作任务作为学习的载体,让学生在尽量真实的职业情境中学习如怎么工作。
以学习精馏操作为例,在传统的课程模式下,学生先学习精馏的原理、精馏的计算、在学习精馏塔设备、最后进行精馏操作实训。然而,学生在进行精馏操作时,并不能将理论知识与实际操作(工作)联系起来,出现理论知识不能指导实际操作,甚至不会操作,学生感觉储备了大量的知识用不上,极大的影响了学生的学习积极性。而在学习领域课程模式下,学生直接在精馏实训场所,以分离乙醇水溶液为任务,按照 “精馏生产准备――精馏正常开车――精馏生产运行控制――精馏生产正常停车” 的企业生产过程,逐一完成任务。在这一过程中,学生在你认识工艺流程时,学习工艺流程图的识读方法,在对设备进行检查时,学习设备的结构,在进行精馏运行控制时学习精馏操作的原理及影响因素。这样学生就能现学现用,实现理论和实践的融合,真正实现在“工作中学习,学习的内容是工作” [4]。
三、通过职业与工作任务分析构建专业课程体系
学习领域的课程模式要求每一门课程必须是一个个具体的工作领域转化而成的,即是一个真实的综合性的工作任务。因此,要确定化学工艺专业的课程体系,就必须对专业毕业生从事的职业进行分析。
首先,通过大量的企业调研和毕业生问卷调查,分析总结出来化学工艺专业毕业生主要的工作岗位(群)和工作任务,在此基础上进一步分析工作任务的工作要求、工作流程、工作方法、组织方式和使用工具,以及完成具体工作任务所需的知识、技能和关键能力等,为下一步提炼典型工作任务做准备。
然后,召开企业实践专家座谈会,列举出实践专家的成长历程中从事的具有代表性、挑战性和发展性的工作任务,并在此基础上,通过讨论归纳出典型工作任务,并对其进行描述和排序,最终确定化学工艺专业典型工作任务包括:流体输送操作控制与设备维护、换热操作控制与设备维护、沉降过滤操作控制与设备维护、干燥操作控制与设备维护、吸收―解吸操作控制与设备维护、精馏操作控制与设备维护、反应器操作控制与设备维护、化工安全与环保设施的使用等。
在典型工作任务确定后,接下来通过深入企业现场观察、职位问卷分析、资料收集等方法进行调研,并对调研情况进行分析、汇总和归纳,最终得到包含了典型工作任务名称及岗位、工作过程、工作对象、工具、方法与工作组织方式、所需要的专业能力和关键能力等内容的典型工作描述。并根据典型工作任务描述确定专业的学习目标和学习内容。在此基础上,按照职业成长经历和工作逻辑,兼顾教学组织实施与教学条件等因素,对学习内容进行整合和排序,最终确定出专业学习领域及对应的学习领域课程门类,并由此构成专业核心课程体系。
最后,根据到区域化工企业的类型差异,在核心课程的基础上开设2-3个专业方向供学生选择。同时考虑学生职业生涯发展的持续性和多样性,开设化工产品营销,生产组织管理等课程,再加上公共基础文化课程,就共同构成了化学工艺专业的课程体系(如下图)。
图 中职化学工艺专业工学结合一体化课程体系
四、专业课程体系实施的建议
课程体系构建之后,为了能够保证教学效果,顺利实现专业人才培养目标,在课程实施前还必须做好学习领域课程的开发、实习实训基地的建设、管理及运行机制的完善、双师型师资队伍的建立等工作。同时,在实施过程中要采取以学生为中心的行动导向教学模式,对学生评价时要建立以专业技术标准和职业素质为基础的考核评价办法,注重差异化评价,激发学生的学习兴趣和学习成就感。只有这样,才能保证课程体系的有效实施,促进学生人文素养和综合职业能力的全面提高。
参考文献:
[1]柳燕君.以工作过程为导向的课程模式研究与课程开发实践[J].中国职业技术教育,2009(9).
【Abstract】The Principles of Chemical Engineering is the core course for students studying in chemicals; Also, it is an application course with the focuses of practicality and engineering questions, both theory and practice are equally important. Taking the distillation section as an example , in view of the existing problems in teaching The Principles of Chemical Engineering, the theory of teaching infiltrates into practical issues and theoretical knowledge existing in practice teaching is put forward. Using the method of theory、experiment、course design、chemical process simulation and production practice as much as possible to teaching effectiveness.
【Key words】The principles of chemical engineering; Distillation; Teaching method
化工原理是化工及相关专业的专业基础课,以流体流动与设备、传热及传质分离技术为重点的各单元操作广泛地应用于化工、石油、轻工、食品、冶金工业等行业,是解决工程实际问题的重要工具之一[1]。如何让学生更好地掌握这么课程并能应用于实践成为了一个重要课题。本文以精馏单元操作为例,讨论化工原理课程教学的具体方法。
1 基础理论知识的积累
蒸馏是最早实现工业化用来分离液体混合物的典型单元操作,广泛应用于食品、轻工、炼油、化工及环保等领域。精馏操作由于其回流装置,一度被认作最完美的单元操作。为了日后能够分析和解决化工生产中的有关实际问题,就必须掌握必要的基础理论。如精馏的原理、气液相平衡关系、理论板与实际板概念、恒摩尔流假设、全塔物料衡算、操作线方程、理论塔板数的确定方法、进料热状况参数及其对理论塔板数的影响、最小回流比及适宜回流比的选择及影响、确定塔高及塔径的方法、板式塔的不正常操作及其影响等。
2 精馏塔的操作实验
化工及相关专业学生在掌握了必要的理论知识的基础上,要理论结合实际,具备实验研究的能力,包括影响重要工程因素的分析和判断能力;实验方案和实验流程的设计能力;进行实验操作、观察和分析实验现象的能力;正确选择和使用有关设备及测量仪表的能力。
学生通过精馏塔的操作实验,不仅可以对精馏塔内构件有直观的认识,还可以直接动手操作及调节。在达到一定质量指标和产量指标的前提下,进行精馏过程的稳定操作,同时还可以观察到液沫夹带、漏液、溢流液泛等现象,并独自思考动手解决这些问题。除此之外,还可以人为地调节由于塔顶采出率D/F过大所引发的现象及调节方法;塔底采出率W/F过大所引发的现象及调节方法;进料条件变化所引发的现象及调节方法;分离能力不够所引发的现象及调节方法等[2]。让学生对精馏操作积累全方位的实操经验,并且使基础理论知识得到一次升华。
3 以实验数据为基准进行课程设计
精馏过程工艺设计是化工及相关专业必选的课程设计内容,是对精馏操作综合性和总结性的教学环节。通过设计可以加强对学生实践能力的培养,提高学生的工程实践能力、分析和解决工程实际问题的能力[3]。如何让学生真正成为设计的主体,独立思考、设计、总结设计内容而不仅仅参考所谓的“模板”而完成设计成为首要问题。
通过精馏实验所得数据精馏课程设计,反过来验证实验所用精馏塔。这一思路虽然限制了设计题目的广泛性,却与实验环节有了连接,一方面促进学生实验的积极主动性,另一方面为学生设计出的精馏塔的准确与否提供了依据。通过给定物系、指定条件下进行一系列的、较为全面的化工工艺过程的计算,得出理论塔板数、进料板位置、塔板效率、塔高等一系列参数,并与实验所用的精馏塔进行对比,让学生自主分析误差存在的原因。力求通过这一环节的训练,不仅让学生受到一次化工专业设计方面的基本训练,更培养了学生理论联系实践、自主分析和解决问题的能力,使学生对精馏操作的感性和理性认识得到一次升华。
4 精馏塔的仿真操作训练
化工仿真实训系统再现了一个真实的化工过程,通过仿真实习,能使学生更深入地了解生产装置的工艺流程;理解理论与生产实际相结合,是最贴近企业生产的教学环节。学生通过仿真操作不仅可以观察到精馏塔的构造及其工艺流程,还可以观察到精馏塔内的流体力学状态,进而能够独立地进行精馏开、停车,能进行实际操作达到规定的工艺要求和质量指标,能及时发现并处理系统的异常现象与事故,并且判别工艺故障及进行适当的处理。
学生通过操纵和管理生产中流量、温度、压力、液位、组分等数据的生成和变化,认识到精馏操作过程及其原理;同时,掌握了一些常见事故的处理方法,减少突发性事故和误操作,为企业培养高水平技术人员奠定基础。
5 开展化工总控工职业资格取证培训
开展化工总控工职业资格取证培训工作是化工产业技术进步发展的需要。2014年教育部正在酝酿启动高校转型改革,尤其是专升本的普通高校将近有一半要转型职业教育,培养职业技能型人才的高校比例将大幅度提高。在这一大背景下,开展化工职业取证培训的工作便显得尤为重要,一方面,开展全方位的各层次的化工工种资格取证培训与考核,能够培养出一批适应于当今化工产业发展的高技能人才;另一方面,学生能够快速的适应企业发展的要求,对自己未来的岗位做好充足的准备。做为总控工考核的内容,精馏单元操作也是一大重点,尤其是在上机实际操作的考试中经常做为常考或必考科目。通过考核,学生可以掌握精馏操作规程、工艺技术规程、精馏塔设备及附属结构检查知识、精馏生产控制指示及调节知识、巡回检查知识等。对精馏操作工艺有了全面的、深刻的了解。强化学生职业能力的培养。
6 校外生产实习
生产实习是高等工科院校理论联系实际,培养人才计划的一项重要实践环节,是理论与实践相结合的有效方式。使学生接触工人,了解工厂,热爱自己的专业,扩大视野,提供感性认识的重要手段。通过生产实习,在工厂与工人接触,学习工人的优秀品质。在实习过程中对所学专业在国民经济中作用加深认识,培养事业心、使命感和务实精神,这更好的适应从学生到工作者做好准备;通过观察和分析化工产品生产过程,学习本专业的生产实践知识,对化工生产加深感性认识和理解;理论联系实际,用已学过和理论知识去分析实习场所看到地实际生产技术,使理论知识得以充实、印证、巩固、深化,体会书本知识的必要性,提高解决实际工程问题的能力;得到一次综合能力的训练和培养,在整个实习中,充分发挥学习的主动性和积极性。在生产现场虚心请教,积极思考,多方了解,在有限的实习时间里,使各方面的能力都得到锻炼。
【参考文献】
[1]杨祖荣.化工原理[M].北京:高等教育出版社,2004.
我院开设了为期2周的化学反应工程课程设计,要求每个学生独立完成硫酸转化器设计,采用二转二吸中的“3+1”或“2+2”式工艺、四段间接换热绝热式固定床催化反应器。每个学生的设计规模、进一段的原料气组成、净化率、转化率、吸收率不相同,学生自己查阅文献资料、查找设计方法、搜集计算公式、选择工艺参数进行设计。完成后撰写设计说明书,内容包括设计任务书、目录、设计方案简介、工艺计算、设计结果汇总、设计评述与讨论、参考文献,等等。设计过程中学生之间广泛讨论,商讨设计方法,学习氛围浓厚。虽然过程相似,但设计条件不同,每个学生都要单独完成自己的设计任务。通过该课程设计,学生对固定床催化反应器的形式和特点,固体催化剂的性能、内扩散有效因子的概念和计算方法,平衡温度、平衡温度曲线的概念和绘图方法,最佳温度、最佳温度曲线的概念和绘图方法,各段进出口温度、进出口转化率的最佳分配方法,利用本征动力学方程,通过数值积分计算反应时间的方法,催化剂用量的计算及校正方法,反应器直径、高度及其它附件尺寸的计算方法等知识点,有了深刻的理解和较好的掌握。
二、逐步加大实验、巩固所学知识、培养实验动手能力
对于化学反应工程这种实践性很强的工程学科来说,实验是学生参加实践获取知识所必需的学习途径。而化学反应工程的主要研究方法也是应用理论推演和实验研究工业反应过程的规律而建立的数学模型方法。所以教会学生如何建立各类实验反应器,如何进行实验设计、反应条件选择和数据处理非常有用。为此在课程建设中,我院通过专业实验课、综合设计型实验课,逐步加大与化学反应工程有关的实验。目前开设多釜串联流动特性的测定、管式反应器流动特性测定两个验证型实验;开设乙酸乙脂水解反应动力学的测定、乙醇催化裂解制乙烯反应动力学测定、乙苯脱氢制苯乙烯、反应精馏制乙酸乙酯等四个综合设计型实验。通过实验,学生对返混、脉冲法、阶跃法的概念以及停留时间分布的测定方法,多釜串联模型、轴向混合模型的流动特性,理想流动反应器与实际反应器停留时间分布的区别,连续均相流动反应器的非理想流动情况及产生返混原因,全混釜中连续操作条件下反应器内测定均相反应动力学的原理和方法,反应精馏与常规精馏的区别,连续流动反应体系中气——固相催化反应动力学的实验研究方法,温度、浓度、进料流量对不同反应结果的影响,转化率、选择性及收率的概念及计算方法等知识点,有了透彻的理解。课堂上学习的理论知识,不但在实验中得到验证和巩固,而且得到了应用,掌握了反应动力学的实验测定和相关设备的使用方法。
三、开展仿真实训、培养实践操作能力
我院以前有四周生产实习,实习中遇到企业为了安全和效益等因素不允许学生亲自动手操作时,学生得不到实际操作设备的锻炼机会;一般实习一个化工产品的生产过程,学生掌握了工艺流程、生产原理之后,实习后期学习兴趣、主动性降低,影响实习效果等问题。而且目前大部分化工企业采用DCS控制,技术员主要在控制室通过电脑操作控制生产过程。随着信息时代的到来,计算机仿真技术的应用越来越广泛,采用仿真技术将复杂的工业反应过程虚拟化,从而在计算机上以“慢速”再现反应过程及变化特征,将“抽象”化为“形象”,动态演示工业生产过程。并且,仿真实训具有无消耗、无污染、可重复操作等优点。为此我院购买了北京东方仿真软件技术有限公司的化工培训软件,在校内建立仿真实验室,开展仿真实训教学。将以前四周全在企业的生产实习改为前两周在企业生产现场实习,后两周在校仿真实验室开展仿真实训。目前我院开设的与化学反应工程有关的仿真实习项目有固定床反应器单元、流化床反应器单元、间歇反应釜单元,以及30万吨合成氨生产工艺中的反应部分、甲醇生产工艺中的反应部分,等等。学生要进行冷态开车操作、正常生产操作、停车操作、故障处理操作,以及单人单工段、多人单工段、多人多工段等操作环节的实训。通过仿真操作训练对于学生了解化工反应过程、以及工艺和控制系统的动态特性、提高对化工生产过程的运行和控制能力具有特殊效果。这种运行、调整和控制能力,集中反映了学生运用理论知识解决实际问题的水平。所以,仿真训练是运用高科技手段强化学生掌握知识和理论联系实际的新型教学方法。
“化工原理”课程是研究化工单元操作过程规律,进行设计优化和操作优化的一门重要的实践性、工程性、应用性的化工专业主干核心课程。通过该课程的学习,对于高职化工专业学生的综合职业技能培养和职业素质培养起着主要支撑功能。高职“化工原理”课程的设计理念与思路:以职业能力培养为重点,与行业企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计,充分体现职业性、实践性和开放性的要求;课程设计基于多元智能的人才观,能力本位的教育观,工作过程导向的课程观,行动导向的教学观,学习情境的建设观,工学结合、校企合作的课程开发观等现代职业教育理念;借助建构主义学习理论,突出化工行业特色,建立“以化工项目任务为载体,以行动为导向,以完成综合性工作任务为目标,教学做一体化的职教模式”。
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。
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、Flas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。
2改革教学方法,提高教学效果
教学是一门艺术,教师有好的教学方法,才能使学生对所学的课程感兴趣。传统教学中主要存在以下问题:①工学结合不到位,重理论、轻实践,与实际生产结合不紧密。②教学方法单一,以课堂讲授为主,学生被动的接受。③教学评价指标单一,以期末考试成绩评价为主,忽略了过程的评价。针对这些现状,本课程采用了项目驱动教学法教学。
2.1项目驱动教学法的教学设计项目驱动教学法,起源于德国职业教育在20世纪80年代推行的一种教学模式,师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。项目驱动教学法是以企业案例为核心,根据课程教学目标选取具有代表性的案例,将所要讲授的知识隐含在典型案例中,以案例引导学生自主学习。物理化学是一门实践性很强的学科,学生通过实践获取知识是高职院校学生学习的重要途径。在项目驱动教学法中,教学项目的设计是整个教学的关键,直接影响教学效果,因此教师应紧扣教学内容,依据高职学生的专业特点,经仔细分析研究,设计出包含关键理论知识的实践项目。例如:乙酸乙酯皂化反应的速率常数测定、碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线测定绘制、环己烷-无水乙醇二元液系沸点组成图的绘制、乙烯基正丁基醚与正丁醇有效分离等。通过实验测定与理论计算的比较、分析,找出产生误差的原因,使学生在实践中掌握相关理论知识。
2.2项目驱动教学法的实施项目驱动教学法把教学过程分成四个阶段:理论教学、实训过程、分析总结和过程评价。理论教学:引入案例,提出问题,讲解案例需要的相关理论知识,使学生对所学知识的实际用途有所了解,激发学生的学习兴趣,使学生感到学有所用。实训过程:作为教学内容实施的载体,主讲教师将实训项目分解成若干个任务,按照企业的工作方法和管理模式,对学生分组,在具体任务的驱动之下,充分发挥学生的主动性与创造性,学生根据任务查阅资料,相互交流、讨论,提出具体实施方案,在完成方案的过程中,及时发现问题,分析解决问题,通过这样一个完整过程,达到教学目标要求。分析总结:教师通过指导观察,对实验方案及学生普遍出现的问题进行点评、总结,同时用相关理论对案例进行剖析,提高学生对理论知识点的理解。过程评价:考察学生从方案设计、实训过程到结果分析,包括理论知识、实验室安全管理等方面是否完成学习任务、实现教学目标,教师根据完成情况给出客观评价。
3将多媒体教学与传统教学模式结合,提高教学质量
传统教学由于板书占据时间长,课堂信息量较少。用PPT课件和Flas上课,内容生动、形象、直观、丰富,课堂教学容量大,提高了课堂效率,但由于物理化学许多问题抽象、逻辑性强、公式复杂,多媒体表达文字显示速度快,学生思维跟不上,不适宜所有内容都用多媒体授课。建议采用多媒体与板书结合的方式授课,使学生有充分的时间消化、吸收,师生互动,提高教学质量。
4建立全面、可控的考核体系
《物理化学》课程考核采用理论考核和过程评价相结合的方式,具体考核方式如下。理论考核:采用闭卷、笔试方式,占总成绩的60%。主要进行基本知识、基本原理、分析理解能力、数据综合运算能力的考查。过程评价:占总成绩的40%。包括学习积极性和阶段学习效果评价(日常考勤、课堂表现、实训项目的设计),自主学习能力评价(独立操作能力、实训报告、课堂作业),表述能力评价(课堂发言、实验结果讨论、分析答辩),职业道德、团队协作能力评价。
2丰富了教学形式
技能的训练必须让学生亲自动手进行操练,不断摸索和总结,结合实践进行基本知识和基本原理的学习,使理论与实践真正紧密结合。为了提高学生的实践技能,采取多种教学方法相结合的形式。
2.1项目化教学
以职业技能大赛赛项为模板,重新编排理论和实训教学内容,开发出多个教学项目,让学生"学中做、做中学"将理论和实践有机的结合起来,真正实现了项目化教学。
2.2开放式教学
建设"开放"实训室。以勤工助学岗位固定几名学生作为实训室卫生员,协助教师管理实训室,做到从早上8点到晚上9点对学生开放(有教学任务的时间段除外)。并鼓励学生大胆创新,勇于实践。学生只要不发生危险事故,在征得指导老师的许可后,可以按照自己的思路来操作实训设备。
2.3研讨式教学
每次实训后,教师主持召开小型专题研讨会,进行经验交流,共同提高技能。通过分析详细成绩单(电脑评分系统给出),对偶然出现的高分成绩,寻找其规律,并对新工艺,新方法进行实施方案的讨论。
2.4视频录制法教学
对以往典型操作制作实训视频,便于经验分享。学习实验成功视频中的规范操作。找出错误的操作、参数设置,加深印象,避免重复犯错。从2010年开始对《乙醛氧化制醋酸仿真工艺》和《乙醇精馏操作实训》两个项目进行录制视频,学生在原有视频基础之上,创新后再录制新的视频。至今已录制视频8套,取得不俗的效果。
3指导进行教学改革
以石化类职业技能大赛的竞技标准和参赛经验,针对性地加入《化工生产技术实训》,《工业分析与检验技术实训》等与大赛内容、标准相一直为期一周的实训项目。按照大赛各课程理论知识的分值比例,合理的增减相关课程的课时,及时完善教学计划。由"在教室讲技能"转为"在实训室讲理论",整合教学资源,设计出多媒体仿真机房、理实一体化实训室。以就业为导向,以职业技能大赛为指导,开展教学改革,在改的教学课程有《化工生产技术》、《流体输送控制与设备维护》、《工业分析》、《分析化学》、《应用化工技术专业基本技能训练》、《化工产品质量控制》、《基础化学》。
4提高了学生职业技能的素质
学校确立"以赛促学,以赛促教"教学目标。建立大赛管理体制,搭建校内大赛平台,促成"校-省-国"大赛三梯度,实现选拔精英,辐射大众的目的,并出台了《校外竞赛奖励办法》。通过往届获奖成果、奖励宣传使技能大赛成为同学们谈论和关注的焦点和热点,在校园里营造了"学技术,练技能"的良好氛围,形成优良的学风。在2012年的第二届校级职业技能大赛中,涌现出一批技能上不分伯仲的选手,最后只能通过综合素质的表现,层层选拔出参加省赛和国赛的选手。通过职业技能大赛能以点带面地促进学生整体实训操作水平,提高了学生的学习积极性。石化类技能大赛都是多人形成团队相互配合才能完成的,无疑增强了学生的职业素质。同时,参赛学生的心理素质在大赛中得到了很好的锻炼。通过职业技能大赛的洗礼,提升了学生的综合素质的,为学生将来的职业发展奠定了良好的基础。
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)41-0136-02
化学反应过程是化工生产过程的核心,流程中反应器的投资不一定最大,但反应器的设计精度、操作控制精度均要高于其它设备,是决定最终产品产量和质量的关键部位。化学反应工程是一门研究工业反应过程的开发和反应器设计、优化、放大的工程学科。目标是通过学习培养学生分析、解决工业反应器设计、操作和控制中遇到的实际工程问题的能力。化学反应工程是人类从科学实验和生产实践中总结发展起来的,它离不开科学实验和生产实践。学生在学习时普遍感到理论抽象、数学推导繁琐、工程问题多,不少学生认为化学反应工程课程是大学中最难学习的课程之一。本科生的工程背景知识不足,仅靠理论教学难易将反应工程基本原理与工业反应过程有效结合,难易将知识内化为学生的能力。开好这样一门课程,改革实践教学是深化书本理论知识、强化工程应用能力的有效途径之一。为此,青海大学化工学院(以下简称“我院”)在加强实践性教学方面进行了一系列的探索,采取加大课程实验、开设课程设计、开展反应器操作仿真实训、鼓励学生参加科研活动等一系列改革措施,取得良好的教学效果,显著加深了学生对化学反应工程基本原理的理解,有效提高了学生在反应器设计、科学实验研究、反应器操作等方面的实践动手能力。
一、开设课程设计、培养学生应用知识和反应器优化设计的能力
我院开设了为期2周的化学反应工程课程设计,要求每个学生独立完成硫酸转化器设计,采用二转二吸中的“3+1”或“2+2”式工艺、四段间接换热绝热式固定床催化反应器。每个学生的设计规模、进一段的原料气组成、净化率、转化率、吸收率不相同,学生自己查阅文献资料、查找设计方法、搜集计算公式、选择工艺参数进行设计。完成后撰写设计说明书,内容包括设计任务书、目录、设计方案简介、工艺计算、设计结果汇总、设计评述与讨论、参考文献,等等。设计过程中学生之间广泛讨论,商讨设计方法,学习氛围浓厚。虽然过程相似,但设计条件不同,每个学生都要单独完成自己的设计任务。通过该课程设计,学生对固定床催化反应器的形式和特点,固体催化剂的性能、内扩散有效因子的概念和计算方法,平衡温度、平衡温度曲线的概念和绘图方法,最佳温度、最佳温度曲线的概念和绘图方法,各段进出口温度、进出口转化率的最佳分配方法,利用本征动力学方程,通过数值积分计算反应时间的方法,催化剂用量的计算及校正方法,反应器直径、高度及其它附件尺寸的计算方法等知识点,有了深刻的理解和较好的掌握。
二、逐步加大实验、巩固所学知识、培养实验动手能力
对于化学反应工程这种实践性很强的工程学科来说,实验是学生参加实践获取知识所必需的学习途径。而化学反应工程的主要研究方法也是应用理论推演和实验研究工业反应过程的规律而建立的数学模型方法。所以教会学生如何建立各类实验反应器,如何进行实验设计、反应条件选择和数据处理非常有用。为此在课程建设中,我院通过专业实验课、综合设计型实验课,逐步加大与化学反应工程有关的实验。目前开设多釜串联流动特性的测定、管式反应器流动特性测定两个验证型实验;开设乙酸乙脂水解反应动力学的测定、乙醇催化裂解制乙烯反应动力学测定、乙苯脱氢制苯乙烯、反应精馏制乙酸乙酯等四个综合设计型实验。通过实验,学生对返混、脉冲法、阶跃法的概念以及停留时间分布的测定方法,多釜串联模型、轴向混合模型的流动特性,理想流动反应器与实际反应器停留时间分布的区别,连续均相流动反应器的非理想流动情况及产生返混原因,全混釜中连续操作条件下反应器内测定均相反应动力学的原理和方法,反应精馏与常规精馏的区别,连续流动反应体系中气――固相催化反应动力学的实验研究方法,温度、浓度、进料流量对不同反应结果的影响,转化率、选择性及收率的概念及计算方法等知识点,有了透彻的理解。课堂上学习的理论知识,不但在实验中得到验证和巩固,而且得到了应用,掌握了反应动力学的实验测定和相关设备的使用方法。
三、开展仿真实训、培养实践操作能力
我院以前有四周生产实习,实习中遇到企业为了安全和效益等因素不允许学生亲自动手操作时,学生得不到实际操作设备的锻炼机会;一般实习一个化工产品的生产过程,学生掌握了工艺流程、生产原理之后,实习后期学习兴趣、主动性降低,影响实习效果等问题。而且目前大部分化工企业采用DCS控制,技术员主要在控制室通过电脑操作控制生产过程。随着信息时代的到来,计算机仿真技术的应用越来越广泛,采用仿真技术将复杂的工业反应过程虚拟化,从而在计算机上以“慢速”再现反应过程及变化特征,将“抽象”化为“形象”,动态演示工业生产过程。并且,仿真实训具有无消耗、无污染、可重复操作等优点。为此我院购买了北京东方仿真软件技术有限公司的化工培训软件,在校内建立仿真实验室,开展仿真实训教学。将以前四周全在企业的生产实习改为前两周在企业生产现场实习,后两周在校仿真实验室开展仿真实训。目前我院开设的与化学反应工程有关的仿真实习项目有固定床反应器单元、流化床反应器单元、间歇反应釜单元,以及30万吨合成氨生产工艺中的反应部分、甲醇生产工艺中的反应部分,等等。学生要进行冷态开车操作、正常生产操作、停车操作、故障处理操作,以及单人单工段、多人单工段、多人多工段等操作环节的实训。通过仿真操作训练对于学生了解化工反应过程、以及工艺和控制系统的动态特性、提高对化工生产过程的运行和控制能力具有特殊效果。这种运行、调整和控制能力,集中反映了学生运用理论知识解决实际问题的水平。所以,仿真训练是运用高科技手段强化学生掌握知识和理论联系实际的新型教学方法。
2001年石家庄市提出了建设“药都”的目标:计划将本市建成国内最大的抗生素、维生素生产基地以及国内外具有一定优势的半合成抗生素、生物制药基地与中药现代化基地,形成在国内有较高知名度的“药都”。按照高等职业教育“能力本位观”的要求,针对制药行业一线职业岗位群对知识、能力、素质的实际需求进行调研,发现在大量需求化学制药生产、运行、管理岗位的同时,围绕制药技术的设备维护岗位和药品营销岗位也成为制药行业人才需求增长点。基于上述市场调研结果,石家庄职业技术学院经过专家指导委员会论证,确定了以化学制药技术为主体,制药设备维护和医药营销为两翼的“一体两翼”课程体系架构,这种“一体两翼”课程体系按类型由实践和理论两个教学部分组成。
1.实践教学体系构成
(1)基本技能模块。具有良好文化修养、美学修养、纪律观念、具有较强自学基础和能力、科学锻炼身体的基本技能:通过政治理论与道德修养、军训、体育等实训课程来形成;计算机、英语应用能力:通过英语课的听说训练、上机实训来形成。(2)职业基本技能模块。具有基础化学实验知识的学习、操作、分析、设计能力;化工生产设备认知、操作、设计、维护等基本能力;化工生产系统基本参数测量及自动控制的基本能力;识、读企业生产设备图和工艺流程图的基本能力;化工生产过程中进行零件加工、设备维修及检修的基本能力;药品生产过程关于原料、中间体、产品的分析检测的基本能力;通过基础化学实验、化工机械实训、化工仪表及自动化实训、药物合成实验及药品分析实验来形成。(3)双证书模块。中级分析工证书:化学实验的基本操作技能;实验室常用设备的使用、保养;常用试剂的配制方法,实验数据的处理能力;通过分析工培训来形成。(4)主体核心技能模块。具有化学合成药物生产的实用基本技能、工艺生产控制的基本能力、工业生产认知基本能力。(5)设备维护方向技能。具备常见化工制药机械的有关维护、维修、安全使用等基本能力。(6)医药营销方向技能。具备各种医药产品的营销策划、推销能力等。“一体两翼”所需的能力通过专业技能测试、生产顶岗实习、工作实习等形成。
2.理论教学体系构成。以职业岗位群需求为中心设置课程体系。一个“主体”:化学制药技术工艺操作控制方面以有机化学、化工原理、药物合成反应、药物分析与检测技术、制药工艺学、工业药剂学、制药工程设备、药事管理等课程为主。“两翼”:设备维护方面以化工机械基础、化工仪表及自动化、制药机械和设备维护为主;药品营销方面以药理学、药物化学、药品营销学为主。这种课程体系的架构增强了专业培养的灵活性、适应性,突出了人才培养的针对性和实用性,满足了社会经济发展对人才的需求。
二、“实境育人”教育教学方法
1.校内“实境育人”环境。校内实训基地不断地改善实验、实训条件。在原有化学基础实验室、化工原理实训室、有机合成实训室、分析测试实训室、纯化水实训室的基础上,又建成了制药专业中试车间,改造了纯化水实训室,又新上纯水自动化灌装线一套。
制药专业中试车间,按照“教学、实用、安全、规范”四大原则进行安装设计,车间内部分为动力区和生产区,公用工程齐全,蒸汽、冷冻盐水、压缩空气、循环冷冻水等全部按照制药厂实景要求安装,是一个小型化的制药车间,实现了院校与企业工厂的“零距离”接触,为学生课程实习、顶岗实习提供了一个完整的校内实境教学平台。在车间内不仅可以进行加热、制冷、高压等反应操作,还可以进行固液分离、流体输送、干燥、精馏等操作,并可以进行化工原理、化工仪表及自动化、化工机械、化学反应工程等多门课程的现场教学,是一个完整的实境教学基地。
为了使实验、实训设备更加贴近教学,提高学生的综合实力,学院又购置了14个单元的化工仿真车间,在此化工仿真车间学生可以模拟例如离心泵、换热器、压缩、吸收、精馏、间歇反应、连续反应、加热炉、常减压蒸馏等操作。仿真车间涉及的仿真软件都具有真实的工业背景,工艺流程、设备结构和自控方案都来源于实际;精选的单元操作内容都是制药工业中最常见的;操作与控制界面先进;突出操作实践。仿真车间的建成和使用,在实境教学中也发挥了巨大的作用。
2.校外“实境育人”环境。加强校内实验实训条件建设的同时,根据学生职业能力培养的要求,充分利用社会资源,依托行业优势,加强校外实习实训基地的建设。近几年,化学制药技术专业先后选择了一批技术装备先进,管理科学规范,生产规模适度的生产企业,采用多种方式与之合作,共建校外实训基地。
采用走出去的方式与石家庄某制药厂合作,共建药物制剂实训基地。专业课的课程实验、工程实验、毕业设计均可在工厂由专业教师和工程技术人员共同指导完成,学生以工人的身份在生产一线跟班劳动,在生产实践中学习,使学生对药品生产过程的工艺、设备、车间布置、劳动组织、产品物流、市场状况、环保要求和新材料、新工艺研究开发等有全面的了解和认识,为“零距离”就业奠定基础。通过与多家企业建立教学、研发和技术服务的关系,使产学研合作模式初步形成,极大地促进了化学制药专业的发展,达到了校企合作,互惠双赢的目的。
3.“实境育人”的实践教学体系。强化实践教学,使学生的大部分精力放在提高自身技术操作水平和技术改造水平,主动适应社会的需要。把实践教学内容贯穿于整个教学过程中,形成“工学结合”的实践教学内容体系,建立了相对独立的六步走实践教学体系:即进行化学实验的基本训练和对生产企业的体验实习、进行职业基础课程的实训和双证书培训、进行职业技术课程的实训与实习、顶岗实习、进行专业技能的训练与测试、进行工作实习或毕业设计。环节中渗透爱岗敬业、艰苦朴素、吃苦耐劳等人文素质的教育。
三、“一体两翼、实境育人”课程体系实施的保障机制
1.规章制度建立与执行。学院积累多年教学管理经验并遵循教育规律,制定和形成了教学管理规范和教学管理制度,制定了教学管理文件汇编,使教学管理规范化和科学化。我系根据各专业特点,进一步完善和健全系级教学管理制度,建立健全学生管理规章制度,并聘请了6位具有高级职称、实践经验丰富的知名专家成立了“专业指导委员会”。教学工作严谨、规范,严格执行各项教学管理制度,形成了一套行之有效的教学质量监控体系。
2.实力雄厚,爱岗敬业的教学师资队伍。化学制药技术专业现有专任教师17人:其中教授2人,副高职5人;具有双师素质教师13人;硕士研究生8人;院级骨干教师8人。本专业教师在高职教育的改革中边探索边总结提高,取得了良好的教学成绩。
3.教学质量标准健全。制定《教学管理规范》,对课堂教学、实习、实训等各教学环节都制定了标准和要求。还根据学生提前就业所带来的对教学过程的影响,在广泛调研的基础上制定了“关于加强毕业设计(毕业论文)工作的意见”、“提前就业学生教学要求”、“学生工作学期教学组织和管理办法”等文件,及时解决教学过程中出现的问题,适应新时期教学需要。
四、“一体两翼、实境育人“课程体系的成效
1.实践能力大幅度提高。课程体系能满足培养目标对职业能力培养标准的要求,并能根据技术发展的实际予以更新。这套完整的课程体系从化学制药专业2001级开始策划建立并实施。几届学生下来,学生的实践动手能力得到很大提高。
2.高就业率。几年来,已经有400多名学生在校内外实训基地完成实习实训任务,基本实现了“工学结合”的教育模式,学生“零距离”上岗。一次就业率达95%以上。
3.实质性办学。有校内的实训车间作基地,与多家企业实现资源共享、信息共享,建立了紧密的合作关系,并与几家企业开展实质性联合办学的探索实践。
4.高就业质量。由于企业参与教学全过程,培养的学生符合企业的用人要求,因此,毕业生更加适销对路。并受到用人单位的一致好评。
二、学生职业素质的培养路径
(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%)。