对接化工生产过程的学习情境设计*

成莉燕，燕鹏华

(1 兰州资源环境职业技术学院应用化工系，甘肃　兰州　730021；2 中国石油兰州化工研究中心，甘肃　兰州　730060)



对接化工生产过程的学习情境设计*

成莉燕1，燕鹏华2

(1 兰州资源环境职业技术学院应用化工系，甘肃兰州730021；2 中国石油兰州化工研究中心，甘肃兰州730060)

根据职业院校工作过程为导向的课程体系开发要求，按照教学过程对接生产过程的原则，设计学习情境。本论文以精馏单元为例，探讨《化工单元操作》学习情境设计的整个过程。首先针对《化工单元操作》的每一个学习情境选择教学载体、设计教学环境、选择教学方法、设计教学文件，其次将该课程的所有学习情境设计的内容进行归纳总结整理出《化工单元操作》的课程实施方案。依据课程实施方案，通过“六步骤”体验式教学的实施，实现人才培养和岗位需求的零距离对接。

学习情境；生产过程；化工单元操作

“学习的内容是工作，通过工作进行学习”是职业教育人才培养的基本要求。科学合理的课程体系是人才培养工作能否实现培养目标的关键，也是人才培养工作落到实处的体现。对接生产过程的学习情境设计，突出了专业教育的职业性，实现了陈述性知识与过程性知识的整合，确保了实践技能与理论知识的过程性合一和学习过程与工作过程的程序性统一，是培养专业能力、社会能力、方法能力的前提，是开展学训一体教学方式的基础[1-3]。

本文以精馏单元的学习情境设计为例介绍《化工单元操作》学习情境设计的详细步骤和内容，为化工类职业技术教育教学改革提供参考。

1　教学载体的选择

《化工单元操作》是以创设工作任务而开设的一门职业技术学习领域课程，因此选择以完成一项工作任务作为教学载体。

工作任务：将粗乙醇溶液精制。

粗乙醇：乙醇-水混合溶液中乙醇的体积分数大概为15%～20%；

精制后：乙醇体积分数可提高到95%左右。

2　教学环境的设计

由于化工生产具有整体性、连续性、危险性等特点，以创设模拟的职业情境来进行教学环境的设计。首先将学生分为若干小组组成一个生产班组，每个生产班组4～5人，有班长、主操作、辅操作、中控人员、安全员等。

3　教学方法的选择

体验式教学法以培养学生具有独立、自主、创新等主体精神为目标，以营造教学氛围、激发学生情感为主要特点，以学生自我体验为主要手段[7]。该教学法依据典型工作任务完成过程中所经历的“资讯→计划→决策→实施→检查→评估”六个步骤来组织教学活动，在整个教学过程中，教师从知识的传授者转变成一个咨询者或指导者，学生成为学习的主体，参与教学过程[8]。图1为六步骤体验式教学活动的具体实施过程。

需要说明的是，所设定的局部成组方案都明确地表达了设计者的意愿，这些成组方案作为搜索算法的硬约束条件，会缩小算法的搜索空间，降低解的多样性。因此，若设计人员暂时不能确定某局部成组方案，可不予构建而留待算法后处理阶段确定。

图1　体验式教学活动的实施过程Fig.1　The executing process of experiential teaching

4　教学文件设计

教学文件是现代职业教育中常用的学习媒体，也是教师教学过程的记录文件，是引导学生独立学习和顺利完成工作性学习任务，并对任务实施后的结果进行评价的过程记录文件，还是帮助学生实现有效学习的重要工具。其核心任务是帮助学生学会工作，不但获得了满足企业需要的职业能力，也为职业生涯发展奠定了基础。教学文件主要包括以下几种：

(1)分组单

分组单是教师用来记录全班的分组情况，每组成员分工情况，在任务完成之后，所有的教学文件以小组的形式上交，装订成册。

(2)任务单

任务单主要包括对任务的描述，完成任务操作的要求，完成任务所要达到的目标。

① 任务描述。对含量为15%左右的乙醇-水混合溶液进行精馏提纯得到含量为95%的乙醇。

② 操作要求。操作规范；液位、流量、压力、温度等参数控制平稳；塔内气液流动状态正常，不出现漏液和液泛现象，精制后的乙醇含量达到95%以上。

③ 学习目标。知识目标：了解双组分精馏的基本知识；掌握双组分精馏的物料衡算、理论塔板数的计算、最小回流比的计算；掌握板式精馏塔的结构；能力目标：能够根据生产任务对精馏塔实施基本的操作；能对精馏操作过程中的影响因素进行分析，并运用所学知识解决实际工程问题；素质目标：树立工程观念，培养学生严谨治学、勇于创新的科学态度；培养学生安全生产的职业意识，敬业爱岗、严格遵守操作规程的职业准则；培养学生团结协作、积极进取的团队精神。

④ 资讯单。资讯是任务实施的理论储备，教师紧紧围绕完成精馏任务所需的必备知识设计资讯问题，引导学生解答问题。学生可以通过网上搜索、查阅资料、采访调研、小组座谈、教师答疑等方法完成资讯。为方案设计和任务实施做好理论知识的储备。在精馏操作单元中，以学生熟知的蒸馏操作引出精馏操作，主要通过问答的方式来完成资讯部分。首先，教师通过引导的方式引出精馏的定义，如图2所示。其次，教师可以预设问题，引导学生自行找到答案，了解精馏单元的相关理论知识。例如：精馏塔的结构，其操作流程；全回流、最小回流比、适宜回流比之间的关系；精馏过程的物料衡算和热量衡算等。最后，学生分组讨论，查阅精馏操作单元的使用说明书，教师做出总结，内容包括：精馏设备上有哪些仪表，分别用来检测哪些指标；控制器上有哪些控制仪表，分别控制哪些操作；精馏操作中，哪些因素会影响乙醇的纯度；在精馏操作过程中要注意哪些问题等内容。

图2　教师对精馏定义的引导方式Fig.2　The guidance mode of teacher for the definition of distillation

⑤计划单。通过小组合作法、分组讨论法、工作计划法、计划演示法等方法分组制定工作计划，包括：小组各成员协同作业的任务分工；精馏操作的开车过程，全回流到部分回流的调节方法；连续进料连续出料的调节方法等。

⑥ 决策单。通过案例教学法、对比法、讲演分析法等方法，各小组在教师的指导下对各组制定的计划进行分析、比较、判断优缺点，同时评价可操作性和安全性，最终得到最优的工作计划。

⑦ 实施单。详细列出了工作的具体步骤，以及该步骤的负责人，该步骤的完成情况等。

⑧ 记录单。由小组记录员填写工作过程中各项参数指标。

⑨ 检查评价单。主要包括情感态度、理论知识、实践操作、现场答疑、应用写作等。

⑩ 教学反馈单。对整个工作与学习过程进行反思，包括学习内容是否满意？任务完成情况是否满意？教学方法是否满意？小组合作是否满意？

5　课程实施方案设计

在对《化工单元操作》中所有学习情境设计的基础上，对化工单元操作课程的实施方案进行设计。该课程实施方案的设计以学生为主体，以工作过程为导向，以典型工作任务为载体，保证了学训一体的顺利进行，是课程教学实施过程中的重要依据。课程实施方案包括主要内容、教学材料、使用工具、考核评价方式等。

(1)主要内容

对化工单元设备进行冷态开车与正常停车，通过远程控制对化工单元进行正常工况下的调节操作，解决化工单元操作过程中出现的事故，识读各类仪表并通过各仪表的检测判断设备的工作状态。

(2)教学材料

《化工单元操作》教材一本，化工单元操作说明书八套。

(3)使用工具

多媒体系统一套，化工单元设备八套，DCS中控一套，各种试剂等。

(4)考核评价方式

为了提高学生学习的主动性，该课程打破一两次考试定课程成绩的考核模式，采用过程考核与期末考试相结合的方式对学生进行评价。提高“平时成绩”的比例，细化教学过程考核，将学生的“注意力”从期末考试转移到“平时成绩”中来。这种重在过程考核的考核方式，加强了学生对学习过程的重视，避免了投机取巧和高分低能现象。

6　结　语

以工作过程为切入点进行教学改革，能够增加学生的学习兴趣，提高动手能力，明显改善教学效果。本文以精馏操作单元的学习情境设计为例，通过模拟现场真实工作环境，采用“六步骤”体验式教学实施过程，示范了《化工单元操作》学习情境设计的步骤和具体内容。使学生可以系统掌握各个化工单元的基本操作技能，并能用所学知识与技能解决实际生产过程中遇到的问题，实现人才培养和岗位要求的零距离对接。使学生在掌握知识、技能的同时学会团队协作。

[1]姜大源. 学科体系的解构与行动体系的重构——职业教育课程内容序化的教育学解读[J]. 教育研究, 2005(8): 53-57.

[2]姜大源. 中国职业教育发展与改革：经验与规律[J]. 职业技术教育, 2011, 32(19): 5-10.

[3]谬向辉. 基于工作过程的高职课程学习情境改革实践[J]. 职业教育研究, 2011(12): 41-42.

[4]周长丽, 田海玲. 化工单元操作[M]. 北京:化学工业出版社, 2010: 1-4.

[5]张郢峰, 张瑞鹏. 基于工作过程的《化工单元操作技术》课程教学实践与反思[J]. 2014, 42(5): 163-164.

[6]刘长春. 高职《化工单元操作》课程项目化改造[J]. 高教论坛, 2010(1): 122-125.

[7]张金华, 叶磊. 体验式教学研究综述[J]. 黑龙江高教研究, 2010(6): 143-145.

[8]丛文龙. 关于学习情境实施“六步法”[J]. 职业教育研究, 2010(8): 135-136.

Learning Situation Design Combined of Chemical Production Process*

CHENG Li-yan1, YAN Peng-hua2

(1 Lanzhou Resources & Environment Voc-tech College, Gansu Lanzhou 730021;2LanzhouPetrochemicalResearchCenter,GansuLanzhou730060,China)

According to the vocational technical college curriculum system development requirements, learning situation design have to docking the principle of production process. Using distillation unit as the case, the whole process of learning situation design about Chemical Unit Operation was introduced. Firstly, according to each learning situation of Chemical Unit Operation, choose teaching carrier, design teaching environment, select teaching methods, teaching file was designed. Then, all learning situation of the course were summarized to induce the curriculum implementation scheme of Chemical Unit Operation. Finally, the docking of post demanding and the talent cultivation were actualized zero distance by the implementation of “six step” experiential teaching according to curriculum implementation scheme.

learning situation; production process; Chemical Unit Operation

甘肃省教育科学“十二五”规划课题，煤化工专业基于工作过程系统化课程体系改革研究(GS[2015]GHB0912)。

成莉燕(1982-)，女，硕士,主要从事化工新材料方面的研究与教学，已发表论文6篇。

G712

A

1001-9677(2016)09-0203-03