高职高专《化工单元操作》课程教学改革的探索与实践

丁玉兴，温守东

(承德石油高等专科学校化学工程系，河北承德 067000)

高职高专《化工单元操作》课程教学改革的探索与实践

丁玉兴，温守东

(承德石油高等专科学校化学工程系，河北承德 067000)

工学结合的课程改革是当前高职高专教育教学改革所面临的核心任务，依据工作过程导向的课程开发理念，采用“任务驱动、项目导向”的方法，对《化工单元操作》课程体系、教学内容、教学方法及手段、考核评价方式、实训室建设等方面进行了改革和探索。

高职高专;化工单元操作;课程改革

石油化工生产技术专业的培养目标是为石油和化工行业企业生产第一线培养掌握石油化工专业知识，熟悉石油化工产品生产工艺，能够从事石油化工产品生产运行控制，典型设备的调试、操作和维护，基层生产技术管理的高素质技术应用性人才。《化工单元操作》是石油化工生产技术专业的一门重要的核心课程，其任务是传授石油化工生产中单元操作的基本原理知识、培训化工单元岗位的实际操作技能，对专业人才培养目标的实现起着举足轻重的作用。我们按照工学结合、基于工作过程的课程开发理念，采用“任务驱动、项目导向”的方法对《化工单元操作》课程体系、教学内容、教学方法及手段和考核评价方式等进行了改革和探索，取得了显著成绩，提高了教学质量及教学效果。

1 课程在专业人才培养中的作用及教学目标

《化工单元操作》是石油化工生产技术专业的一门重要的工学结合学习领域课程，该课程的作用是通过教、学、做一体化的学习过程，使学生掌握化工生产过程中主要单元操作的基本原理、所用的典型设备结构、工艺计算及操作基本技能，初步培养学生的工程意识，应用所学的知识分析和解决化工生产中的实际问题的能力，为后续专业课程准备必要的化工知识和基本操作技能，并为毕业后从事本专业工作打下坚实的基础。《化工单元操作》课程的教学目标要达到以下三点。

1.1 知识与技能目标

通过化工单元操作课程的学习，使学生能够牢固掌握常见化工单元操作的理论基础知识，并能结合化工单元操作理论知识分析实际生产现象，预测化工过程参数变化对化工过程的影响。使学生能够理论联系实际，熟练掌握常见化工单元设备操作、常见故障排除方法，能够利用现有设备完成指定的任务。能够根据生产工艺要求和物系特性，正确组织生产工艺过程、选择单元操作、配置设备、操作和调节生产过程，了解优化生产过程的方法。

1.2 过程与方法目标

在教学过程中有机结合学生、老师和实训设备的学习领域三要素，突出学生主体的教学理念，将每个任务单元作为一个教学项目，按照“资讯—决策—计划—实施—检查—评估”六步法来组织教学;在实施过程中，教师布置工作任务，组织相应的工具、设备、实训指导书及资料等供学生选择、决策，并制定相应的计划;在教师的监督、引导下，进行操作并做相应操作记录，期间根据考核标准进行过程考核，以督促检查学生学习情况;最后通过讨论、总结对教学结果进行评估。教学过程中要让学生感受、理解知识和能力的产生与发展过程，培养学生自主学习、自我构建知识和能力体系的方法以及探求知识的思维能力和思维习惯。

1.3 情感态度与价值观目标

课程教学中注重教书与育人相结合，使学生树立正确的人生价值观，端正生活态度。具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识;具有理论联系实际、实事求是的科学态度;具备辩证思维能力和创新精神;培养良好的职业道德和正确的思维方式;培养创新意识和解决实际问题的能力。

2 《化工单元操作》课程学习情境和学习任务的设置

《化工单元操作》课程是以就业为导向、能力为本位的原则，依据石油化工技术领域相关职业岗位能力的要求，以石油化工工艺主控工、现场操作工、设备维修工等操作岗位能力分析入手，将石油化工生产领域中的班长、主操、副操、外线甲、外线乙等岗位培训考核标准融入教学内容，与合作企业共同开发基于工作过程的课程内容体系。即将石油化工工艺操作与设备维护的主要工作过程提炼出的典型工作任务转化为若干学习情境，每个学习情境设置一个贯穿项目，情境内按工作流程设计若干个工作任务。每个学习情境都是化工企业最典型的真实生产过程，在设计情境内、情境间的学习任务时要保证专业技能训练的循环反复进行，使学生的专业技能达到娴熟水平。同时兼训岗位内工作配合、岗位间工作配合，训练生产组织，系统协调的能力。

为完成各项工作任务，学生们必须主动学习相关理论知识，自主开展实践技能训练。在教学内容设计中，基础理论知识本着以“必需、够用”为度、服务能力培养的原则;技能训练内容主要是针对毕业生就业岗位需求，尽量做到既保证岗位工作任务与训练的一致性，又涵盖工艺、设备、仪表、自控、分析检验等核心内容。完成全部学习任务后，学生基本上能够达到石油化工工艺主控工、现场操作工、设备维修工的岗位能力和知识要求。基于上述思考，设置的学习情境见表1。

3 教学方法与教学手段的改革

3.1 任务驱动、教学做一体化的教学方法

本课程采用“任务驱动、项目导向”的教学方法进行教学，全部课程分解为28个教学任务，每个工作任务都贴近实际工作，同时辅之以情境教学、案例教学等先进的教学方法。倡导以学生为主体自主完成资讯、决策、计划、实施、检查、评价的全过程;充分挖掘对学生能力培养的因素，以学生为主体，自主进行计划制定、过程实施、质量控制与管理及工作评价，同学之间协同配合，共同完成“工作任务”，教师在其中只起到指导、答疑和归纳提升作用。学生以小组配合的学习形式，组内成员在完成每一次教学任务时都分工明确，按照规定完成资料收集、计划制定、拟定安全注意事项、熟悉操作规程、实施装置操作等工作任务，通过反复训练，使学生熟练掌握专业技能，学习到与操作有关的理论知识，特别是应用理论知识解决问题问题的能力得到提高，同时培养学生的团队合作精神，并在工作中享受自我实现的成就感，充分发挥学生的主动性和创造性。每个学习任务结束时教师对任务相关的理论知识进行系统提炼。

表1 化工单元操作学习情境设计

3.1.1 引导文法和小组讨论法。学生组成一个模拟化工生产车间，在车间主任和班组长的组织下，在学习任务单的引导下，通过1)明确工作任务;2)学生独立探索;3)小组协作学习;4)教师指导;5)角色扮演;6)完成工作任务;7)技能培训;8)答辫与评价;9)总结与撰写报告等多元化的方式完成职业能力的培养。

3.1.2 经验分享法。在实践中注重组织学生进行组内交流与辩论，让每个学生在班级中都有答辩的机会。答辩时一人答辩，其他同学和老师进行提问，互相交流、共同提高。

3.1.3 自主学习法。通过在线网站和教学录像、动画视频、电化教学片等内容，让学生进行自主学习。

3.1.4 充分利用多媒体和化工仿真技术。多媒体技术应用于教学过程始终。由于多媒体技术集图、文、声、像于一体，可以利用图文并茂、动静结合、声情融汇的功能为化工单元操作教学提供了新的手段。传统的化工单元操作教学过程常常存在重过程理论陈述轻设备结构认识的问题，其结果是缺乏对化工单元操作过程的直观了解、体会，缺乏对单元操作过程设备结构的感性认识，因而对结构较复杂设备难于进行深入分析。采用图片、设备模型、投影、录像、小型设备实物等直观教学方式，能够帮助学生深入了解单元操作过程原理、直观形象地了解和掌握设备原理及构造［1］。通过形象化教学既培养了学生的学习兴趣，又加深了学生的理解和记忆。

化工仿真就是利用软件在计算机上，以实际生产流程为基础，通过建立生产装置中各种单元操作的动态特性模型以及各种设备的特性模型，从而建立起与各种化工生产操作相关的虚拟环境。其流程原理、控制手段、操作场景、操作界面与化工生产实际情况基本相似。学生在互动良好的仿真实验平台上进行模拟操作，掌握复杂控制系统的投运和调整技术，提高对化工过程动态运行的分析和决策能力。除了开、停车与正常运行外，化工仿真实验系统还允许教师设置故障，模拟故障现象，要求学生解决，以提高学生判断问题和解决事故的能力［2－3］。

3.2 以企业工作过程为依据设计教学过程

按照化工单元操作从业人员完成具体工作任务的工作过程，确定从认识整体工艺流程—了解主要设备构造—明确加工物系—理解工艺指标—依据规程开、停车、稳定操作—分析检验—经济核算的流程重构教学内容体系;以化工单元操作技术的具体应用为线索，依据各化工单元操作在化工生产中承担的功能不同将整个课程分解成若干学习情境;依学习情境所涉及内容和处理物料的过程、步骤设计学习任务;依企业生产过程设计教学流程。把技能训练和知识的掌握贯穿于以工作任务为载体的任务教学中，教学过程中各学习情境独立设置贯穿项目，情境内按工作流程设计学习任务;情境间、情境内的学习任务设计保证专业技能训练反复进行，学生学习过程为先会做事后懂原理，在此基础上进行知识的系统提炼;采用理论实践一体化教学，学生分组训练，以此发挥学生在学习中的主体作用，培养学生设计、策划、完成、评价整个岗位工作任务的能力，获取工作过程必需的相关知识，增强为适应现代化工企业特别强调的合作协调完成任务的意识，提高综合职业能力。

这样的课程开发过程保证教学内容始终与行业企业的生产和发展要求紧密联系，学生形成的职业能力素质不仅能够满足岗位工作任务的要求，同时还具有一定的职业岗位迁移能力。

3.3 以学生为主体，实施六步法教学

对于每个学习任务的完成，都是采用“资讯—决策—计划—实施—检查—评估”六步法来组织教学，教学过程中以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。根据学习项目的具体内容，可以分别采用集中讲解、分组实施、过程考核、分组或集中讨论、总结等形式组织安排实施。教师根据编写的学习项目计划书布置工作任务，组织相应的工具、设备、实训指导书等供学生使用。学生根据任务需要选择不同的单元操作，并制定相应的计划，在教师的监督、引导下进行操作并做相应操作记录。期间根据考核标准进行过程考核，以督促检查学生学习情况;最后通过讨论，总结对教学结果进行评估。通过6个学习情境的24个工作任务的完成，学生的化工操作能力可以迁移，实观学生的可持续发展。

3.4 考核评价方法

注重职业能力考核和过程性考核，检查学生对每个学习任务的完成情况和对基础理论的掌握程度。过程成绩与考试成绩的比例为6∶4，过程考核主要涉及到课率、学习态度、遵守纪律以及积极参与和完成每个学习任务工单的情况，以全部学习任务单成绩的算术平均值为过程成绩，对基础理论采用书面考试方式进行考核，主要考查学生对基础知识的掌握情况。

4 加强教学资源建设，构建立体化教学资源

化工单元操作课程依托的实训室是石油化工岗位基本操作技能实训中心。经过十几年的建设，该中心已具备了承接化工单元操作实训教学的能力，特别是经过国家示范建设的重点投入，硬件建设取得了长足的进步。该中心配备了比较先进的流体输送、传热、精馏、吸收、过滤、萃取、干燥等单元实训装置，管路拆装实训装置和苯甲酸钠生产综合装置以及配套的检测设备。应用上述设备学生们既可以进行常见化工单元过程的手工操作、理论验证，也可自行设计相对复杂的生产过程进行化工操作工岗位操作技能实训，了解MCGS和DCS控制原理，掌握其操作控制方法，体验现代化工自动化的无穷魅力。

实训中心建设的另一项工作是内涵建设。几年来通过校企合作，该项工作顺利完成:制定和完善了实训中心管理制度;以化工主控工岗位工作任务为引导，以其职业资格标准为参照，以典型化工产品生产过程为载体，开发了基于工作过程的实训项目;完善了课程标准、教学质量评价标准和考核标准等教学文件;编写了实训课程指导书;进行了文化环境建设，包括在实训室墙壁悬挂设备示意图、设备操作规程和模拟企业文化标示等。

本课程在校园网上建有专门网站，提供了包括授课教案、课程标准、授课计划、学生手册、教师手册、视频动画等在内的多种学习资源。新型的教学做一体化教材、多媒体课件、网络教学平台建设，形成了多种媒体有机结合的立体化教材，为学生自主性学习、提高教学质量和教学效果提供条件和保障。

［1］ 甘勍.化工原理课程中的“仿真”教学［J］.化工职业技术教育，2008(04):44－45.

［2］ 赵刚.化工仿真实训指导［M］.北京:化学工业出版社，1996.

［3］ 李士雨.化工仿真实习教学研究改革的研究与实践［J］.化工高度教育，2003(2):49－52.

Teaching Reform and Practice of Chemical Unit Operation in Higher Vocational Colleges

DING Yu-xing，WEN Shou-dong
(Department of Chemical Engineering，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China)

Work-integrated learning is the core tasks of curriculum teaching reform in higher vocational education.Based on the concept of process-oriented curriculum development，with the method of“task-driven，project-oriented”，the paper discusses the course reform of“chemical unit operation”，including teaching content，teaching methods and tools，evaluation methods，training rooms construction and other aspects as well as the great achievements.

higher vocational college;chemical unit operation;curriculum reform

TQ-41

B

1008-9446(2012)01-0047-05

2011-10-25

丁玉兴(1960－)，男，承德隆化人，承德石油高等专科学校化学工程系教授，主要从事化工原理与化工设备的教学工作。