谈化工实训基地建设与高职专业课程改革

陆　敏　文　艺　刘承先

摘要:常州工程职业技术学院围绕高职化工工艺类专业人才培养要求,大力建设化工实训基地,并由此促进了化工专业课程的改革,取得了丰硕的成果。

关键词:化工;实训基地;专业课程

化工工艺类高职教育培养的是既有一定化工生产理论知识、又有较强实践操作技能和适应能力的技术应用型人才。为此,高职教育对于化工专业课程教学提出了新的要求,为提高学生的技术应用能力,理论教学与实践教学要紧密结合,达到教、学、做一体化。而要达到这一要求,就必须加强实训基地建设。实训基地要能营造真实的工作情境,特别是注重加强生产性实训,让学生在实训基地中得到训练,从而加深对化工生产理论的理解,提高工程能力。

经过五年的实践,我院在化工实训基地建设方面积累了很多经验,取得了丰硕成果。我院化工实训装置的建设与运行模式于2007年获得了江苏省政府颁发的高等教育教学成果特等奖。实训基地建设极大地推动了我院化工专业的课程改革,通过从教学内容组织、教学方法、教学手段、考核方式等方面对化工专业课程进行深入改革,极大地提高了我院学生的技术应用能力和职业素质。我们深切地体会到了实训基地建设对化工专业课程改革及学生能力培养的重要性。

高职化工专业课程特点对实训装置提出的要求

高职教育是培养具有较强的动手能力和综合运用理论知识解决实际问题的能力,在生产、建设、管理和服务一线工作,具有综合职业能力和全面素质的高等技术应用型人才。“高等”说的是层次,强调的是具备适度理论基础;“应用型”强调的是实践技能,要求学生能够运用工程理论分析解决化工实际问题。

《化学反应过程与设备》和《化工产品生产技术》是化工工艺类专业的主干课程。《化学反应过程与设备》主要教学目标是使学生能正确选择、操作工业反应器,能分析和解决工业反应过程与设备常见问题,能初步对反应过程进行优化。《化工产品生产技术》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作用,该课程培养学生的技术应用能力,使学生掌握化工工艺条件分析与确定的方法、获得化工生产工艺流程配置和评价的基本能力。

目前,《化学反应过程与设备》通常是按照反应动力学基础理论、各种反应器的结构、设计计算、优化的顺序来介绍;《化工产品生产技术》现有的大部分教材均是以几种典型化工产品为对象,先介绍产品的性质、用途、反应原理,再介绍工艺条件,最后是工艺流程。课程理论性强,授课时又大多与化工专业综合实验实训分离。通过这样的课程,想让学生获得化工生产工艺的分析与组织能力是比较困难的,学生难以运用工程理论分析解决化工实际问题。

与此同时,国内高职化工工艺类专业的实训装置基本上是仿照本科院校的模式,是为了验证书本上有关公式和工艺原理的,与实际生产装置相差较大,工艺流程不够完整,学生进行实验时只需开一两个阀门,工艺参数主要由人工调节,缺少安全措施,控制点不够完整。这不符合高职教育以技术应用为目的的教学理念,不能满足高职培养目标的需要,因此,必须对实训项目和装置进行重新设计和建设。

我院高职化工实训基地建设思路及成果

实践教学是培养学生技能的关键。通过典型化工产品的生产工艺,能使学生掌握化工生产过程的基本规律,熟悉化工生产过程的开、停车等基本环节,了解化工生产装置的调试、使用,从而加深对化工生产工艺理论的理解,提高工程实践能力。由于化工生产的特殊性,高职化工专业实训基地应该是介于实验室、实习车间之间的一种人才培养空间,主要功能是进行课堂教学无法进行的技能训练,有目的、有组织地进行系统、规范、模拟实际岗位的基本技能训练,使学生获得分析问题、解决问题的能力。

为此,我们选择了典型反应设备、典型产品生产工艺,并考虑到毕业生绝大多数是为地方企业服务的,选择了具有适当共性的产品。针对化工生产工艺流程长,前后道工序控制具有因果关系的特点,我们又有意识地选择了较完整的产品生产链,如在有机化工工艺实训装置的设计安装时,采用了这样的设计思路:乙醇脱水制乙烯→乙烯、苯烷基化制乙苯→乙苯脱氢制苯乙烯→苯乙烯悬浮聚合制聚苯乙烯,并在校内安装了实训装置。建成后的实训装置尽量缩小了与工业装置的差距,具有较为完善的工艺流程、安全设施和控制系统,更具有工程概念。另外,由于化工行业“易燃易爆、高温高压、有毒有害”的生产特征,我们增加了计算机仿真设备,发挥仿真和实操各自优势,达到服务学生、培养学生的目的。

我们以化工专业能力培养为核心,依据化工生产特点和职业教育规律以及循序渐进的能力培养规律,自主开发和建成了包括真实职业环境和虚拟职业环境在内的,包括专业基本技能、专项技能和综合技能培训体系的化工技术类专业实训基地。通过实训,使学生加深和巩固了对化工专业理论的理解,了解了典型化工设备的构造和性能,掌握了正确安装、调试实验装置的步骤和方法,熟悉了常见工艺参数的调节手段和操作技能,试样的采集分析和实验数据处理的方法,增强了分析能力,养成了实事求是的工作作风,培养了学生化工生产的流程意识、质量意识和团队协作意识。为他们今后走上工作岗位打下了基础。

化工实训基地建设对专业课程教学改革的促进作用

化工实训基地建设促进了专业课程改革,更有利于学生掌握专业知识和提高实际操作技能。依托我院的实训基地建设,化工技术类专业课程在课程体系、教学内容、教学设计等方面进行了全面的改革尝试,开展了“职业导向、能力目标、项目载体、任务驱动”式的项目化教学改革、教学做一体化教学改革等多种形式的教学方法与手段改革。

实训基地建设对课程内容产生了很大影响。在《化学反应过程与设备》与《化工产品生产技术》课程中,我们结合实训装置重点培养学生掌握典型化学反应器的操作、化工产品的生产工艺和化工生产基本规律,培养学生掌握化工生产过程的开车、停车等基本环节,了解和掌握化工工艺设备装置的调试、使用,使学生巩固和加深对化工工艺专业理论教学内容的理解,培养工程实践能力。化工专业课程的实践教学环节不再单独设立,而是与理论教学有机地结合在一起。实践教学环节在课程中主要起两方面作用:一是在化工产品生产原理、反应器的结构、操作、参数控制等内容的教学中更有利于学生理解课程内容,使学生更直观、更快地熟悉课程内容;二是更有利于学生掌握各类反应器的操作参数控制、更好地学会分析和解决工业反应过程与设备常见问题。第一种情况我们主要通过现场教学,让学生接触实际生产装置和自控仪表,并通过演示和学生操作及提问导入课程内容,以达到理想的教学效果;第二种情况我们主要通过仿真操作,让每个学生都进行独立操作,以学会如何控制影响反应的参数,得到较优的反应结果,并通过事故设置让学生学会分析和解决问题。通过改革,将部分课程内容设计为“实践—理论—再实践”的教学模式,将理论和实践融为一体,在实训装置上完成有关课程的教学内容和任务。

在教学方法与手段方面,我们尝试了项目式教学、启发式教学、现场教学、实际操作等。在学习完基本知识、原则后,进行项目化教学,以一个化工产品生产为一个项目,从生产方法的选择、工艺影响因素的分析、工艺流程的组织、实践验证等过程,提高学生分析和解决生产过程中一般问题的能力,逐步形成工程技术观念。通过在理论课内设置实训环节,培养学生的实践操作技能,采用课堂讲授和现场教学相结合的方式,使学生更直观、更深刻地理解课程内容,并通过仿真实训操作,使学生更快地掌握反应设备的操作和维护。比如,我们的反应釜操作就在我们自主设计、调试的柔性生产装置上进行,通过实际操作现场学习领会,使学生掌握操作步骤和控制原理,了解典型化工设备的构造和性能,掌握正确安装、调试实验装置的步骤和方法,熟悉常见工艺参数的调节手段和操作技能。

由于教学内容、教学方式、实训装置的改革,考核方式和手段也相应变得灵活多样,重点考核学生对化工生产工艺流程配置和评价的基本能力,对反应过程的分析与对反应器选择、操作能力。我们通过笔试、口试、课堂练习、现场操作、仿真操作等多种考核方式激发学生的学习兴趣和热情,全面考核学生的知识应用能力和操作技能。在考核内容和方法上,不同于以往的知识型内容考核,而是对解决问题能力进行考核,试题不再是有绝对答案的记忆性内容,而代之以生产工艺配置、反应器选择及操作的设计方案,答案也不再是唯一的,而是要根据生产实际进行最优方案的确定。根据教学内容和单元,采用不同的考核形式,每教完一个单元,就及时进行阶段性测试,以掌握学生的学习情况,调整教学内容和方法。我们还采用现场提问、实际操作等考核形式,引导学生提高相关专业知识的应用能力。

同时,实训基地建设和教学实践,锻炼了我院教师队伍。通过自主设计、自主建设实践基地,我校教师提高了综合素质与教学能力,“双师”素质明显提高。

参考文献:

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作者简介:

陆敏(1969—),女,江苏常州人,硕士,常州工程职业技术学院副教授,研究方向为化学工程与工艺。