談化工實訓基地建設與高職專業課程改革

陸　敏　文　藝　劉承先

摘要:常州工程職業技術學院圍繞高職化工工藝類專業人才培養要求,大力建設化工實訓基地,并由此促進了化工專業課程的改革,取得了豐碩的成果。

關鍵詞:化工;實訓基地;專業課程

化工工藝類高職教育培養的是既有一定化工生產理論知識、又有較強實踐操作技能和適應能力的技術應用型人才。為此,高職教育對于化工專業課程教學提出了新的要求,為提高學生的技術應用能力,理論教學與實踐教學要緊密結合,達到教、學、做一體化。而要達到這一要求,就必須加強實訓基地建設。實訓基地要能營造真實的工作情境,特別是注重加強生產性實訓,讓學生在實訓基地中得到訓練,從而加深對化工生產理論的理解,提高工程能力。

經過五年的實踐,我院在化工實訓基地建設方面積累了很多經驗,取得了豐碩成果。我院化工實訓裝置的建設與運行模式于2007年獲得了江蘇省政府頒發的高等教育教學成果特等獎。實訓基地建設極大地推動了我院化工專業的課程改革,通過從教學內容組織、教學方法、教學手段、考核方式等方面對化工專業課程進行深入改革,極大地提高了我院學生的技術應用能力和職業素質。我們深切地體會到了實訓基地建設對化工專業課程改革及學生能力培養的重要性。

高職化工專業課程特點對實訓裝置提出的要求

高職教育是培養具有較強的動手能力和綜合運用理論知識解決實際問題的能力,在生產、建設、管理和服務一線工作,具有綜合職業能力和全面素質的高等技術應用型人才。“高等”說的是層次,強調的是具備適度理論基礎;“應用型”強調的是實踐技能,要求學生能夠運用工程理論分析解決化工實際問題。

《化學反應過程與設備》和《化工產品生產技術》是化工工藝類專業的主干課程。《化學反應過程與設備》主要教學目標是使學生能正確選擇、操作工業反應器,能分析和解決工業反應過程與設備常見問題,能初步對反應過程進行優化。《化工產品生產技術》在培養學生運用工程觀點分析解決化工實際問題方面起著重要作用,該課程培養學生的技術應用能力,使學生掌握化工工藝條件分析與確定的方法、獲得化工生產工藝流程配置和評價的基本能力。

目前,《化學反應過程與設備》通常是按照反應動力學基礎理論、各種反應器的結構、設計計算、優化的順序來介紹;《化工產品生產技術》現有的大部分教材均是以幾種典型化工產品為對象,先介紹產品的性質、用途、反應原理,再介紹工藝條件,最后是工藝流程。課程理論性強,授課時又大多與化工專業綜合實驗實訓分離。通過這樣的課程,想讓學生獲得化工生產工藝的分析與組織能力是比較困難的,學生難以運用工程理論分析解決化工實際問題。

與此同時,國內高職化工工藝類專業的實訓裝置基本上是仿照本科院校的模式,是為了驗證書本上有關公式和工藝原理的,與實際生產裝置相差較大,工藝流程不夠完整,學生進行實驗時只需開一兩個閥門,工藝參數主要由人工調節,缺少安全措施,控制點不夠完整。這不符合高職教育以技術應用為目的的教學理念,不能滿足高職培養目標的需要,因此,必須對實訓項目和裝置進行重新設計和建設。

我院高職化工實訓基地建設思路及成果

實踐教學是培養學生技能的關鍵。通過典型化工產品的生產工藝,能使學生掌握化工生產過程的基本規律,熟悉化工生產過程的開、停車等基本環節,了解化工生產裝置的調試、使用,從而加深對化工生產工藝理論的理解,提高工程實踐能力。由于化工生產的特殊性,高職化工專業實訓基地應該是介于實驗室、實習車間之間的一種人才培養空間,主要功能是進行課堂教學無法進行的技能訓練,有目的、有組織地進行系統、規范、模擬實際崗位的基本技能訓練,使學生獲得分析問題、解決問題的能力。

為此,我們選擇了典型反應設備、典型產品生產工藝,并考慮到畢業生絕大多數是為地方企業服務的,選擇了具有適當共性的產品。針對化工生產工藝流程長,前后道工序控制具有因果關系的特點,我們又有意識地選擇了較完整的產品生產鏈,如在有機化工工藝實訓裝置的設計安裝時,采用了這樣的設計思路:乙醇脫水制乙烯→乙烯、苯烷基化制乙苯→乙苯脫氫制苯乙烯→苯乙烯懸浮聚合制聚苯乙烯,并在校內安裝了實訓裝置。建成后的實訓裝置盡量縮小了與工業裝置的差距,具有較為完善的工藝流程、安全設施和控制系統,更具有工程概念。另外,由于化工行業“易燃易爆、高溫高壓、有毒有害”的生產特征,我們增加了計算機仿真設備,發揮仿真和實操各自優勢,達到服務學生、培養學生的目的。

我們以化工專業能力培養為核心,依據化工生產特點和職業教育規律以及循序漸進的能力培養規律,自主開發和建成了包括真實職業環境和虛擬職業環境在內的,包括專業基本技能、專項技能和綜合技能培訓體系的化工技術類專業實訓基地。通過實訓,使學生加深和鞏固了對化工專業理論的理解,了解了典型化工設備的構造和性能,掌握了正確安裝、調試實驗裝置的步驟和方法,熟悉了常見工藝參數的調節手段和操作技能,試樣的采集分析和實驗數據處理的方法,增強了分析能力,養成了實事求是的工作作風,培養了學生化工生產的流程意識、質量意識和團隊協作意識。為他們今后走上工作崗位打下了基礎。

化工實訓基地建設對專業課程教學改革的促進作用

化工實訓基地建設促進了專業課程改革,更有利于學生掌握專業知識和提高實際操作技能。依托我院的實訓基地建設,化工技術類專業課程在課程體系、教學內容、教學設計等方面進行了全面的改革嘗試,開展了“職業導向、能力目標、項目載體、任務驅動”式的項目化教學改革、教學做一體化教學改革等多種形式的教學方法與手段改革。

實訓基地建設對課程內容產生了很大影響。在《化學反應過程與設備》與《化工產品生產技術》課程中,我們結合實訓裝置重點培養學生掌握典型化學反應器的操作、化工產品的生產工藝和化工生產基本規律,培養學生掌握化工生產過程的開車、停車等基本環節,了解和掌握化工工藝設備裝置的調試、使用,使學生鞏固和加深對化工工藝專業理論教學內容的理解,培養工程實踐能力。化工專業課程的實踐教學環節不再單獨設立,而是與理論教學有機地結合在一起。實踐教學環節在課程中主要起兩方面作用:一是在化工產品生產原理、反應器的結構、操作、參數控制等內容的教學中更有利于學生理解課程內容,使學生更直觀、更快地熟悉課程內容;二是更有利于學生掌握各類反應器的操作參數控制、更好地學會分析和解決工業反應過程與設備常見問題。第一種情況我們主要通過現場教學,讓學生接觸實際生產裝置和自控儀表,并通過演示和學生操作及提問導入課程內容,以達到理想的教學效果;第二種情況我們主要通過仿真操作,讓每個學生都進行獨立操作,以學會如何控制影響反應的參數,得到較優的反應結果,并通過事故設置讓學生學會分析和解決問題。通過改革,將部分課程內容設計為“實踐—理論—再實踐”的教學模式,將理論和實踐融為一體,在實訓裝置上完成有關課程的教學內容和任務。

在教學方法與手段方面,我們嘗試了項目式教學、啟發式教學、現場教學、實際操作等。在學習完基本知識、原則后,進行項目化教學,以一個化工產品生產為一個項目,從生產方法的選擇、工藝影響因素的分析、工藝流程的組織、實踐驗證等過程,提高學生分析和解決生產過程中一般問題的能力,逐步形成工程技術觀念。通過在理論課內設置實訓環節,培養學生的實踐操作技能,采用課堂講授和現場教學相結合的方式,使學生更直觀、更深刻地理解課程內容,并通過仿真實訓操作,使學生更快地掌握反應設備的操作和維護。比如,我們的反應釜操作就在我們自主設計、調試的柔性生產裝置上進行,通過實際操作現場學習領會,使學生掌握操作步驟和控制原理,了解典型化工設備的構造和性能,掌握正確安裝、調試實驗裝置的步驟和方法,熟悉常見工藝參數的調節手段和操作技能。

由于教學內容、教學方式、實訓裝置的改革,考核方式和手段也相應變得靈活多樣,重點考核學生對化工生產工藝流程配置和評價的基本能力,對反應過程的分析與對反應器選擇、操作能力。我們通過筆試、口試、課堂練習、現場操作、仿真操作等多種考核方式激發學生的學習興趣和熱情,全面考核學生的知識應用能力和操作技能。在考核內容和方法上,不同于以往的知識型內容考核,而是對解決問題能力進行考核,試題不再是有絕對答案的記憶性內容,而代之以生產工藝配置、反應器選擇及操作的設計方案,答案也不再是唯一的,而是要根據生產實際進行最優方案的確定。根據教學內容和單元,采用不同的考核形式,每教完一個單元,就及時進行階段性測試,以掌握學生的學習情況,調整教學內容和方法。我們還采用現場提問、實際操作等考核形式,引導學生提高相關專業知識的應用能力。

同時,實訓基地建設和教學實踐,鍛煉了我院教師隊伍。通過自主設計、自主建設實踐基地,我校教師提高了綜合素質與教學能力,“雙師”素質明顯提高。

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作者簡介:

陸敏(1969—),女,江蘇常州人,碩士,常州工程職業技術學院副教授,研究方向為化學工程與工藝。