化工单元操作实训装置建设初探

2011-02-20闫晔

中国现代教育装备 2011年11期

关键词：操作技能车间化工

闫晔

北京联合大学北京 100101

化工单元操作实训装置建设初探

闫晔

北京联合大学北京 100101

建设与企业生产技术水平相适应、具有通用性和实用性的实训设备，是职业学校亟待解决的问题。化工单元操作实训是化工专业学生的重要实训环节。传统的单元操作实训教学存在着“以实验代替实训”的问题。因此应建设具有真实性、可操作性的化工单元操作实训装置，使学生在“模拟车间、真实设备”的环境中提高职业技能。

职业教育；化工单元操作；实训装置；操作技能

Abstract: Chemical engineering unit operations practical training is a key process for chemical majors. This paper analyzes the unsatisfactory situation of traditional practical training in which experiments replacing training, and introduces the construction of real and operational chemical engineering unit operations practical training devices, which will help improve students’ occupational skills in a full-equipped simulation workshop.

key words: vocational education; chemical engineering unit operations; training devices; occupational skills

职业教育以培养技术应用性专门人才为根本任务，其实践性、开放性和职业性是人才培养模式改革的重点。《国务院关于大力推进职业教育改革与发展的决定》中指出：要努力提高职业院校学生的综合实践能力，培养大批技能型紧缺人才。

由于化工及相关行业的特点，对从业人员的技术性要求较高，因此职业技术教育中的实训环节尤为重要。化工单元操作实训作为专业核心课程之一，对培养学生的工程实践能力和职业技能起着重要作用。因此该课程的实训装置要结合行业背景和专业特色，建设与企业生产技术水平相适应、具有通用性和实用性的实训设备，着力提高学生的实践操作技能，转变教学模式，优化实训内容，解决技能人才培养的“瓶颈”。

1 化工单元操作实训课程的重要性

化工原理是各层次化工类专业必修的一门专业基础课程，主要研究化工单元操作过程规律以及设备在生产中的应用，在基础课与专业课之间起着“承上启下、由理及工、由教材到车间”的桥梁作用。与之配套的化工单元操作实训是使学生理解化工生产的原理及过程，认识典型设备，掌握操作技能的重要实践环节。作为一门工程学科，该课程强调对学生工程观念和实践操作技能的培养。

化工单元操作应用于不同的生产过程，由于其原理相同，所用设备基本相通，具有很强的通用性和实用性。通过该课程的学习，使学生理解流体流动、传热、传质等单元操作的规律，能够认识并会操作常见的生产设备，通过合理、有效的实训，使学生建立工程概念，实现从理论到生产、从课堂到车间的过渡，锻炼学生的化工专业操作技能，提高职业素质。

2 目前化工单元操作实训存在的问题

2.1 以实验内容代替实训操作

目前化工原理的教学内容依然会受传统教学模式影响，跳不出传统的“学科本位”意识，过分强调理论的连贯性和知识体系的完整性。实验课程的设置多以理论验证为目的，教学过程按照“理论带动实验、实验验证理论”的模式进行。实验过程通常是学生按照指导书的操作步骤做，记录数据后再套公式算一遍。这样的实践环节缺乏实用性，不能很好地提高学生的实践能力。而职业教育要求实训基地建设的目标以学生职业能力训练为核心，使学生“边学习、边实训、边提高”，成为学生巩固理论知识、练就实践能力、培养职业素质的实践性学习与训练场所。

2.2 以实验装置代替实训装置

目前职业学校建立的实训装置大多数来自于高等院校，主要为与教学内容配套的验证性实验装置，以理论验证为目的。而高等院校的培养目标与职业院校有很大区别。尽管实验装置制作精良、灵敏度高、控制手段先进，操作稳定性很好，但其通用性和可操作性不强，无法进行操作技能的训练。如常见的离心泵特性曲线测定装置、流体阻力测定装置、传热膜系数测定装置、塔板效率测定装置、干燥速率曲线测定装置等。由于实验装置的可操作性不强，与生产实际有较大差别，使得学生在实验过程中经常出现“一边站、转着看、没事干”的现象。花费大量资金建立此类装置，以“实验”代替“实训”，无法真正提高学生的实践操作技能。

2.3 以实验室代替实训车间

传统的化工原理实验各单元内容没有内在联系，装置规模较小，且由于资金、场地的限制，很多学校把实训车间建立在普通实验室中，所使用的设备、测量仪表、阀门管件等类型也以实验室规模为主，这与工作现场的实际环境和真实的生产装置有很大距离，其操作方法和控制手段也与实际生产过程不同。学生在这样的环境中，缺乏对“生产设备”“工艺流程”“车间环境”“操作规程”的直观认识，不利于工程观念的建立，不能满足企业的用人需求。

3 化工单元操作实训装置建设思路

职业教育是一种以能力为基础的教育，定位于培养生产、服务、技术和管理第一线的技能型人才。在专业技能训练的过程中，应突出“能力本位”的思想，以“理解操作原理，简化理论计算；认识仪器设备，明确操作规程；强化技能训练，培养职业意识”为教学目标，提高学生实际动手能力。本着这个原则，在设计、建设化工单元操作实训装置时，应结合化工生产的特点，注意体现工程性、可操作性、真实性等特色，使其建成后能充分发挥作用，让学生在“模拟车间、真实设备”的环境中，提高综合实践能力，达到企业的岗位技能需求。

3.1 实训环境“车间化”

单元操作实训装置在规划和建设时，应尽量按照化工车间的要求进行布置。实训车间除布置有黑板、投影、台凳等，还应按照生产车间的模式布置，如管廊管架的敷设、冷却水的循环利用，操作空间的预留、工具的摆放要求、逃生通道、紧急出口的标识，安放急救箱、消防设施、紧急喷淋装置、配套劳动保护设施等。墙面上挂放与装置相关的图片、工艺流程图、操作规程、危险标识以及安全警示词等，尽量贴近真实的职业环境，体现现代企业推行的SHEQ(安全、健康、环境、质量)理念。这样可以减小学校和生产车间的距离，使学生在就业时，能很快适应企业的环境和要求，体现职业教育的优势。

3.2 实训装置“真实化”

要达到最佳的实训效果，采用真实的生产装置无疑是最佳的选择。如常用的泵、压缩机、膜分离装置、仪表测量装置(压力表、液位计、流量计等)、管路、阀门(各种类型的手动、气动、安全阀)、管件等，应尽量选择与实际相符的设备。而规模较大的设备，如搅拌釜、换热器、塔设备、过滤器等装置，可以采用中试规模，但结构和操作应与真实生产过程一致。这样的实训装置具有较强的操作性，其规模与生产的中试车间类似，可以把理论课程和实践课程完全融合，使学生建立“工程”的概念，提高了专业意识，操作技能得到充分锻炼。

特别强调的是，要达到如上所述的装置规模和操作要求，要克服以下困难：一是要根据实际情况自行设计装置流程，使其具备一定的综合性和实用性；二是要有足够空间作为实训车间；三是资金投入要大于普通的单项实验装置。

3.3 实训项目“典型化”

化工生产过程千差万别，典型的单元操作有十几个，所采用设备更是结构、型号繁多，且随着技术发展而不断出新。因此，在有限的条件下，应选择有代表性的操作进行实训，如常见的阀门、管件的安装、应用，离心泵的操作、切换(条件许可还可增加其他类型泵，如往复泵)，换热器的操作、维护，筛板塔和填料塔的操作、控制等，因在生产中应用广泛而具有代表性。由于单元操作的相通性，使学生技能通过对典型设备的操作获得较为全面的提高。

3.4 实训要求“规程化”

以往的实训过程通常以“指导书”的形式进行操作指导，表现出较强的理论性，与实际生产过程有很大差距。而真实的生产装置在操作时有严格的“生产操作工艺规程”为依据，其内容与“指导书”差别很大。因此，在以真实设备为基础的实训装置上进行实践训练，必然要按照生产工艺的要求进行操作，编写“操作规程”，体现生产过程的系统化和完整性，从过程上讲求职业性，使学生的生产管理、安全意识以及职业道德教育在实践中得到训练，培养学生的职业素质和职业精神。这也与“车间化”的环境相适应。

3.5 实训任务“生产化”

以真实设备为基础的单元操作实训，其目的不再是“测数据、导公式、套结论”，验证理论的正确性。因此，实训目标应以完成“生产任务”的形式驱动学生完成学习任务，即“任务驱动式”教学。学生用所学的理论知识和掌握的操作技能，根据技能训练的要求，设计制定工艺操作规程，完成相关生产任务，实现“作业、产品一体化”。学生实训课程成绩也以“生产效果”的好坏进行评价。如蒸馏技术单元操作，要求学生使用精馏装置在规定的时间内，按规定的能源消耗，应用掌握的知识、操作技能，将物料提纯到规定指标。传热技术单元操作，要求学生使用传热装置在规定的时间内，按规定的能源消耗，确定冷却剂流量，将热物料冷却到规定温度等。在完成“生产任务”的过程中，不仅能使学生掌握专业知识、实际操作技能，而且还能训练学生的技术应用能力，更能检验学生的职业素质。

3.6 事故处理实训“仿真化”

由于化工生产具有易燃易爆、危险性高、操作条件严格、影响因素多等特点，对事故的应急处理有较高要求，但事故处理训练不可能与生产“零距离”。目前各校广泛应用仿真软件进行实训。通过仿真操作，学生能够较为真实地感受到化工生产过程中工艺控制、开停车的异常现象，学习紧急事故处理操作，弥补了实操装置中一般无法设置的故障处理技能，使学生在仿真环境中，训练、提高学生的事故处理、应急响应能力。