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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇石油化工知識點,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】項目設計 石油化工過程及裝備 卓越工程師
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2016)10C-0060-02
2010年6月23日,教育部在天津大學召開“卓越工程師教育培養計劃”啟動會,聯合有關部門和行業協(學)會,共同實施“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)。東北石油大學的過程裝備與控制工程專業是國家級和省級“卓越計劃”試點專業,石油化工過程及裝備是過程裝備與控制工程系根據“卓越工程師”培養要求,對該專業課程進行調整和整合出的一門專業主干課程。本文試以東北石油大學為例,對石油化工過程及裝備課程進行項目設計教學研究和探討,以培養學生解決實際問題能力,并促進構建具有鮮明工程教育特色的卓越工程師培養體系,為進行專業認證奠定良好基礎。
一、項目設計教學環節的意義
石油化工過程及裝備是一門綜合性、實踐性較強、涉及知識面較廣的課程。該課程既具有較強的理論性又緊貼工程實際,對學生畢業后從事設備專業及相關工作具有舉足輕重的作用。為了提高課程教學質量,有必要引進項目設計教學環節。
項目設計教學環節是在學生掌握了有關基本知識和分析的基礎上,在教師精心策劃和指導下,根據教學目的和教學內容要求,運用實際案例設計,通過學生的獨立思考和集體協作,提高學生自主學習的能力,培養其解決實際問題的能力。
石油化工過程及裝備是過程裝備與控制工程專業的核心課程,該專業培養模式以專業核心課程的學習為專業能力培養的基礎。在石油化工過程及裝備課程的教學過程中,通過項目設計的訓練,可以使學生加深對課程主要知識點的理解和掌握,加深對核心知識點與典型設備設計之間的對應關系的掌握,從而以一個未來工程師的角色定位面對本專業課程知識的學習。
二、項目設計教學環節的實施措施
針對學生設計能力差、對課程中學習到的典型設備設計不會應用、理論聯系實際能力差、繪圖能力差等問題,為了解決問題,實現卓越工程師的培養目標,從2013年開始,東北石油大學過程裝備與控制工程專業在石油化工過程及裝備課程中增設了項目設計環節,注重培養學生對典型設備的設計思路與方法,它通過實際案例的設計,使學生深入理解典型設備設計的過程,更重要的是讓學生掌握如何利用所學理論知識去解決工程實際問題。
(一)項目設計教學環節培訓目標。石油化工過程及裝備課程項目設計教學環節是配合學生在學習了有關設備類課程的基礎理論和基本知識后,對基本技能的訓練,培養學生設計能力和解決實際問題能力。通過本項目設計教學環節,使過程裝備與控制工程卓越工程師教育培養試點專業的學生掌握過程裝備中典型設備的工藝計算、結構設計和強度計算,以及工藝流程類圖的閱讀和繪制等。
(二)培訓對象。石油化工過程及裝備課程項目設計教學環節的典型過程設備包括換熱器、塔設備和反應器。過程裝備與控制工程專業3個班,90人,采用小組合作學習的方式,分成30組,每組3個人。30組對應30個設計題目,其中10個換熱器題目,10個塔設備題目,10個反應器題目,每組3個人的部分設計參數不同。學生通過課下以完成大作業的形式進行項目設計,課上配比4個學時供教師與學生研討,制訂了詳細的實施計劃,規定每一個環節必須達到標準后才能進入下一個環節,更好地保障設計任務的完成。
(三)項目設計教學環節的內容。具體如下:
1.化工工藝圖。為了促使學生熟練閱讀工藝流程圖、掌握工藝流程圖的繪制原則,在這部分實訓內容,需要每名學生繪制1張帶控制點的工藝流程圖并撰寫工藝流程;繪制1張輔助管道系統圖。
2.典型過程設備設計。完成一種典型過程設備的設計計算。以苯-甲苯連續精餾塔設計為例。
設計條件如下:在常壓連續篩板精餾塔中精餾分離含苯41%的苯、甲苯混合液,要求塔頂餾出液中含甲苯不大于4%,塔底釜液中含甲苯量不低于96%(以上均為質量分數)。苯、甲苯混合液處理量6t/h;泡點進料;操作回流比取為最小回流比的1.8倍;塔頂壓強,4kPa(表壓);熱源,低壓飽和水蒸氣;單板壓降,不大于0.7KPa。
設計步驟如下:(1)工藝計算。運用給定的工藝參數進行工藝計算,采用圖解法求得理論塔板數,如圖1所示,圖解得NT=12-1=11(不含塔釜)。其中精餾段NT1=5塊,提餾段NT2=6塊塊,第6塊為加料板位置。并得到部分塔的操作工藝條件及相關數據。根據工藝計算數據,然后進行結構設計。(2)設備的結構設計。根據塔設備的常用結構,參考有關資料和規范確定塔的各零部件的結構類型和尺寸,并進行塔板上的流體力學驗算,得到塔板負荷性能圖。(3)設備的強度計算。根據規范和相關標準對設備進行強度、剛度、穩定性進行設計和校核計算。(4)撰寫設計計算說明書及繪制設備的總裝配圖。通過前面的工藝計算、結構設計及強度校核,每名學生撰寫一份設計計算說明書,并繪制相應設備的裝配圖。
圖1 苯-甲苯氣液相平衡曲線及圖解理論板層數
3.化工過程模擬軟件的應用。利用化工流程模擬系統ChemCAD對塔的工藝參數和結構參數進行輔助設計和操作性能的驗證。首先選擇精餾單元的Shortcut模塊,算出最小理論塔板數及相關數據,然后用SCDS模塊依據此塔板數,計算出塔頂、塔底組分是否滿足給定的工藝條件,得到相關數據,模擬得到塔頂苯的摩爾分率95.999998%滿足要求,模擬得到塔板數為15塊,進料板位置為第8塊。最后采用了最優化方法中的靈敏度分析,以進料板位置為自變量,以再沸器負荷與回流質量流率為因變量,分別得到再沸器熱負荷、回流質量流率隨進料板位置變化的曲線,如圖2、圖3所示。由圖2可看出,第10塊塔板進料時,再沸器熱負荷最小,第8塊塔板到底11塊塔板進料,熱負荷變化較小。由圖3可看出,第10塊塔板進料時,回流量最小,第8塊塔板到底11塊塔板進料,回流量變化較小。通過對比,軟件模擬和計算稍有差別,軟件模擬對過程進行了優化,找到最優的進料板。
圖2 再沸器熱負荷隨進料板位置變化的曲線
圖3 回流質量流率隨進料板位置變化的曲線
4.成績組成。項目設計環節占石油化工過程及裝備課程成績的30%,這30%組成包括4個部分,化工制圖部分占30%,工藝設計計算部分30%以及設備設計與制圖部分占40%。
經過以上項目設計環節的訓練,可以培養學生以下方面的能力:設計化工過程設備能力;繪制工藝流程圖、設備裝配圖等化工制圖的能力;應用化工流程模擬軟件進行設備設計模擬與分析,學習優化設計,從而降低成本的能力。同時,由于采用小組學習的形式,每組學生的設計條件相近,經常在一起研究設計,因而也可以提升團隊意識,培養吃苦耐勞的精神。
總之,項目設計教學環節使得學生從實際工程問題出發進行本專業課程知識的學習,激發學生對實際工程問題的興趣,引導他們探索并掌握解決實際工程問題的途徑與方法,也為學生從事石油石化設計工作打下基礎,是高等工程教育的有利途徑。
【參考文獻】
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[2]莊哲民,沈民奮.基于CDIO理念的1級項目設計與實踐[J].高等工程教育研究學報,2008(6)
[3]顏志勇.基于項目設計與制作的《機械設計基礎》教學設計[J].當代教育實踐與教學研究,2016(6)
【基金項目】黑龍江省教育科學“十二五”規劃2014年度課題“‘卓越計劃’背景下石油化工過程及裝備(卓)課程建設研究”(GBC1214004);黑龍江省高等教育教學改革項目“基于‘卓越計劃’的過程裝備專業工程認證體系建設”(JG2014010652);東北石油大學研究生教育教學改革研究項目“基于職業資格認證的全日制專業學位研究生培養模式改革”(JGXM_NEPU_201401)
關鍵詞:高聚物生產技術課程;教學改革;教學內容
中圖分類號:G424.1
高聚物生產技術課程屬于石油化工生產技術專業的核心課程,開設于大二下學期,64學時,其中理論40學時、實驗24學時。課時少、任務重、內容難加之高職高專學生基礎薄弱,學生學習興致不高,教學效果不理想。針對這種情況,本文將從教學內容、教學模式、教學手段、實驗、成績考核等方面討論高聚物生產技術課程教學改革。
一、 精選教學內容
精選教學內容對提高教學質量起關鍵作用。教學內容選取應考慮高職教學的特點,突出“實際、實用、實踐”的“三實”原則[1,3]。教學內容選取應以石油化工生產技術專業人才培養方案的培養目標為依據,結合學生畢業后從事的工作崗位群進行調研分析,精選出符合學生發展需要的基本知識、基本技能。《高聚物生產技術》(侯文順主編)一共有十二章節,大致可劃分為高聚物反應的合成基礎、成型加工基礎和合成工藝三部分內容。高職高專學生基礎薄弱,理解反應原理、反應歷程等理論性較強的內容比較困難,學生畢業后從事高分子化學研究的很少,因此將第二章至第五章合成基礎理論內容直接跳過,選取必備的知識點放在后面章節作為補充教學內容即可。例如,“乙烯高壓聚合生產聚乙烯的生產工藝”的聚合原理涉及自由基聚合反應機理。首先補充知識點:什么是自由基聚合反應?自由基聚合反應有什么樣的特點?其反應機理是什么?補充必備知識點后再講授高壓法制備聚乙烯的生產工藝。讓學生知其然更要知其所以然。
教學內容選取還應充分考慮學生已有的經驗和知識,按照認知螺旋上升的規律,不斷拓展和深化學習內容[2]。該課程屬于石油化工生產技術專業的核心課程,與先修課程聯系比較緊密,例如物理化學、有機化學等。重復知識略講或不講,側重放在知識面的拓展、加深,避免簡單機械性的重復。例如利用蒸氣壓的變化、沸點升降、凝固點的變化測高聚物的摩爾質量,其原理是溶液的依數性。這部分內容是化學熱力學理想稀溶液依數性的教學內容。講這部分內容時,其原理可以不講,重點放在用其它方法測高聚物的摩爾質量。例如:用氣相滲透壓法測數均相對分子質量、端基滴定法測數均相對分子質量、光散射法測重均相對分子質量、黏度法測黏均相對分子質量[1,3]。
二、 改革教學模式、教學手段
根據新課程理論,學生是學習的主體,教師在教學中起主導作用。教師必須認識到學生在教學中的主體作用,須轉換角色,革新教學模式。本學院采取分小組的模式,根據教學內容提前分配好學習任務,讓學生自主學習,最后一起分享學習成果。例如,學習“聚乙烯樹脂及塑料”這部分教學內容時,提前分好小組,每組有負責人,分學習任務,分別負責搜集聚乙烯的發展歷程、趣聞軼事、用途、生產工藝流程等資料并學習。上課時先讓學生講解所學內容,教師做適當補充或解釋。這種教學模式可以培養學生的團隊協作精神,搜集、處理信息的能力,調動了學生的積極性。
科技的日新月異不僅改善了我們的生活,也讓教學資源更加豐富,教學內容呈現形式有了多樣化的可能,教學手段更加多樣化。傳統板書結合現代化的科技技術,課堂內容承載著更多信息,更加生動活潑、引人入勝。利用實物,如橡膠、塑料、纖維等實物介紹三大合成材料的用途、特點。利用網絡資源,制作的課件有圖、有聲音、有視頻,課件總體上趨于形象化、生動化。利用仿真軟件,使晦澀、難理解的反應機理變得簡單易懂,也可以進行仿真模擬實驗。例如用仿真軟件可進行“聚氯乙烯的生產工藝流程”的模擬,讓學生仿佛身臨其境體會其生產過程。
三、重視實驗
化學實驗室化學理論的源泉,是化工工程技術的基礎[4]。在化學專業的學習中,必須重視化學實驗實踐活動,重視在實踐中訓練和掌握基本知識、基本技能。只有親臨實驗的實踐活動,才能掌握、積累、深化、提升專業知識和實驗技能[5]。
實驗項目的選擇應符合職業教育的特點,選擇盡可能看得見、摸得著的實驗產品的項目。例如:有機玻璃的制備。通過實驗室操作制備得到有機玻璃體會本體聚合的特點和有機玻璃的工藝流程比僅在理論課上講授的效果要好得多。實驗項目的選擇還應和理論教學內容相對應。理論課上講授了乳液聚合的相關知識,就可以多考慮這方面的實驗項目。例如苯乙烯的乳液聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合[6]等。
結合本學院的實驗條件,開設了6個實驗項目。教師必須重視實驗教學,嚴格遵守實驗室的規章制度執行。抽查預習情況,重視實驗操作,密切關注實驗現象,必要時給予技術性指導,實驗結束后交一份完整的實驗報告。若根據現有實驗室條件無法開設的實驗項目可充分利用網絡資源進行教學。運用化工仿真軟件,可進行模擬實驗。應用網絡視頻資源,可將本學院無法開設的實驗下載,進行觀賞、剖析。
四、 改革成績考核模式
本學院高聚物生產技術課程成績考核采用“理論課成績占60%,實驗課成績占40%”的模式,其中理論成績=平時表現*10%+作業*10%+期中測驗*10%+卷面成績*70%,實驗成績=實驗表現*20%+實驗報告*20%+實驗考核項目*60%。改革后的成績考核模式促使學生認真對待平時考勤、作業、實驗報告,增加了對實驗的重視程度,對提高教學質量起了推動作用。
五、 教學改革成果
筆者將改革后的教學成果應用在石油化工生產技術專業2010級、2011級和2012級學生的教學,根據反饋回來的信息分析,學生普遍反應高聚物生產技術課程內容生動、貼切實際,學習勁頭較足,教學質量有了明顯提升。
參考文獻:
[1,3]侯文順主編,楊宗偉主審《高聚物生產技術》北京:高等教育出版社,2007年1月第1版
[2]鐘啟泉,崔允主編《新課程的理念與創新》北京:高等教育出版社,2003年7月第1版91.3
[4]柯以侃主編《大學化學實驗》北京:化學工業出版社,2001年8月第1版
大家好!今天在這里召開大學生座談會,這是廠領導對我們大學生的關心和重視,同時也為在座各位提供了一次難得的學習和交流的機會。
首先作下自我介紹:我叫__,今年26歲,畢業于__石油大學石油地質專業,目前在采氣二區地質組進行實習。參加工作已經八個多月了,經驗之談不敢當,借此機會跟各位談一下工作中的一些探索和體會,不當之處還請各位領導和同事批評、指正。
為進一步增強青年的責任感、使命感,優化創新環境,搭建創新平臺,為廠持續有效發展提供人才保證和技術支持,廠舉行了“講理想,比貢獻”活動,在此次活動集中傳達學習的基礎上,又通過網絡了解了侯祥麟、閔恩澤同志的先進事跡,深刻學習與領會侯祥麟、閔恩澤等老一輩科技工作者愛國、奉獻、敬業、創新的精神,以及石油石化工業的創業史、創新史。
感動于他們以國家為重、事業為先的愛國情懷,當國家需要海外留學生回國服務時,他們毅然舍棄優越的工作生活條件,返回祖國。
感動于他們淡泊名利、甘為人梯的奉獻精神,他甘為人梯,傾注心血培養了一代又一代科技工作者,使石油煉制和石油化工科技創新水平不斷推升。
感動于他們為石油化工事業嘔心瀝血的歷程,一次又一次地研究試驗,攻克一個又一個技術難關,滿足了中國航空、航天、核工業發展的特殊需要,使中國本來十分落后的煉油工業技術很快接近當時的世界先進水平。
感動于他們銳意進取、不斷開拓的創新精神。他們帶領科研團隊,不斷探索新思路、開拓新領域,率先在石油煉制和石油化工科技前沿開展導向性基礎研究,不斷取得新的突破,為石油煉制和石油化工技術的創新提供“新式武器”。這種銳意進取、不斷開拓的創新精神正是集團公司改革發展不可或缺的動力源泉和寶貴財富。
半年多的工作閱歷,對于侯老、閔老的精彩人生來說,是那么的微小,對了解一個有著多年發展歷程的企業來說確實略見一斑,對于為廠發展作出過杰出貢獻的前輩來說更顯寸木岑樓,但對于我們剛剛離開校園踏上工作崗位的大學生來說,收到的體會確實很多。就我在采氣二區半年多的工作具體談下:
剛參加工作時,生產的各個環節對我來說都是比較陌生的,在師傅的細心指導和我自身的努力下,我積極學習《新工人入廠教育培訓》、《采氣工必讀》、《采氣工技術等級培訓教材》等專業書籍,加強自己對專業知識的滲透。但后來我發現,我學到的只是對所要錄取數據的強記,并沒有真正理解設備原理等知識。比如站內切換生產流程,由于以前沒有接觸過這些操作,對于站長的要求我感到茫然不知所措,通過這件事,我深深體會到自己學習的知識還是太死板、粗略,看似簡單的流程,其實里面包含著很多的知識點,于是在平時工作巡檢時仔細觀察流程走向,跟著師傅學習流程操作,認真參加一周一課的學習,拓寬自己的專業技術層面,結合自身所學知識,理論聯系實際,積極參加每周的異常井分析會,仔細記錄每口氣井的規律、特點,從而提高自己的分析水平。如:20__年10月5日凌晨1時,在巡檢中,我發現文109井氣量在半個小時內迅速下降了1.2萬方,并且起伏波動較大,我隨即運用“一檢查、二對比、三判斷、四處理”的方法,檢查了站內流程,對比分離器前后壓差,最后采取了向井內注水的方法,使文109井恢復到6萬方的生產氣量,保證了氣井的穩定生產。通過這些現場的實際操作讓我加強和鞏固了自身所學,認真履行了我區對新分大學生“以學習帶動工作、以工作促進學習”的倡導。在實際工作中,我做到了“勤動手、勤動腦”,“眼到、手到、心到”,增強了實際動手能力,也給自己的工作增強了信心,事實證明,只要用心學習、工作,就會發現付出總有回報。
在站上上班幾個月后,我對站上的流程、各種操作已經能熟練掌握。這時,我又來到區技術組實習。技術組的同志們比我想象中的年輕的多,就比如我們的兩位副經理也就比我大兩歲,年齡上沒有大的差距,使我跟快的融入了這個集體。到技術組的第一天,侯經理就對我說,到采二的技術組實習工作是一件非常累的事情,這對你們是一個考驗,如果你們哪天覺得干不下來,那么請你們離開。他還開玩笑的對我說:“如果你對哪個人有仇,那么你就讓他去技術組,這里的工作最為辛苦,如果你對哪個人好,那你讓他到技術組來,二區的技術組就是一個大熔爐,任何有心人在這里都能夠快速成才。從那一天起,我就暗下決心,一定要在這里快速進步,把自己練成一塊好鋼。
接下來實習的過程中,困難還是比我想象的多。首先,在短時間內,區領導讓我承包了一個集氣站,我要對全站的生產任務負責。雖然我覺得對站上的氣井已經比較了了解了,但是當領導問我一口井什么時候壓裂的,喇叭口是多大的,一周需要注多少水等等這些問題的時候時,我才發現自己欠缺的很多。我馬上將每個氣井的井史仔細翻閱,將氣井的各個參數牢記于心,并且根據我在站上上班時對氣井的了解,加上學校所學的知識,開始反思所有的氣井的生產制度是否合理。當我發現文23-19井由于油管結鹽嚴重,每天需要從套管注水洗鹽,但效果仍不理想時,我主動提出文23-19井從油管打水浸泡,套管生產的措施。注水方法的改變,是文23-19井的氣量從1.9萬方上升到2.4萬方,我心里非常高興,也更加加大我對氣井管理的興趣和信心。同時我開始參加值班,我并不局限于所承包站的氣井,而是將全區的氣井的井史資料仔細研讀,觀察各井每天的生產情況,總是在想各井的生產制度,各項措施是否合理,能否進一步優化。由于在站上實習的時間短,有的站的井位我還不知道在哪里,我就和我區的董一有一起用兩天的休息時間騎自行車一個井一個井的看,了解井位,并且熟悉各井井口流程。然后我們把全區所有氣井的井位在地圖上標出來,并且將各井的井口流程都畫出來進行了歸納,哪些是有油套連通
的,哪些是沒有復線的,從歸納圖上一目了然,這些做法也得到了領導的好評。
在技術組,我感覺到了每個人對工作的熱情。特別是到了晚上,幾乎每天晚上所有的技術員都在辦公室加班,都盯著自動化的電腦看氣量運行是否正常,一般都是自己盯著自己承包的站的氣量。發現哪個井出現氣量下降后,都能在第一時間提出處理措施。如果比較難判斷的,辦公室的技術員就會簡單討論一下該怎樣處理,遇到問題比較大的,不管是否值班,大家都會到現場去處理。剛開始這種工作方式我還有點不適應,想每天晚上都到12點,多累啊,并且自己開始還熬不住,領導也很關心的讓我早點睡。但是現在每天的氣量都十分緊張,看著大家在辦公室里忙碌,讓我想到了電視劇的《亮劍》。那是個戰爭年代的鐵軍,該出鞘時必亮劍。而我的感覺,我們現在每天都在像是在和平年代里的軍人,我們的任務就是保證最大限度的產氣。每個人都在為這個目標努力著、戰斗著。看著他們忙碌的身影,我怎忍心拋棄我的戰友去睡覺呢。我雖然沒有當過兵,但是在這里,我不禁學到了技術,更加感受到了戰友一樣的友情。每天一塊上站、一塊吃飯、晚上一塊盯氣量,這種感情,估計只有在軍隊里才能體會到吧。
今天我們在這里談”講理想、比貢獻“,我覺得在二區,最大的感受就是責任心。這個話題在我們每周的會上總是要提出來,既然選擇了遠方,便不顧風雨兼程,既然選擇了文23,便要承擔這份責任。作為一個有血腥的男人,就要將自己肩上的責任扛的住,扛的起。所以才會有了不成文的規定:氣井問題未解決,絕不回來吃飯,晚上值班3:00以后,氣井正常方可入睡。
回顧半年來在采氣二區實習的工作經歷,我在工作的半年中,通過加強專業知識學習,熟悉周圍的環境,已漸漸地融入到這個工作中,在領導和同事的鼓勵下和幫助下逐漸樹立信心,憑借自己對工作的韌勁和耐性,通過不斷的實踐、努力,最終得到了領導的認可和好評。感謝領導對我們的培養,今后我將進一步立足崗位,加強學習,爭取做出更加突出的成績。為取得更大的成績,我覺得應該堅持:
一是要立足本職,愛崗敬業,保持端正的工作作風,嚴謹的工作態度,以飽滿的熱情、最佳的精神狀態投入到物資供應工作中去。
化工設計 課程聯系 教學改革
近年來,化工設計課程在工科類院校受到越來越多的重視。2003年,化工教指委的《“化學工程與工藝”專業創新人才培養方案》中指出:工程設計在化工高等工程教育中具有重要地位和作用。通過化工設計,培養學生綜合應用各方面的知識與技能,解決工程問題的能力。這表明化工設計作為實踐教學環節,在化學工程與工藝專業的學生培養過程中具有重要地位。余國琮院士等多位專家在《面向21世紀“化學工程與工藝”專業人才培養方案》制定過程中也提出:要培養學生的創新能力,應該在科學引導的前提下,保證學生有充分的自學時間,以用來收集資料、思考問題。為此,新培養計劃要求精簡課程內容并采取現代化教學方法提高效率。化工設計過程本身就是一個創新過程,牽涉專業廣泛,與國家政策、企業行業標準、環境保護等各個領域都密切相關,學生需要運用自己對專業理論的理解,結合實踐課程內容來解決實際問題。因此,對于化工設計課程,在教學過程中應充分強調其與其他課程之間的聯系,并引導學生獨立學習,盡量規范地完成設計工作。
一、加強化工設計與理論課程的聯系
化工設計的先修課程涉及到多門基礎理論課,包括物理化學、化工原理、化工熱力學、化工分離工程和反應工程等,還包括一些工藝學課程,其中的專業基礎知識用于分析具體工藝過程,對各類設備設計計算和選型。從設備選型、工藝計算到圖紙設計也是專業課程內容的升華。
對學生而言,進行某一工藝過程的流程設計、物料衡算、設備選型等工作時,需要能正確地運用專業知識,設計的不同階段會出現很多問題。例如,反應途徑選擇,目的產物及副產品的分離方式、分離順序確定,化工體系的計算方法,相應物性數據的獲取,設備選型等,這些內容又與專業課程有密切的聯系。在化工設計開始之后,再讓學生回顧之前的學習內容是比較困難的,往往需要教師重復講解知識點和計算實例,增加了指導難度,也會浪費時間。因此,需要專業理論課程授課時就提前向學生說明相關知識點與化工設計之間的聯系。一方面,這要求授課教師既要理解基礎理論,還要理解化工設計的內容,并合理地將二者結合;另一方面,讓學生了解到所學內容在化工設計中應用,增強學習目的性,激發學習興趣。換句話說,將化工設計與專業理論課程相聯系,對化工設計和理論課本身都有益處。
二、加強化工設計與生產實習的聯系
化工設計是對具體的化工工藝過程進行設計分析的過程,是理論聯系實際最主要的通道,生產實習作為學生接觸實際裝置最直接的途徑,必須強調二者之間的聯系。
目前,本科生在化工設計過程中,普遍表現出工程意識的缺乏,很少參考教材以外的資料。只有通過生產實習到現場了解實際情況,有直觀的認識和切身的體驗,才能在設計中加以運用。化工設計應該安排在生產實習之后進行,這有利于學生做設計時聯系現場的裝置。因此,有必要讓學生帶著一些具體的任務進行生產實習。例如,畫出管道儀表流程圖;了解各種設備、原料來源、產品規格、公用工程等;了解“三廢”處理、節能措施等,這一過程也是學習思考的過程。經歷這樣的實習之后,學生對裝置有了直觀的認識,對書本上的理論有了更深的理解,這樣完成理論與實踐相互促進、交叉進行的學習過程,是十分有益的。
當然,工程意識的培養不是短期能夠完成的,需要長期鍛煉和經驗積累,對于本科學生來說,大部分概念來自于指導教師,所以對教師進行培訓、增加工程經歷十分必要。
三、加強化工設計的規范性
化工設計是一門理論與實踐結合很強的課程,要求指導教師不僅具備專業理論知識,還要有一定的現場實踐經驗。為此必須對化工設計指導教師進行相應的培訓,可以到設計院等單位進修并參與實際設計工作,積累設計經驗;同時及時了解行業內最新的設計規范和設計標準,用于指導學生,具有重要意義。
通常化工設計結束后,學生要上交設計計算書、管道儀表流程圖、車間設備平立面布置圖等,這需要制定統一的格式規范,有助學生建立規范意識。例如,化工裝置的設計文件應參照《化工廠初步設計文件內容深度規定》HG/T20688-2000、《管道儀表流程圖設計規定》HG20559-93、《石油化工企業總體布置設計規范》SH/T3032-2002、《化工裝置管道布置設計規定》HG/T20549-98、《石油化工管道布置設計通則》SH3012-2000等相關技術標準規范進行編制。此外,盡管化工專業的本科生在化工設計中對公用工程、環境保護等問題涉及較淺,也應該讓學生了解相關的行業規范,建立規范意識。
四、改革指導方式,鼓勵學生交流
化工設計完成的好壞,與教師的指導有很大關系。指導教師要不斷改革指導方式,設法引導學生思考并完成理論與實踐相結合的過程,還要注意培養學生的創新能力,鼓勵學生提出自己的想法,并在設計過程加以合理體現。
化工設計不同于一般的理論課,著重培養學生分析和解決實際工程問題的能力,培養工程素質、團隊意識和創新精神,在設計過程中,應該鼓勵學生進行討論。指導教師引導學生交流可以采用多種形式,例如,按照不同的觀點分組討論;讓學生推舉代表,上講臺講解;對同一題目進行不同方案比較或經濟評價,拓寬設計思路,引導學生做更深入的思考等等。總之,應該對提出獨特見解的學生加以鼓勵,對設計中出現的問題予以歸納總結,不斷提高指導能力。
在設計手段上,逐步引入化工繪圖軟件、工藝設計軟件,參照華南地區高校的競賽模式,鼓勵學生用計算機輔助完成設計任務,激發學生的創造性。設計最后環節經常被忽視,大多數學生對關鍵知識點的理解及自己發現的問題疏于總結,對此教師可以給出具體要求,促使學生寫出設計體會和總結。各屆學生可以把經驗介紹給下一屆,使化工設計課程具備延續性、不斷進步,從而提高設計效果。
五、結語
總之,隨著化工設計課程在化學工程與工藝專業學生培養過程中越來越重要,一方面,我們要加強化工設計與專業理論課程之間的聯系,使學生盡早建立設計理念,有意識地增強工程意識,使設計過程更加順利;另一方面,也要加強化工設計與生產實習之間的聯系,能使學生更好地理解實際裝置及設備的布置特點,把理論與實踐更好地結合起來,增強設計興趣。指導教師要加強自身的工程經驗,改進指導方式,引導學生主動思考、積極交流,有效地提高設計效果。
參考文獻:
[1]余國琮,李士雨.“化學工程與工藝”專業創新人才培養方案的制定與實踐[J].天津大學學報(社會科學版),2004,6(1):1-5.
關鍵詞:卓越計劃;自動控制原理;數學模型
作者簡介:司徒瑩(1972-),女,廣東開平人,廣東石油化工學院計算機與電子信息學院,講師;劉美(1967-),女,廣東廉江人,廣東石油化工學院計算機與電子信息學院,教授。(廣東茂名525000)
基金項目:本文系廣東省高等教育教學改革工程項目(項目編號:BKZZ2011041)、廣東省高等教育教學成果獎培育項目(項目編號:201139277)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)16-0037-01
“自動控制原理”是電力、電氣自動化專業的一門專業基礎課,是機械類、儀器儀表類、能源動力類、電氣信息類等許多專業的學科基礎課,也是許多工科專業非常重要的課程。該課程主要任務是通過對控制理論知識的學習,培養學生對控制系統的分析設計能力、工程實踐能力和創新能力。[1]該課程內容涉及面廣,抽象難懂,理論性和工程實踐性均較強,并且更新發展較快,如何教好這門課一直是專業教師討論的熱點問題。當前正值卓越工程師培養計劃的改革試行階段,廣東石油化工學院(以下簡稱“我校”)已成為第二批“卓越工程師教育培養計劃”試點高校,“自控原理課程”教學改革迫在眉睫。根據該計劃的基本要求,結合筆者講授該課程的經驗,提出本課程教學改革的一些看法。
一、“卓越工程師教育培養計劃”下的教學要求
“卓越工程師教育培養計劃”是教育部 2009 年推出的一項重大教育改革試點項目,它提出:面向工業界、面向世界、面向未來,創建具有中國特色的工程教育模式,培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,促進我國從工程教育大國走向工程教育強國。它具有三個特點:行業企業深度參與培養過程;學校按通用標準和行業標準培養工程人才;強化培養學生的工程能力和創新能力。
上述特點決定了高校課程教學應在加強教育和行業、學校和企業的密切合作的前提下,在有限的課堂教學課時中,注重理論知識的工程背景和應用,著重培養學生的工程意識、實踐能力和綜合素質,努力為企業造就適應其發展及需要的優秀工程師。[2]“自動控制原理”課程改革也應緊緊圍繞著這個要求來進行。
二、“自動控制原理”課程特點和目前教學存在的問題
“自動控制原理”課程的特點是:內容豐富、理論性強、涉及知識面廣、信息量大、更新發展快,而且比較抽象,習題多、難度大,是具有一定深度和學習難度的課程,學生感到難學,教師也難教。
現有的教學方法多沿用傳統的“課堂講授+驗證性實驗”,呈現處以下弊端。
1.課程內容不足
(1)跟不上工程實際。現有課程內容建立在知識的系統性和完整性上,基于此構建的知識點往往過于注重深度,實際工程應用偏差較大,更新速度較慢,學生常常覺得在企業里看到的新儀表、新方法和課堂上學到的東西聯系不起來。這使得教學內容與“卓越計劃”中的工程背景相悖。
(2)內容講授上重理論輕實踐。課堂講授中只注重將理論知識講解清楚,但沒有和工程實際結合起來。
2.教學方法簡單
教師多利用課堂講授,一來大量理論內容枯燥、乏味,缺乏自主學習的誘惑力;二來學生缺少實踐、動手的過程,課程所設置的實驗也多為驗證性實驗,不利于這門課程的學習;此外,教學手段的單一化也使課程的信息量和更新程度銳減。
3.學生學習積極性不高
學生學習目的不明確,普遍覺得不知道這門課能用在什么地方;課程中一些抽象的概念和大量數學推導使學生產生為難情緒,影響了他們學習的積極性。
三、課程教學改革
針對以上問題,對我校“自動控制原理”課程做以下改革。
1.教學內容上的改革
依據“卓越計劃”,學生在校理論學習時間要縮短,以便有更多時間投入到企業去實習,因此如何在有限的時間利用有限的資源傳授最有用的理論知識,就成了改革的目標。
課堂教學中首先要講清課程的基本方法,即定性分析上升到定量分析的方法,和從直觀表現到深入刻畫的方法,這不單適用于本課程,也適用其他科學分析;其次要清楚課程三個模塊的基本點,并鼓勵學生自己將他們聯系起來并用于解決實際問題。
(1)數學模型。建立系統的數學模型是分析、解決問題的前提和條件。介紹的重點放在線性連續系統時域數學模型的建立和求解上,包括微分方程、結構圖和傳遞函數及其相互的轉換,針對不同專業背景的學生,聯系不同的實例進行切入講解,便于學生了解數學模型的物理意義,從而將抽象的數學概念和實際相聯系,加強數模的可理解性。而對于頻域或離散系統模型,則采用對比的方式帶過,由學生自己總結得到。
(2)系統分析。經典控制理論的分析方法包括時域分析法、頻域分析法和根軌跡分析法,主要分析穩定性、快速性和準確性三大性能,這是本課程的重點所在。筆者認為三種方法均應講清思想方法以及對應的圖形圖線和系統的聯系,而定量分析的計算公示推導因計算軟件發達,受學時限制應放在次要位置。頻域分析法著重介紹頻率特性的幾何表示法和頻率特性曲線上各段所代表的性能特征。根軌跡分析法則關鍵說明開環極點和閉環極點的關系和代數問題的幾何表示,而根軌跡上各點和對應性能指標的計算可以少講。
(3)系統的綜合校正。學生利用控制方法去設計系統,是本課程學習的最終目標,也是教學的難點所在,對學生的分析能力、綜合能力提出了較高的要求。這部分要介紹校正裝置的設計原則,更多的是結合實例講解實際系統的設計方法和常見問題。
2.教學手段和方法的改革
(1)聯系實驗裝置,貫徹聯系實際的重點。多數院校都會有過程控制實驗室,可以利用該實驗室中現有的系統,重新設計教案。從系統的構成、建模、分析、設計,逐步深入,結合實際系統和仿真軟件來講解,有條件的院校更可以為每位該專業學生準備一套自動控制元件,最終的考核也可結合該系統的設計和分析來完成。這樣學生學習的目的性會更加明確,也不會總糾結于“學無所用”了。
(2)沿用傳統的多媒體+板書形式。大部分用多媒體教案展示主要知識點,穿插先進控制實例的視頻、錄像,更吸引學生眼球。比如講系統穩定性和穩態誤差分析時,結合挑戰者號在火星著陸的實例,同學們就非常感興趣。同時,多媒體教學中的動畫更形象地反應了系統響應曲線變化和實驗、仿真的過程。但個別難點內容應當配合板書,使學生緊跟教師的思維。
(3)多樣化的教學方法。始終圍繞理論和實際相結合的原則,用大量工程實例去鋪滿理論講授過程;同時還要注意講授方法的多樣化,如可以采用虛擬模型教學、實際案例教學,鼓勵學生在老師點到主線后,在虛擬模型和相關案例中通過討論,自己得到結論和方法,并能清楚表達出來。這不單利于將知識點融入實際,還能培養學生的創新能力、思維模式、團隊合作能力以及表達能力,這種方法可以考慮多采用。
(4)充分利用網絡資源。網絡教學是課堂教學的延伸,充分利用網上資源和媒體材料,特別是國家精品課程網站,將其作為有利于課堂教學的輔助手段,也可以借此提高學生分析問題和解決問題的能力。
3.考試方式的改革
考試是教學工作的重要環節。首先,要確定科學、適當的考評體系,以檢查學生對基本原理的掌握和綜合應用情況。改革后的考試應當是多種形式的,可以大致分兩部分進行,其一是傳統的筆試部分,以客觀題為主,主要考查基本概念、基本原理。其二是應用能力,有條件的院校可以給定具體對象或環節的實物,要求學生分組按要求進行設計、分析和校正,依據設計過程小組的表現和結果給予成績。這樣,既考查了基本概念,也讓實踐能力強的學生有了展現的機會,也更能提起同學們的學習興趣。
四、結語
“自動控制原理”作為一門理論性較強的工程學科,在工業、制造業、航空航天、機器人乃至國民經濟建設中均有廣泛的應用。[3]
追尋控制領域的發展趨勢,根據“卓越工程師培養計劃”的要求,不斷尋求“自動控制原理”教學改革之路,提高教學質量,培養具有創新能力和較高綜合素質的工程人才,才能適應新時期的發展需要。而這個改革的過程,還有待教師在今后的教學過程中不斷摸索、完善。
參考文獻:
[1]袁新娣,黃曉軍,謝曉春.《自動控制原理》教學改革探索與實踐[J].江西教育學院學報(綜合),2006,(6).
一、概括圖示法
針對零碎、分散又不好理解記憶的知識,我們可以用概括圖示法使之系統化、綱要化。利用概括圖示法,可以高度濃縮學習內容,使繁雜、抽象的知識系統化,發現地理知識的內在聯系,總結地理學科規律。如我們在學習“地球公轉的地理意義”時,可以把相關知識概括成下面的圖表:
二、比較列表法
在初中地理學習中,我們可以把兩個或更多的同類地理概念、事物等放在一起進行列表比較、分析。利用比較列表法,有利于我們區分、把握同類地理事物或概念。如在學習“中國溫度帶劃分”時,可列表如下:
三、地圖學習法
有地圖的幫助,同學們就能更形象生動地理解地理知識,就能記得更牢、更準。
1.按山走向記憶我國的山。
山是構成地形的骨架,按山走向,我國的山可分為五大類:(1)東西走向的山:天山-陰山-燕山(最北一列),昆侖山―秦嶺(中間一列),南嶺(最南一列)。(2)東北-西南走向的山:大興安嶺-太行山-巫山-雪峰山(最西一列),長白山-武夷山(中間一列),臺灣山(最東一列)。(3)南北走向的山:賀蘭山,橫斷山。(4)西北-東南走向的山:阿爾泰山,祁連山,小興安嶺。(5)弧形山:喜馬拉雅山。
2.按順時針、逆時針方向記憶我國的省級行政區、鄰國。
(1)對全國34個省級行政區,可按順時針方向記憶:正北有個內蒙古,東北黑吉遼連串,華北兩河與兩山,直轄京津渤海灣,鄂皖蘇滬湘浙贛,長江中下北南岸,沿海閩粵桂瓊臺,西南渝藏云貴川,西北青新寧陜甘,還有港澳南海邊。(2)對我國的鄰國,可以分類記憶:①按逆時針方向記憶陸地上14個鄰國:東朝鮮,北俄蒙,三個斯坦在西北,西有阿汗巴斯坦,西南印爾和不丹,南緬老撾和越南。(三個斯坦:哈薩克斯坦,吉爾吉斯斯坦,塔吉克斯坦;阿汗:阿富汗;巴斯坦:巴基斯坦;印:印度;爾:尼泊爾;緬:緬甸)②按順時針方向記憶與我國隔海相望的6個國家:東韓日,東南菲,南有馬萊和印尼。(馬:馬來西亞;萊:文萊)
四、簡化記憶法
把龐雜的地理知識簡化成幾個字,借助回憶、想象學地理,可以有效減輕識記負擔,提高記憶效率。
1.在學習“美國”時,可把相關知識點簡化為“一二三四五”。 vkhgftdr、
“一”是指美國的工農業產值居世界第一位;“二”是指美國領土跨北美洲和大洋洲兩大洲;“三”是指美國本土的地形區分為三大區,西部是科迪勒拉山系的一部分,中部是密西西比平原,東部是阿巴拉契亞山;“四”是指美國領土面積居世界第四位;“五”是指美國的五大工業部門――鋼鐵、汽車、石油化工、航空航天及新興的電子工業。
2.在學習“中國的主要地形”時,可把相關知識點簡記為“三三四四”。
一、過程裝備與控制工程專業發展現狀
現在國內設立過程裝備與控制工程本科專業的高校110所,建有“化工過程機械”碩士點的高校30余所,設立博士點的高校14所。其中,浙江大學、北京化工大學、西安交通大學等院校本專業發展迅速,浙江大學和北京化工大學的“過程裝備與控制工程”是首個國家重點學科,首批國家特色專業之一,北京化工大學還是全國“過程裝備與控制工程”專業教學指導分委員會的主任單位,這幾所學校都將培養具有創新精神的過程裝備與控制高層次復合型人才納入培養方案,通過系統的工程設計和控制技能以及科學研究的基本訓練,使學生在掌握過程裝備創新設計理論和控制方法的同時,有寬廣扎實的科學知識、人文知識和良好的精神境界。與上述高校相比,長江大學過程裝備與控制過程專業從2001年開始設置,沒有原“化工設備與機械”專業建設的積累,起步較晚,教學、科研平臺較少,學位建設薄弱。因此,需要結合自身專業特點,加快專業建設。
二、課程體系存在的主要問題
“一體兩翼”是長江大學過程裝備與控制過程專業人才培養模式的特色,以機械為主,工藝與控制為輔,在課程設置方面突出機械的重要地位,安排了機械專業的大部分課程,另外,增設了《機械加工工藝》、《化工原理》、《過程控制工程》等必修課程和《石油煉制工藝》、《化工計算》等選修課程。與機械大類相關專業相比,專業課程較多,而且,學校采取大學一、二年級大類培養,三、四年級分流的培養模式,專業課程全部集中在后面2年,學生學習任務重的特點尤其明顯,相關課程的實驗往往只能安排在課程結束或期末,造成專業課程教學和學習效果受到一定程度的影響。另外,由于缺少相關的實驗平臺,工藝與控制理論教學缺乏配套的實踐環節,學生對相關知識的掌握只停留在表面,在后續的學習和工作中基本沒有再觸及這2個方面內容,導致“兩翼”的專業特色被大大淡化。隨著社會對畢業生技能多樣化、能獨擋一面的要求,該專業學生在工作崗位上往往要從事機械結構設計,同時需要對加工工藝、整套裝備的工作流程、裝置的自動化控制比較了解。因此,在制定教學計劃,確定課程體系時,迫切需要對課程體系進行改革。
三、改革措施
緊密圍繞一級學科“動力工程及工程熱物理”設置專業課程,在以“機械”為主時,注重突出石油特色,同時完善熱工知識體系。目前開設的《機械原理》、《機械設計》、《過程設備設計》、《過程裝備成套技術》和《化工原理》等課程都涉及到機器零部件和設備,在課程安排和內容教授過程中需要注重各門課之間內容的銜接和互補,精簡課程,避免知識點的重復。對于熱工知識體系,工程熱力學和傳熱學是最基本的2門專業課程。傳熱學側重于3種傳熱方式的換熱計算,是進行相關換熱元件設計的基礎,而熱力學是一切能量變化的基礎理論,偏重于壓縮機、膨脹機、熱泵、空調、內燃機等熱力設備的熱力過程分析,學習該門課程對于學生真正掌握動力設備的工作原理和熱力性能非常重要。因此,在開設傳熱學的同時,非常有必要開設《工程熱力學》課程。突出“工藝”和“控制”的兩翼特點。“工藝”和“控制”作為過程裝備與控制工程專業的兩翼,并不是通過一到兩門相關課程的理論教學就可以實現的,必須結合其他配套的實踐或實驗環節才能取得較好的效果。通過煉油工藝、輕烴回收等工藝的理論教學,再進行化工流程模擬練習,可以讓學生在了解現有流程特點的基礎上,進一步思考“為什么是這樣的問題”。最后通過生產實習的現場觀察,在獲得感性認識的同時,加深對相關知識點的理解。自動化控制作為目前企業大部分設備都具有的功能,重視學生在校期間對控制理論知識的學習非常必要。例如,原油加熱爐的設計不但需要結構設計技能,而且還需要溫度、壓力等控制系統的設計和實現,只有具備了機械設計和控制相關知識的人才能在設計時更好的從裝置的整體結構和性能去考慮。因此,在理論教學的同時,提供機會讓學生動手設計基本控制系統并加以實現,對于學生理論知識的掌握和操作技能的鍛煉尤為重要,有利于學生更快地勝任工作崗位。重視生產實習環節,增加拆卸、組裝設備實踐內容。生產實習作為學生理論知識和實踐相結合的有效途徑,是工科專業必不可缺少的一個實踐性環節,各高校十分重視生產實習在提高學生實際操作技能方面的重要作用。過程裝備與控制工程專業作為長江大學一個與石油化工設備設計、控制系統緊密相連的特色專業,以培養具有創新精神的復合型人才為目標,更加注重學生實踐動手能力的鍛煉,很多的學生畢業后從事動力設備、管道的檢修工作,因此,更應注重發揮生產實習的實踐功能,保證學生在走出校園后可以盡快適應相關工作。但是,從這些年的生產實習組織方式、實踐內容來看,以往單純依靠學生在工廠、企業走馬觀花式的參觀,雖然可以獲得對于生產現場的感性認識,對設備加工工藝及化工煉油工藝也有較好了解,但欠缺對設備內部結構的學習,導致學生實習流于形式,學習積極性不高。另外,從已畢業學生的反饋情況來看,存在迫切希望能在專業學習過程中增加自己動手拆卸零部件以填補對典型設備內部結構認識的空白,增強工作信心。通過調研了解到,武漢工程大學過程裝備專業擁有自己的設備實驗基地,拆卸、組裝設備是生產實習的一個重要內容。通過增設學生拆卸、測量、組裝設備環節,對目前的生產實習進行改革,可以極大的豐富生產實習內容、提高學生的學習積極性。長江大學生產實習時間為4周,原計劃安排在荊門煉油廠和宏圖有限公司實習2周,主要是了解煉油工藝及相關設備,與該專業學生將要從事的職業有很大相關性,其他2周主要是在第四石油機械廠、江漢油田鋼管廠參觀零部件的加工過程,對于幫助學生了解加工工藝、機床有很大意義,但是在具體實施時,因為實習單位的生產實習安排、安全檢查、設備大檢修等原因,往往造成各實習內容不能按期進行,給實習安排帶來較大不便。通過增設典型設備拆卸、測量實習環節,可以提高生產實習的靈活性,豐富實習內容。另外,建設校內設備實習基地,增設動力設備(泵、壓縮機)和反應換熱設備的拆卸、測量、組裝實習環節,可以極大地提高學生的實踐動手能力,為設備設計、檢修奠定扎實的基礎。重視科研對教學的促進作用,加快教學、科研平臺建設。從事科研工作有利于教師把握先進技術和工藝的發展方向,將科研帶進課堂,有利于豐富教學內容,讓學生在了解科研成果的同時,更多的感受到科學工作的嚴謹性和嚴肅性,有利于學生盡早樹立起對未來工作負責任的態度。科研工作離不開相關的平臺,包括基礎實驗室、高精密測量儀器等,這些平臺在滿足科研的同時,也可以用于教學活動。長江大學過程裝備與控制工程專業由于沒有“化工設備與機械”專業的積累,與該專業相關的科研項目非常少,需要進一步加強校企合作,注重與周邊化工廠、設備設計企業的聯系,充分發揮各位教師所長,共同致力于某設備的開發或者改進,以此為起點,建設完成科研平臺,促進學科的進一步發展。
四、結語
新的教學體系在裝備專業2007級學生中得以實踐,從改革前后學生的學習情況以及學生畢業后對所學知識的運用情況來看,此次改革初步取得了良好效果。
作者:張慢來 張琴 周志宏 單位:長江大學機械工程學院
關鍵詞:化工安全技術 教學探討
隨著科學技術的發展,人們的物質生活和文化生活水平得到不斷提高,特別是化工、石油化工的迅速崛起,有力地促進了國民經濟的發展。如今,化學工業已成為國民經濟的支柱產業,其在為人們的生活帶來便利的同時,也帶來了相應的安全問題。眾所周知,化工企業的原料及產品多是易燃、易爆、有毒、有腐蝕性的物質,且生產過程又有高溫、高壓、自動化、連續化大型化等特點,與其他行業相比,化工生產的各個環節不安全因素較多,且事故后果嚴重,危險性和危害性更大。因此,在化工生產中要特別重視安全,而是否能安全生產又在安全知識的普及和教育。《化工安全技術》的課程教學作為理論知識與實踐知識相融合的產物,也不斷的受到社會科學發展與教育理念更新的沖擊。知識和內容體系的不斷更新,在課時壓縮的情況下使學生掌握更多更新的安全知識和技能,這都要求在課程教學中不僅要有嚴謹、清晰的教學思路,還需要更科學、更現代、更人文化的教學模式。
1 化工安全技術
安全工程是一門新興的交叉學科,是以人類生產和生活活動中發生的各種事故為主要研究對象,在總結分析已經發生的事故經驗的基礎上,綜合運用自然科學技術和管理科學等方面的知識,識別和預測生產生活中存在的不安全因素,并采取有效控制措施防止事故發生的科學技術知識體系。而化工安全技術是安全工程的一個研究方向。化工安全技術的教學是以易產生的各類事故為主線,對一些特殊的事故,運用設備、工藝和化工方面的基礎知識,將課程內容融會貫通。在教學中通過對各類事故的剖析,使學生了解在類似的環境下存在的安全隱患,以及采取何種措施才是合適的保證安全生產的方法。
2 化工安全技術的發展和特點
近年來隨著化工工業的發展,使得化工行業的安全問題日益凸顯,從而促進了化工安全技術的發展。其主要體現在制定新的行業規程規范或改進生產工藝以及出處新的分析及優化方法。
由于化工生產涉及的產品繁多,過程復雜,引起產生的事故類別也多式多樣,這就要求在教學中要做到善于分析、總結,找出問題所在。化工安全技術的主要特點有:
2.1 綜合性。化工安全技術既涉及到化工生產的基本知識,又涉及到安全的分析方法。
2.2 復雜性。化工生產的過程十分復雜,涉及到的安全問題也十分廣泛,有熱力學引發的安全問題,有動力學引發的安全問題還有有關機械方面引起的安全隱患等等,這都需要學生掌握相關的大量的基礎知識并能綜合利用。
2.3 創新性。隨著科學的發展,新技術、新工藝、新材料、新設備的不斷涌現給化工生產帶來重大變革同時,也給在新的生產條件下如何安全生產提出了新的問題。這也就要求教師能結合科技發展,以及有關安全問題的研究動態和趨勢,提出一些新的思想,從而培養學生理論聯系實踐的創新能力。
3 化工安全技術教學的探討
化工安全技術是一門綜合性很強的學科,并且相當部分是屬于繁瑣性敘述,這加大了教學過程中單調性與無趣性。為了提高學生對該課程的興趣,在教學過程中必須刪繁就簡,抓住重點,有的放矢。并且在教學過程中為做到更科技化、更現代化、更人文化,以保障教學質量,在這幾年的本課程的教學中我也進行了多方努力:
3.1 對教學內容進行精心準備。教師應認真研究本課程的教學大綱,把握住本課程中的重點和難點,充分做好授課前的準備工作。
3.2 不斷更新教學內容并保持教學內容的先進性。隨著經濟的發展科技的提高,化工行業不斷涌現出新的安全問題,有的已經解決,有的還等待著新的安全方法與技術的出現。在新技術層出不窮的情況下,為了使學生能及時地了解和掌握化工安全現狀和發展動向,作為教師除了按教學大綱的要求,把教材中的內容給學生講深講透外,還應經常學習,不斷積累,注意收集相關的技術資料,并及時將國內外最新的研究情況在教學中有選擇有重點的向學生加以介紹。使教學內容跟的上時代的發展,不致于和社會脫節。
3.3 注重理論聯系實際。在教學過程中不僅要講清基本概念和基本原理,還應通過結合相應的典型案例把重點難點分析講解清楚,促使學生在理論與實際的聯系中加深對所學知識的理解和掌握,以提高學生分析和解決實際問題的能力。
3.4 采用多媒體教學手段。化工安全技術這門課內容充足且涉及的知識點又十分廣泛,但實際教學時間十分有限僅僅32個學時,這就使得教學時間與教學內容存在一定的矛盾,且此矛盾越來越尖銳,而以多媒體為主的教學方法為化工安全拓展了空間。使用多媒體教學的優勢:①豐富了信息容量;②表現力的多樣性有利于提高學生的理解力;③內容即可經常更新又可減輕教師的負擔。由于多媒體計算機集聲、像、圖、文為一體,它可使教材中復雜的結構示意圖呈現立體動畫效果,增強視覺效果,可充分體現多媒體教學的生動形象性。
3.5 培養學生的自學能力。課堂講授是學生獲得知識的有效途徑之一,但評價教學質量的高低,不僅看學生在學校獲得知識的多少和掌握的牢固程度,還必須看學生是否養成了自主獲取知識的能力。學生在校期間,教師不可能傳授給就業中需要的所有知識,學生今后幾十年工作實踐中所碰到的各種各樣的問題,只能通過其不斷地獲取新知識來解決。所以人們常說,教給學生獲取新知識的方法,比單純傳授知識更為重要。
3.6 與學生多交流勤溝通。在教學過程中學生即是學習的受體也是學習的主體,教師的教學質量的好壞,他們有最直觀的感受。
總之,在教學實踐中,教學方法要根據學生的實際情況靈活運用,以提高教學質量。以上都是筆者在從事化工安全技術的教學過程中總結的一些經驗,由于教學的發展科學的進步,其教學方法的改進還需不斷的努力。
參考文獻
[關鍵詞]創新意識;應用型;化工儀表及自動化;教學方式;改革
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.40.171
2016年4月15號,在高等教育改革創新座談會上作重要講話,指出教育是國家發展的基礎,關系民族的未來,高水平教育是國家綜合競爭力的重要體現。應該讓學校辦出特色,分類發展,不能搞一個模式。這都是和創新緊密相連的。現在我們同質化的傾向比較普遍,學校應該有學校的特色。關鍵還是要有創新的意識,要有實踐的能力。
沈陽工業大學遼陽校區多年來在辦學過程中,始終堅持石油化工的專業特色和行業特色。目前校區有七個獲批的應用型轉型專業,針對沈陽工業大學遼陽校區(下簡稱我校)的應用型轉型人才培養方向,在總結前期教學經驗的基礎上,對校區高分子材料與工程、油氣儲運工程等幾個轉型專業的化工儀表及自動化教學現狀進行了思考與探索,包括如何加強化工儀表及自動化教學效果;強調課程的特色性,以工程的視角與化工生產實際接軌,提高學生的實踐能力;怎樣培養具有創新意識的工程技術人才,這些問題亟待解決。
1 化工儀表及自動化課程目前地位與現狀
現代社會工業化水平不斷提高,大規模、高效率、連續生產、綜合利用的石油化工生產過程已成常態,技術人員需要有較高的在線檢測與實時控制技術。所以,化工工藝類及設備類專業學生掌握化工生產過程中參數檢測與控制技術是滿足行業發展的必然要求。
有研究對國內院校化工類專業的化工儀表及自動化課程教學情況做了調研,也調查了一些畢業生和高年級學生。從反饋信息來看,多數學生感到內容陳舊,與專業結合不夠密切,要用的知識沒有講透,專業方向的應用方面講得不多。一般情況下,大部分工藝專業的畢業生在工藝崗位從事設計、操作、控制及與其相關的工藝工作,這些工作都要和儀表打交道,所以要求能夠正確使用和選擇儀表。作為工藝技術人員,具有一定的儀表知識,無論在技術設計和正常運行中,都可以同自控專業人員迅速配合、正確處理有關問題。但是,沒必要要求他們具有與自控人員同樣的水平。所以,化工儀表及自動化應以實際工作應用為主旨,即滿足實際工作對工藝專業學生在儀表及自動化方面的要求,主要考慮學生在工藝類專業相關工作崗位對儀表知識及能力的需要。
我校化工儀表及自動化課程的特點是:內容多,知識面廣,內容更新速度快,跨度較大。由于化工工藝類及設備類學生對電學、自動控制原理等基礎知識了解較少,學習中會感到難度較大,加之教學學時少,使得本課程的授課更是難上加難。該課程采用的是純理論的講授教學方法,使學生感覺內容枯燥乏味,而該課程又沒有實驗學時,無法在有限的課堂時間里,提高學生的感性認識,又很難加深學生對理性知識的理解,所以難以達到理想的教學效果。
2 課程改革的幾點想法
2.1 理論教學部分
由于專業培養計劃設置,總學時為32學時,要把教材全部內容講得清晰透徹是較困難的,故教學過程中只給學生講最基本的內容,對儀表基本原理、使用、安裝和維護進行介紹,而不講如何制造儀表和設計控制系統。同時,不需要把所有的檢測儀表、控制技術全部講解,而是對基礎的測量方法、檢測儀表進行講授,觸類旁通,讓學生掌握一定的理論知識以適應新的控制技術和新型檢測儀表。
在教學內容中,避開一些已經在行業中被淘汰的儀表類型,增加實際常用的類型。例如在物位檢測及儀表這一節中,按現有教學大綱的要求,主要介紹差壓式液位變送器的原理及零點遷移內容,其他物位計在大綱中并未體現。而實際上隨著化工行業的不斷發展,對物料儀表的精度提出更高要求,精度較高的磁致伸縮式(0.05%)、雷達式(0.3%)和矩陣渦流式(±1mm)液位計應用廣泛。對于應用廣泛的物位儀表在大綱中需增加這部分內容。
例如計算機控制系統的部分內容,在企業實際生產應用中,工藝類人員(非程序設計人員)的主要任務是面對控制界面,了解、掌握及會操作這些軟件程序,而不是去掌握計算機控制系統的制作和核心原理。在工作過程中能理解該部分軟件的說明書和操作程序,按要求操作即可。所以,在大綱中應刪減一些過于高端理論化知識章節。
在應用型轉型下化工儀表及自動化教學改革的首要任務是調整教學內容,強調教學內容的應用,適當降低理論要求,著重講清結構、工作原理及選用方法,減少微觀深度分析,注重外部特性及應用。
2.2 課堂教學方式
由于該課程內容多而雜的特點,宜采用多媒體和板書相結合進行課堂教學。利用多媒體技術,將知識點、儀表圖片、動作狀態等多種信息結合起來,將各類型儀表結構原理以及工作狀態生動地表現出來。例如,在講解彈簧管壓力計時,以動畫形式演示彈性元件的工作形態,內部結構的動作過程,再利用圖片展示在實際設備上的應用。多媒體教學的同時再配合板書教學,既加強了直觀性,又調動了學生的主動性。同時提高在有限學時中的課程容量和質量,彌補少學時所帶來的缺失。
2.3 實踐教學部分
化工儀表及自動化的教學應以實踐應用為目的,缺乏實驗和實踐環節會嚴重影響教學效果。校區面臨著現有實驗室資源有限,所以應想方設法克服困難,加強實踐環節的教學。
首先,認知實踐,聯系本專業其他實驗課程上所用到的與儀表及自動化相關的儀器設備,讓同學們回憶或在做實驗時特別留意所接觸到的有關檢測儀表與自動控制系統的實物及其工作原理。
其次,仿真實踐,利用教學仿真軟件系統搭建的仿真平臺,在模擬教學過程中,學生根據軟件的提示,發現和掌握控制規律,在模擬環境下實驗,提高學生對化工儀表及自動控制專業知識的理解能力,充分培養學生的創新能力,為應用型、具有創新意識的人才培養提供一種理想的學習平臺。
再次,組裝設計實踐,利用有限資源設計出實驗室能夠實施的實驗,盡量做到實驗與所學緊密結合,學以致用,通過實驗進一步理解消化理論知識。例如,鼓勵學生利用簡單熱電阻或熱電偶等動手組裝和檢驗恒溫水槽,通過設計實驗增強學生的實際動手能力,提高學生的學習興趣,進而掌握所學知識。
最后,加強與專業課實踐環節的結合,提高實踐時效,為綜合并聯實踐。例如,學校最近引進浙江中控的化工儀表自動控制裝置及精細化工實訓裝置各一套,本課程與專業課程設計和實訓結合,在課程設計或實訓中增加少量學時,讓學生利用做大作業的時間完成子作業,比如要求學生總結在常減壓精餾實訓過程中所使用的各類檢測儀表及控制系統。要求學生從自己選擇的某一段工藝流程出發,總結所用的簡單控制系統,其內容必須明確指出被控對象,對象特性分析,在工藝流程中的作用;被控變量的確定,測量元件變送器的確定,控制器及其控制規律的分析和確定;執行器的選擇確定;操縱變量的選擇確定;以及當被控變量偏離給定值時,自動控制系統使其恢復到給定值的控制過程分析。
實踐教學分幾個主要組成部分,所占比例如下圖所示。
實踐環節各組成部分
縮減理論教學學時,加強實驗及實踐環節學時。若增加8學時實踐課時,其中應包括水箱液位簡單控制系統的實踐與認知2學時,利用Cu50熱電阻組裝并檢驗超級恒溫水箱2學時,化工過程控制仿真實驗室典型化工單元的仿真實驗2學時,綜合實踐對專業實訓中儀表及控制系統的使用總結分析2學時。只有強調學生動手,將所學知識與實踐相結合,才有利于提高學生的自我學習能力,激發學生學習興趣,從而為培養應用型人才打下良好的基礎。
2.4 考核方式
我校的化工儀表及自動化課程,目前的評價考核體系大多采取規范的卷面考核方式。為了適應應用型轉型下的課程要求,提高學生的學習興趣及主動性,激發學生的創新能力,必須對考核方式進行改革。采取多種形式的“3+3+2+2”為“隨堂測驗+大作業+實驗表現+平時表現”考核方式,通過考核方式的改變,旨在調動學生學習的主動性,改變以往平時不學習、期末突擊復習的現象,加深學生對基本知識的掌握。
為了驗證課堂上基礎知識的掌握情況,仍需對課程必要的知識進行考核,采用隨堂測驗的形式,題量及占用比重減少,同時增加實踐環節的考核和占用比重。另外結合專業課程設計(同上小節中內容),增加大作業,這個作業是結合專業課程設計一起分組進行,不同組的學生題目不同,所需的儀表和控制系統也不同,如果時間充足,還可以進行課堂討論,形成良好的課堂氛圍和教學互動。同時對整個課程復習與回顧,學生在完成作業的同時,就完成了對課程的復習和所有知識的融會貫通,形成了對自動控制系統的全面理解。這種考核方式能促使學生主動理論聯系實際,將課程與工藝過程聯系起來,培養良好工程意識。
2.5 外部環境的激勵
為進一步提高學生對實際知識應用,本課程不應只局限于課堂和實驗室教學,更應該走出課堂。
根據我校服務地方經濟社會全面發展的要求,面向遼陽地方化工企業實際生產控制過程,校企合作,引企入校,將教學搬進化工儀表及自動化實訓中心或化工生產企業。基于化工生產過程,按照參數檢測的實際結果,對企業目前存在的問題,引導學生討論,為企業出謀劃策,激發學生學習興趣,鞏固所學的知識,突出以培養應用型化工人才為目的的教學特色,為地方化工企業服務。
同時,近年來興起的全國性化學工業設計大賽,我校學生在大賽中也取得較好的成績,這對“化工儀表及自動化”的學習帶來直接的好處,將所學的化工儀表與自動控制原理及知識應用于化工設計軟件中,參與化工設計。通過這種外部激勵,激發學生的學習興趣,提高學生對化工儀表及自動化知識的進一步了解和應用,為以后工作中的應用打下基礎。
3 結 論
應用型本科高校作為培養優秀技術人才的搖籃,也面臨著教育改革的艱巨任務。在應用型轉型下我校正面臨著前所未有的機遇和挑戰,為適應學校“培養高素質應用型人才,服務地方經濟”的要求,化工儀表及自動化課程在教學中,只有以崗位需求為導向,優化教學內容,突出工程應用,加強實踐環節,建立以能力考核為本的靈活考核模式,才能著力培養具有創新意識的應用型人才,才能切實提升學生的實踐能力、就業能力和創新能力。
參考文獻:
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關鍵詞:世界咖啡;課程改革;過程裝備與控制工程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)33-0143-02
一、引言
當今的中國正處在一個以創新、改革為鮮明特征的時代,處在一個經濟社會轉型期,無論學校與企業,都重視和鼓勵建立“學習型組織”。個人和團隊也只有在“學習型組織”中的不斷地學習、不斷地深入認知,才能激發出更多的創造力。目前,在高校的課堂上仍舊是以重教師講授、填鴨式教學為主,學生只是一個被動接受知識的客體,容易受到教師講課方式、同伴干擾、電子產品干擾、自身等原因的影響,而在課堂上表現出聽課不集中、不聽課、睡覺、遲到、早退、玩手機等一系列問題。過程裝備與控制工程專業是一個典型的工學專業,其實踐性、應用性、特色性鮮明。在專業課堂上必須要培養學生的工程實踐應用能力和創新意識,這同樣是石油化工裝備工程教育的最重要組成部分,所以過程裝備與控制工程課程改革勢在必行。
“世界咖啡”這一概念是用新的角度將對話作為一個核心的流程,組合與團體能夠通過對話來改變周圍環境,催生有利于幫助理解與掌握傳統課堂的重要知識。每個成員是必不可少的個體,以問題作為吸引,集合多元化的觀點,交流和連結不同的觀點,集思廣益的過程。“世界咖啡”匯談方式給予人們一種全新的研討方式去開展主題活動。
基于此,把世界咖啡匯談方式引入過程裝備與控制工程專業課程教學改革,以學生真正學會、學懂、學通專業知識為出發點,讓學生對知識有更加深層的理解,在這個過程當中不同觀點的碰撞和啟迪更容易激發學習的求知熱情和創新能力。
二、世界咖啡匯談簡介
世界咖啡匯談是由Junit Brown(朱尼特?布朗)與Essas David(伊薩斯?戴維)以Peter Senge(彼得?圣吉)的學習型組織為基礎來提出的組織學習、解決問題的方法。該方法可以增進成員間的交流,直接作用于提升成員間的合作、創新等能力,而且可以讓組織憑借群體智慧來適應多變的、復雜的環境,從而成為真正的學習型組織。世界咖啡匯談對于實踐學習型組織是很適合的方法。現在這種管理方法被越來越多的接收和使用。社會、企業必須要組織中的各個成員真正全新投入并不斷有能力地學習才可以保持持續發展。西方的發達國家中絕大多數的大學教育已經使用了學習型組織,通過教育手段來為社會注入優秀的人才,中國的大學教育也將必然選擇這樣。
在大學教學中,世界咖啡屋的學習方式適用于各種需要理論聯系實際、要解決實際問題的學科。在這些學科課程中,應用學生課堂學習或課外獲取的知識,通過團隊學習,團隊合作去解決,往往能產生意想不到的解決問題方式和創新。
三、世界咖啡匯談在過程裝備與控制工程專業教學中的設計
(一)過程裝備與控制工程專業簡介
過程裝備與控制工程本科專業是1998年由原化工設備與機械本科專業拓展改建而來。建設專業需要轉變傳統的教育思想,拓展專業的范圍,目標定位為提升學生的素質、知識和能力,出發點定位為以發展先進制造技術來改革發展本專業。要使學生了解過程裝備成套技術各個環節的基礎知識,涉及知識面寬,是基于工程材料、化工原理、過程設備設計、流體力學、粉體國學、過程流體機械、過程裝備控制技術、過程裝備腐蝕與防護等課程學習基礎上,熟知關于化工單元設備及成套裝備的優化設計、創新改造和新型化工裝置技術開發研究的基本能力。要熟知化學工程、動力工程及工程熱物理、機械工程、控制工程等學科的基本理論、基本知識;熟知化工單元設備和成套裝備的設計方法與控制技術;具有對新裝備、新技術進行開發研究與創新設計以及對化工裝置項目進行成本評估與投資決策的初步能力;熟知國家關于化工裝置設計、開發、研究、環境保護和安全防災等方面的方針、政策和法規。了解化工裝備與控制工程的理論前沿,了解新裝置、新技術、新工藝的發展動態:掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力;具有創新意識和獨立獲取知識的能力。
(二)世界咖啡匯談模式在過程裝備與控制工程專業課程當的教學設計
針對本專業課程學習特點,結合具體課程,進行世界咖啡深度匯談教學設計。
1.理論聯系實際提出問題。世界咖啡匯談成功的前提是針對課程各章節內容,選擇可以引起學生興趣的主題。在學習各科專業課程的過程中,吸引和引導學生學習興趣與動力是基礎理論知識可以解決工程的問題。因此,雖然每個章節的問題是與知識點相關的,但解決問題不能僅依靠理論知識,更需要學生課下的探索研究和與團隊成員之間的討論。所以,在課程理論知識具備的前提下,教師有選擇工程當中的具體問題,讓學生開展世界咖啡匯談討論。可對化工原理、工程材料、過程設備設計、過程機器、過程裝備腐蝕與防護等課程中的知識點,聯系工程實踐,提出工程問題。學生往往更喜歡和關注工程上的實際問題。
2.關鍵是輕松、和諧。揭開知識本質的新視角是來關注知識所具有的情境性。所以必須重點關注學習的情境理論。學習的情境理論關注的是對學校傳統教育的改革,其關注的不僅僅是學校內部,還關注人們日常生活中的學習研究和各行業從業人員的學習研究。關于認知和學習具有的交互性質與實踐的重要性是所有情境理論所強調的。為此,世界咖啡匯談的情境非常重要,給人以輕松、和諧的氛圍有助于人學習和交流的欲望。
3.學生分組并圍繞問題組內討論―第一輪討論。將5~6個學生分成一組,組成一桌,設置一名桌長,桌長與該桌各成員都是平等的,并負責組織本桌人員討論,各成員相互鼓勵。這樣盡量減少組織內部在管理環節上的層次,去除中間傳送信息的中轉,以更合適組織建立和學習開創性的思考方式。桌上可鋪一張大紙,讓大家自己的觀點寫在自己所對應的紙上。
4.組間討論――第二輪討論。桌長不動,組員分別去其他小組,參與新一輪的組間討論。
5.回組討論――第三輪討論。組員回到自己所在組,把在它組討論的新觀點、新想法帶回本組,進行新一輪的討論。針對每個問題,組員最少要做到兩輪或三輪以上的探討,每輪討論都不能少于20分鐘,在探討的過程中可設置課余時間,這樣一是不僅讓學生增加了接觸面,增加思維之間的碰撞,使學生系統思考能力得到了提高,二是通過學生在業余時間里的深入學習和鉆研,可以將問題的探討向廣度延伸或縱深,只有這樣學生的創新、合作能力才能得到真正提升,與此同時還可以提出解決實際問題的更好地方法。
6.團隊匯報與總結。通過根據世界咖啡匯談的這一程序,在探討結束后,每個成員都要回到自己最初的團隊中,從而形成組織共識(在這一階段過程中應給予每個團隊較充分的時間,并且展示團隊的探討結果)。
7.科學的激勵和評價。組長匯報過程中要注意鼓勵實效性、科學性、特色性的解決辦法,讓學生養成踏實地、漸近地解決問題的習慣。針對學生的匯談成果,要與課程最后成績的評定掛鉤。這樣不但可通過幫助學生參加挑戰杯、參與教師科研項目,大學生創業創新訓練項目等學生科研,鼓勵學生等形式,最后真正做到將學生的新想法和學習成果落到實處,形成內在激勵辦法。
在過程裝備與控制工程專業的過程裝備制造工藝、過程裝備腐蝕與防護、過程機器等課程課堂上,對課程當中的若干知識內容進行世界咖啡匯談這樣的教學設計實踐,都達到非常良好的教學效果。學生對知識點的理解,對專業的理解更加深層。對課程的學習不是簡單停留在應付考試的層次上,而是對課程與專業的關系,專業與行業的關系的認識有了質的飛躍。
四、結論
過程裝備與控制工程專業是典型的工科專業,在工程教育改革的浪潮中,各門課程必須要進行相應的改革創新才能適應國家、社會、企業新的發展需要。將世界咖啡匯談模式引入大學課程教學改革,將學生的學習和團隊、社會實踐有機結合起來,不僅能對傳統的課堂講授做出改變,執行理論聯系實際的基本原則,也能培養學生團隊學習的習慣和能力。在團隊的合作中讓學生的觀察、分析、合作、交流、解決問題等方面的能力得到提升,培養學生養成學習終生、合作的好習慣,更能夠適應未來工程崗位的需要。相信世界咖啡匯談模式與過程裝備與控制工程專業課程改革的結合,必能使大學工程專業課程的課堂充滿吸引力,使學生的專業知識、專業素養得到更大的提升,讓團隊合作精神在大學里就培養起來,以為中國的過程工業培養出更多卓越的設備工程師人才。
參考文獻:
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[關鍵詞] 石油化工;多元化;高職英語;教學評價體系
中圖分類號:G623.31
教學評價是依據一定的教學目標和標準,對學生的學和教師的教進行系統的調查, 并評定其價值的優缺點以求改進的過程。知識是一個過程, 而不是結果, 知識體系總是處于變動之中, 這與傳統評價方式的靜態的一次性操作方式完全不同。傳統單一的評價方式已經不符合當代心理學理論中的多元智力理論。隨著對教育評價目標和功能認識的不斷深化,人們逐漸意識到,不僅要評價教師的教, 還要評價學生的學;不僅要評價教育活動的結果,也要評價教育活動的過程。傳統教學評價只注重學生所掌握的知識的數量,忽視學生其他方面的發展。因此, 教學評價多元化必然逐漸取代傳統單一的評價,這也是世界教學評價的一大趨勢。
一、我院高職英語教學評價體系的現狀
受傳統教學理念和其他因素的影響,教學評價仍處于以筆試為主的階段, 過多傾向于書本知識,忽視了專業知識、職業素質、職業技能等實踐性知識內容的考查。作為高職石油化工院校公共基礎課的英語課程長期以來與專業課程結合得不夠緊密,其教學內容與學生所學專業脫節,忽視了職業特征,跟不上職業崗位能力發展的需求。在對學生的考核方面也是如此,往往呈現出來的是單一化、模式化考核。這樣的評價方式忽視了專業技能的體現,過多強調共性和一般趨勢, 忽視了學生個體差異和個性化發展的價值。鑒于考核中存在的弊端,為了將大學英語與石化專業結合得更加緊密,為了更好地培養學生們的綜合能力,推行英語教學多元化評價體系勢在必行。
二、多元化評價體系的理論依據
霍華德·加德納(Howard Gardner)的多元智能理論認為:人的智力是彼此相對獨立、以多元方式存在的一組智力,它包含: 語言智能、數理邏輯智能、音樂智能、空間智能、身體運動智能、人際交往智能、自我認識智能及自然觀察智能等。多元智能理論的本質承認智力是由同樣重要的多種能力而不是由一兩種核心能力構成的,承認各種智力是多維度、相對獨立地表現出來的,而不是以整合的方式表現出來的。同樣,高職英語教學評價也應該多元化,不僅要對學生的課堂及課外學習情況進行評價,還要對學生的學習策略、合作、交際能力及職業能力等進行評價。應該充分利用多元智能理論優化高職英語教學評價手段,促進學生英語學習能力的提高。應通過多種渠道和多種方式對學生進行評價,使得每個學生都能通過適合其自身特點的學習方式來發展自己的知識和能力。多元評價內容既包括對知識的評價,也包含對能力的評價。多元評估主體指的是教師、學生、學院的教學管理部門及企業單位,通過學生自評、學生互評、教師評價、學生評教、管理部門評教及企業的認可等多元化形式評價學生的學習過程和教學質量,培養學生自主學習的能力。
三、多元化教學評價體系的意義
教學評價是教學全過程中的一個重要組成部分。表示師生利用科學的方法,按照一定的標準對學生的英語學習活動及效果進行測量與評定,在此基礎上比較、分析學生的學習現狀所達到教學目標的程度的過程。為了有效地發揮評價機制在整個教學過程中的正面導向作用,有必要建立一個科學、有效的評價體系。包括評價的功能,評價的主體,評價原則、評價方式以及評價過程。對高職學生英語學習的評價實質上是對學生學習的有效結果和發展潛能所進行的價值判斷。既要體現出老師在評價中的指導作用,又要體現學生自我認識,自主發展的過程。因此,我們應該從學生的實際需要出發,在對學生英語學習情況進行評價時,建立了評價主體多元化、評價方式多樣化、評價目標多層次的評價體系,力求在對學生的評價方式、方法等方面有所突破。由于高職院校生英語學習能力參差不齊,部分學生對英語學習興趣不大, 因此我們特別強調評價應有利于幫助學生認識自我、樹立自信,形成有效的學習策略,促進每個學生在已有水平上的發展。
四、多元化教學評價體系的內容及形式
根據高職高專英語教學基本要求,貫徹以實用為主、夠用為度、應用為目的這一學習目標為指導原則,量化后的評估內容由學生的平時成績30% 、技能考核成績20%、期末考試成績50%三部分組成。這三部分成績經綜合后,成為學生的學期總評成績。下面以我院石化類學生為例,進行多元化教學評價。
(一) 平時成績的評估
平時成績(30%)的評估主要以平時表現為主,評價主體包括學生和教師,采用多種評估方式和多元化標準。這部分的評估內容按比例分為出勤10%、課堂表現15%、作業5%。出勤主要包括對按時到課、遲到、早退、曠課現象的考核。課堂表現主要包括課前預習情況、上課回答問題情況、上課聽講情況、筆記、參與小組的討論及角色表演等。作業主要指課后的書面練習及與石化專業相關英語習題。通過課后對句型的練習,鞏固所學知識點,從而掌握一定的翻譯技巧;通過完成與專業相關的習題,比如通過用英語介紹化工工藝流程、催化、裂化等,從而增強專業+英語雙合一的能力,為培養復合型人才奠定了基礎。在英語教學過程中每完成一個任務就立即進行評價,書面作業以教師評價為主,通過學生完成作業的整潔度、正誤率、是否有抄襲想象劃分等級。每月進行作業情況評比,督促學生更好地完成作業。圍繞專業內容展開的討論、表演等可結合學生自評、學生互評等形式。學生的自評和互評讓他們充分感受到學習中的尊重和信任,讓他們體會到自己對學習的自利。這樣,既使學生進行了語言實踐,又加強了相互了解,學生在學習過程中不斷獲得成就感, 激發更大的學習興趣。
(二) 技能考核成績的評估
技能考核成績( 20%) 的評估指的是學生參加英語綜合應用能力的A級考試、大學英語四級考試、石化專業英語詞匯測試。高職英語教學要以就業為導向、以實用為度的教學理念突出高職英語服務于專業教學、服務于學生就業的基礎功能。因此, 高職英語的評價體系也應以服務于專業教學為根本目的, 根據學生的基礎不同, 應將A級考試、大學英語四級考試、石化專業英語詞匯測試作為學期或學年目標。在大一的上學期要參加英語綜合應用能力的A級考試并且與畢業證掛鉤。迫使學生感到壓力,務必認真學習。而在下學期,已通過了A級考試的同學要參加大學英語四級考試或石化專業英語詞匯測試。
(三) 期末考試成績的評估
期末考試成績( 50%) 的評估以筆試(30%)與口試(20%)相結合為主。筆試的方式采用多種形式進行, 即閉卷與開卷相結合。筆試內容的覆蓋面要廣,涉及到本學期所學到的每個單元, 要注重考試內容的綜合性與延續性相結合。期末筆試為成績測試(Achievement Test),卷面以百分制設計,分為兩個部分,各占五十分。第一部分為基礎英語知識考核,包括聽力、閱讀、寫作、翻譯等題型,考核側重點是基本詞匯與語法結構。第二部分為石化專業英語知識考核,考核重點是石化英語專業詞匯及相關知識。除此之外,增加口試環節,彌補筆試及閉卷制度的不足。口試(Oral Test)也分為兩部分測試,即基礎英語知識考核和石化專業英語知識考核,各占10%。一方面測試朗讀能力,考查學生語音、語調,從而促進學生重視語音、語調的訓練,養成大聲朗讀的習慣;另一方面測試對話能力及專業英語知識,考核學生語言的基本功、組織能力和專業英語能力。通過這種方式對學生學習的評估,有利于培養學生的思維能力、創新能力、職業能力。
五、多元化教學評價體系的積極效果
多元化高職英語教學評價體系真正體現了學生在英語學習中的主體地位, 使他們擁有更多的決定自己學習的權利。有利于培養學生學習英語的興趣,端正學習態度,增強專業技能。學生也通過自我評價不斷加深對自己學習過程的把握, 及時了解自己在基礎英語知識或專業英語方面的成績與不足,積極探索適合自己的學習策略,發展自主學習能力。同時,教師可以通過學生在課堂上的表現,學生掌握知識的情況等,進行教學調整,及時改進、完善教學策略,更好地關注學生的綜合能力培養,尤其是職業技能的培養。
總之,多元化大學英語教學評價體系解決了以往評價形式單一、學生忽視過程學習、以及教學過程中對學生評價系統性和連續性不足等一系列問題。對學習效果的評價也是對學生價值進行評價的過程,這種價值評價應該是多元化的,應該貫穿整個教學的過程而不是一次性的,應該能夠體現學生主動參與、自我反省和自我提高的整個過程。因此,評價不再成為對學生所作的終結性評判,而成為推動學生學習的強大動力,促使學生更好地投入到學習過程中去,最終使學生獲得親身參與研究探索的機會、提高發現問題和解決問題的能力,從而提高英語的教學質量,達到專業培養的目的。
注:本文為湖南省教育科學“十二五”規劃2012年度大學英語教學研究專項課題“基于高職石化類學生的大學英語課程項目化創新研究”的部分研究成果,課題編號:XJK12YYB019
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關鍵詞:高等職業教育;應用化工技術專業;人才培養模式;設計與實踐
隨著高等職業教育的發展,高等職業教育人才培養模式研究愈來愈受到國內外專家學者的重視,已成為職業技術教育研究的熱點問題。它是人才培養程序、人才培養方式和人才培養結構等系統的綜合,涉及到諸多方面的內容。只有在正確把握高職人才培養模式內涵和特點的基礎上,結合全球化時代高職人才培養模式發展趨勢和我國職業教育發展實際,才能構建合理的高職人才培養模式。石化行業是湖南的優勢產業和支柱產業,現已步入結構調整和優化升級的快速通道,面臨著千載難逢的建設綠色化工、促進和諧發展的產業振興時代機遇。湖南化工職業技術學院應用化工技術專業是湖南省高職教育教學改革試點專業、湖南省精品專業,已建成以市場需求為導向,以專業技術應用能力培養為主線,適應市場變化、體現高職特點的教育教學體系,形成了自身的專業特色與優勢,在全省乃至全國同類院校中享有一定的知名度。當前,全國性的高職教育教學改革正如火如荼,高等職業教育改革如何推進,如何創新應用化工技術專業人才培養模式,有針對性地培育服務化工產業的技術技能型人才已成當務之急。
一、高職應用化工專業人才培養目標與定位
高職應用化工專業人才培養目標要切實反映石化行業對人才的需求與變化,以就業為導向定位畢業生的競爭力、以用人單位評價為導向定位就業工作水平,遵循學生成長規律,突出適應性。培養面向現代石油化工及其衍生產品、專用化學品等產業領域,掌握化工生產必備的基礎知識和專門技術,具備較強的安全意識、責任意識、敬業精神等職業素養,具有對化工產品生產流程、工藝參數進行分析、判斷、調控等心智技能,從事生產運行操作與控制、工藝技術管理、設備使用與維護、產品質量控制等崗位的技術技能型人才。
1.素質目標
具有強烈的團隊意識和創業精神,具有愛崗敬業,遵紀守法,熱愛化工事業,有較好的數據處理和總結歸納能力;具有較強的觀察力、邏輯判斷力、社交能力、緊急應變能力等能力;具有嚴謹、細致、良好的職業素質與團隊精神,有可持續發展的學習與適應能力。
2.知識目標
掌握必備的政治理論、英語、應用寫作等人文社會科學的基本知識,具有本專業具備的計算機應用基礎知識,掌握計算機常用軟件的運用與操作,掌握互聯網網絡技術的常規應用;熟練掌握本專業必需的基礎知識,包括基礎化學、化工制圖與識圖、化工單元操作等基本知識;掌握本專業的專業理論知識,包括化工分析、化學反應工程、化工設備、工業電器及儀表、化工生產技術、化工生產設計及實施、化工節能減排技術、化工生產安全技術等專業理論知識。
3.能力目標
具有英語聽、說、讀、寫能力,應達到全國高校英語應用能力A級水平;具備計算機基本操作和辦公自動化軟硬件應用能力,取得全國計算機應用能力一級等級證書;具有較強的化工生產操作與控制能力;具有較強的實驗操作技能和正確處理實驗數據、整理技術文件的能力;具有正確選擇、使用、維護、保養化工設備及處理異常事故的能力;具備正確選擇和使用生產裝置中的電器設備和儀表的能力;具有一定的化工產品檢驗、檢測能力;具備綜合運用所學知識分析和解決化工生產與管理中的實際問題的能力,具有創新意識和參與新產品、新工藝、新技術開發的能力;具備基本的現場生產管理、指揮的能力;具有良好的化工行業所需的綜合職業能力。
二、高職應用化工專業人才培養模式設計
人才培養模式是為實現培養目標而采取的培養過程的構造樣式和運行方式。基于“工作和學習相結合,以人為本和可持續發展,服務化工產業發展,職業素養養成教育”的人才培養模式構建理念,應用化工技術專業可依托行業產業優勢,將專業深度融入化工產業和化工企業崗位,以實現對接產業需求為目標,以能力遞進為主線,構建特色鮮明的“六對接三遞進”人才培養模式,如圖1所示。
圖1 “六對接三遞進”人才培養模式
六對接:對接石化職業崗位群要求確定人才培養目標;對接石化職業資格標準制訂課程標準;對接石化產品生產現場建設實訓基地;對接石化企業高端技術團隊建設專業教學團隊;對接石化企業員工績效考評標準建設人才質量評價體系;對接石化企業文化建設專業文化。
三遞進:通過對化工類企業員工成長規律的調研得出,化工類專業人才職業能力的發展一般可分為“新學徒、普通技工、高技能人才”三個階段。實踐專家研討會根據這一規律總結出了對應的技術技能型人才培養過程中“基礎職業能力、專項職業能力、綜合職業能力”三層能力提升階段。每一層職業能力的培養過程都堅持學訓循環——在培養場所上,學校和企業循環;在課程學習中實現學習和技能訓練循環;素能并舉——注重學生的職業能力和素養雙提升。學生經歷三遞進能力提升的培養過程,實現學生向員工的轉變。針對學生個性化學習需求和化工行業生產現場技能操作訓練的局限,開發具有理論學習、網絡互動、在線仿真實訓等多種功能的信息化教學平臺——化工仿真教學平臺(集基礎職業能力、專項職業能力、綜合職業能力培養課程網絡資源于一體,具有課程學習、仿真實訓和考核功能)助力人才培養全過程。
三、“六對接三遞進”人才培養模式的教學實踐
1.構建“三層次、六模塊”專業課程體系
遵循“六對接三遞進”人才培養模式中基礎職業能力、專項職業能力、綜合職業能力的技術技能型人才培養規律,三層能力通過人文素質課程模塊、專業基礎課程模塊、單元操作技能課程模塊、工藝操作與控制技能課程模塊、崗位遷移技能課程模塊、可持續發展技能課程模塊六個課程模塊來培養,構建了“三層次、六模塊”課程體系。以崗位能力培養為核心,通過對企業崗位調研,召開實踐專家研討會,歸納典型工作任務確定專業核心課程的基本內容,結合行業職業資格標準,吸納化工行業專家參與建設課程標準,基于工作崗位(群)工作過程,開發項目驅動和典型案例驅動的知識與技能一體的綜合型課程,如圖2所示。
圖2“三層次、六模塊”專業課程體系
2.改革教學組織模式,實現學訓循環
按照技術技能型人才成長的規律,改革教學組織模式,通過課程學習和技能訓練循環、學校學習和企業工作之間循環,仿真實訓操作與真實生產裝置操作實踐相結合,實現基礎職業能力、專項職業能力、綜合職業能力的培養逐級遞進。通過課程學習和技能訓練循環,學校學習和企業工作之間循環,職業素養呈階段提升、全程貫穿人才培養過程,確保生產性實訓和頂崗實習的時間和質量,生產性實習實訓比例達實踐教學課時的60%以上。
第一階段(第1,2學期):在校內完成基礎職業技能課程的學習與基礎職業技能訓練,在企業進行崗位認知實習,了解企業現狀,感受企業文化,熟悉工作崗位。
第二階段(第3,4學期):在校內學習專項職業能力課程,在校內實景職場和虛擬工廠進行職業操作技能訓練。在企業進行生產實習,初步適應真實的崗位工作環境。
第三階段(第5,6學期):在校內學習綜合職業技能模塊課程,培養職業可持續發展能力。在企業以準員工身份頂崗實習,進行預就業崗位的綜合技能和職業素質訓練,達到能獨立操作,實現與就業崗位無縫隙對接。
3.改革教學內容和教學方法
通過對典型化工生產過程主要工作崗位進行工作任務分析,將生產過程中的新知識、新技術、新工藝融入工學結合的專業課程教學項目之中,專業培養按照2.5+0.5(即學生在校學習兩年半,最后一學期到用人單位頂崗實訓)的教學組織模式,將認識實習(到企業看)專業教育(在學校學與練)實訓基地、生產崗位實習及取證(在學校練)頂崗實習(去企業干)的認知過程與應用化工專業知識模塊的遞進培養過程相結合,在教學方法上,改革傳統校內教學為主導的教學模式,打造專兼職教師共同承擔的開放性課程教學平臺。在核心課程教學中,基本理論和工藝性計算等內容由專業教師在課堂講授,典型生產裝置工藝流程、工藝操作參數選擇與控制、常見事故的判斷與處理、操作過程中安全注意事項以及生產工藝新技術應用等內容,由企業兼職教師在生產現場或者“校中廠”、“廠中校”對照裝置進行講授和示范。通過校內外兩個課堂,來創設工學緊密結合的開放性教學環境,提高工學結合的融合度,幫助學生更好地了解現場,熟悉典型裝置,掌握相關的崗位操作技能。
在教學內容上,定期召開實踐專家研討會,及時了解行業發展動向,將企業的新技術、新工藝等及時地引入課堂教學,動態更新教學內容。在崗位技能理論課程設計中,突出基于化工生產過程,肢解傳統的三段論課程體系,參照化工技師崗位職業能力標準,重構教學內容,精選與專業技能培養緊密相關的知識點,使得課程內容貼近企業生產過程。在技能實踐部分,堅持以產品生產為導向,設計開發實訓教學項目,提高生產性實訓比例,強化學生裝置操作技能的培養。設置綜合職業能力課程,如化工安全與環保技術、化工節能減排技術、化工商品與營銷等,作為學生綜合職業素質培養與形成的重要補充,來拓展學生的專業知識面,提高學生持續學習和就業的適應能力。
在知識經濟時代,高等職業教育的主要任務是為社會培養所需的技術技能型人才。人才培養模式作為人才培養中的核心要素,隨著社會經濟的發展和石化產業結構升級,應用化工技術專業有必要在培養模式方面進行改革和創新。
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