精馏单元过程实训教学的研究与实践

2011-08-15张伟

河北职业教育 2011年11期

张伟

（扬州工业职业技术学院，江苏扬州 225127）

实训是高等职业教育教学中的重要实践教学环节，它是为了熟练掌握某种技术或技能而在真实或仿真的环境中进行反复训练的活动，主要包括对学生进行单项能力和综合技术应用能力的训练，也包括职业岗位实践训练，其目的是使学生熟练掌握职业技术技能，并培养学生的职业素质。所以，实训教学的设计与实施对高职课程实施、提高人才培养效率、增强人才培养质量都有积极的意义。精馏操作单元是化工生产过程中最重要的单元过程之一，也是化工企业应用最广泛的单元过程之一，熟练地掌握其操作方法是化工类学生必备的基本技能。

一、精馏实训的特点

1.工程背景较强

在化学工业中，物质的分离是不可或缺的重要一环，而精馏则是应用十分广泛的一种物质分离提纯方法。精馏塔是化工厂的关键设备，它的操作直接影响整个工厂的产品质量、生产成本和利润，广泛用于化工、石油、石油化工、动力、冶金等工业部门，特别是在石油炼制和产品加工提纯工艺中，更是占有重要地位。可见，精馏是化工生产中必不可少的单元操作，对于化工及相关专业开设相关精馏单元过程的实训是必不可少的。

2.仿真与现场教学相结合

化工仿真实训是利用计算机模拟显示的操作控制环境，为实习受训人员提供安全、经济的离线训练条件，具有很强的实践性和可操作性。精馏塔仿真实训，主要包括精馏塔的冷态开车、正常停车、事故处理等过程的操作技能的培训。

学生可以在仿真系统中反复进行装置的开车、停车、正常操作等训练，还可以进行事故的设置与处理、工艺指标的调整等训练。学生可以从屏幕上感受到工艺参数，如温度、压力、流量、液位等的变化情况，有一种身临其境的感觉。仿真系统具有实际装置无法实现的开放性、灵活性、多样性和实时交互性等功能特点。因此，它是职业技能培训的理想平台。

3.现场精馏装置动手操作

学生除了通过仿真练习操作之外，还可以通过现场精馏装置亲自动手操作。通过近距离观察和操作，可以让学生了解精馏塔的结构和各部分的功能。通过亲自动手操作，可以增强学生的动手能力，并可以加深对理论的认识，比如，学生可以观察到液泛、气沫夹带等现象，了解回流比的改变对产品浓度的影响。

4.注重培养独立解决问题的能力

在实训过程中以小见大，及时捕捉或提出实际工程问题，探讨解决方法，是建立工程观念的一条有效途径。［1］实际工程问题可以在实训讲解时提出，也可以在实训操作过程中提出，关键是要让学生充分思考后，独立提出解决方法。如在精馏操作中，出现漏液现象应该如何排除？精馏塔出现液泛现象该怎么办？如何提高塔顶馏出液浓度？要求学生能根据精馏分离的物料性能和分离的工艺要求，对指定的精馏装置进行开车、停车操作，通过对工艺参数的调节和优化从而稳定整个操作的处理过程，能根据获取的各种操作数据正确判断精馏操作的发展趋势。在精馏过程出现故障时，能根据仪表显示的参数及时做出判断，并分析产生故障的原因，选择消除故障的正确操作措施。通过理论来指导实践，同时通过实践来加深对精馏的认识，这样逐步地在实训过程中通过各种各样的问题来引导学生分析现象，剖析原因，既能培养学生分析问题，解决问题的能力，同时也能够提高学生的工程意识。

二、实训教学的实施

1.布置预习任务

指导教师实训前要布置好实训任务，提出具体要求：（1）让学生明确实训的目的和要求——a、熟悉精馏流程及精馏塔的结构；b、掌握精馏塔的操作；c、分离酒精水溶液。（2）让学生自主熟悉现场装置，自己讲解整个装置及各部分的作用，并绘制出流程图。（3）复习操作原理，让学生明白操作原理以便更好地实践；让学生带着问题去观察传热设备，并思考、得出自己的结论，最后实训教师要对学生的结论进行点评并进行总结。

2.任务驱动法教学

实训开始，以提问形式让学生熟悉现场装置的名称、作用、操作方法和注意事项，摸索工艺流程。视学生掌握的情况进行有针对的讲解，然后给学生下达任务。

本实训任务为操作精馏塔来分离提纯13%～15%乙醇水溶液，使其产品纯度在90%之上。这一大任务里再分为下面几个小任务：一、全回流操作稳定并测试数据；二、部分回流操作稳定并测试数据，然后是每个小任务又分为下面几个小部分。（1）熟悉工艺流程，了解各部分功能；（2）会开车、停车操作；（3）会正确记录数据；（4）仪表会调试；（5）会判断系统稳定性；（6）产品的质量能够达到分离指标要求。

任务布置下去以后，先让学生分组进行讨论，逐步摸索装置和设备，然后提出方案，教师根据学生的设计方案进行点评。整个过程采用讨论形式，当最后达成一致后，让学生动手完成此项目，并在学生解决任务的时候从旁辅助。采取“任务驱动”教学法组织实训教学，可以帮助学生明确训练目标，充分调动学生的积极性，使学生从被动应付转变为主动投入，真正让学生成为学习的主体，教师只是辅助。这样能从根本上改变一人做多人看的现象，有助于团队协作精神与创新意识的培养。通过任务驱动，在调动学生自主学习、激发学生创新意识的同时，用“任务”来控制课堂教学的程序，用“任务”来管理教学活动，能够保质保量地完成教学任务。

3.团队协作

在实验场所中，学生是学习的主人，始终处在主体地位，教师则是学生学习的组织者、导航者和服务者。学生自主协作学习，突破难点（如全回流如何向部分回流跨度），完成学习任务。在尊重学生自愿结合的基础上，根据男女性别、个性差异、能力强弱等情况进行分组，这样有利于学生的协作学习，有利于开展公平竞争。我们将根据精馏实训平台特点，给每个组分配一个大任务，然后学生自己考虑把任务再具体分解给每一个成员（如有的同学负责取样分析样品，有的同学负责控制现场的阀门，有的同学负责监控参数的变化，有的同学负责操作）。这样能从根本上改变一人做多人看的现象，还有助于培养团队内部的协作与小组之间的竞争意识。

三、实训效果的检查

实训教学的考核是确保实训质量的重要手段。应规范实训教学考核办法，保证实训教学质量。首先要制定实训教学考核办法及实训成绩评定办法等实训教学文件。实训考核重操作。考核分为两部分，一部分是基础知识问答，另一部分是操作题目。前者强调学生专业知识根基，后者强调实践能力，让学生学会把理论知识应用到实践中，培养和提高解决化学工业生产过程中的实际问题的能力。