《流體輸送與非均相分離》課程改革的教學設計

張裕萍　劉　媛

[摘 要]:本文對《流體輸送與非均相分離》課程的教學改革進行了探索,從教學目標、教學內容、教學組織及考核方法等角度提出實施性意見。

[關鍵詞]:流體輸送 非均相分離 化工原理 課程改革

《流體輸送與非均相分離》課程是《化工過程單元操作》與《化工設備》及《化工儀表及自動化》三門課程整合以后所分成的三個獨立模塊之一,課程主要介紹流體輸送、沉降及過濾三個化工單元操作的工藝過程及影響因素、主要設備及操作、基本工藝計算及工藝過程優化等。因此,本課程是化工類專業學生的一門專業核心課程。

1 課程目標的設計

課程目標是教學目的的具體體現,是教學設計的依據。針對高等職業教育的性質及任務,通過對學生就業崗位群的調研分析,確定本課程的總體培養目標是使學生能夠從事化工生產中流體輸送崗位與非均相分離崗位的現場操作和技術管理工作。

1.課程的能力目標

1.1能夠根據被輸送物料的性質及工藝要求選用正確的流體輸送方法、輸送機械等;能夠根據流體輸送任務選用管路并進行合理布置;能夠進行離心泵的選用和安裝;

1.2能夠進行動力輸送、壓力輸送和真空抽料操作,并能夠應用流體輸送的基本理論分析和解決流體輸送過程中的一般問題;

1.3能夠在流體輸送過程中正確使用液位計、流量計、壓力表等儀表;

1.4能夠根據工藝過程需要,利用網絡或圖書等資料查閱常用工程計算圖表、手冊、資料等;

1.5能夠根據非均相物系的性質選用正確的分離方法和設備,并進行分離;能夠應用非均相分離的基本理論分析解決沉降、過濾操作中的一般問題;

1.6能夠繪制流體輸送流程圖并編寫流體輸送操作規程。

2.課程的知識目標

2.1掌握化工管路的基本知識;

2.2掌握流體的基本物理量、靜力學基本方程式、連續性方程式、柏努利方程式、流體阻力的形成及計算等流體力學基本知識;

2.3掌握離心泵等主要流體輸送設備的結構與操作原理;

2.4掌握沉降、過濾原理及基本計算;

2.5掌握沉降、過濾操作中常用設備的結構與操作原理;

2.6掌握一般化工操作安全技術和一般防止職業病技術;

2.7理解流體流動過程中的能量轉換關系、流體的流動型態及判定、非圓形管路的當量直徑等基本概念;

2.8了解常見流體輸送操作、過濾操作過程中常見事故及其處理方法;

2.9了解化工常用儀表的使用方法;

2.10了解化工節能和環保技術;

2.11了解化工成本計算方法。

3.課程的社會能力與方法能力目標

3.1培養學生建立工程技術觀念,應用工程技術觀念來分析和解決化工生產中的一般問題;

3.2培養學生具有安全、規范、環保、節能的生產意識;

3.3培養學生敬業愛崗、嚴格遵守操作規程的職業道德;

3.4培養學生的團隊合作精神;

3.5培養學生經濟意識;

3.6培養學生自學能力;

3.7培養學生交流與溝通能力;

3.8培養學生總結、歸納能力。

2 課程內容與能力訓練項目設計

課程的教學內容取決于課程目標,所確定的課程內容必須保證學生達到職業資格要求的能力目標和素質的全面發展。本課程內容以流體輸送與非均相分離的設備、操作、技術應用為主線,理論知識以必須、夠用為原則。本模塊課程總學時約為64學時,其中實訓不低于34學時。

1.《流體輸送與非均相分離》課程的主線內容

1.1流體輸送子模塊:動力輸送,壓力輸送,真空抽料,氣體壓縮與輸送。

1.11化工管路的構成:貯槽、管子與管件、閥門等及其選用,管路的連接與管路布置。

1.12流體輸送機械:離心泵的構造、選用、安裝及操作,常見事故分析及處理,其它常見輸送機械的構造與操作。常用化工儀表及流量自動控制:液位計、壓力表、流量計、氣動閥、電動閥等的使用與維護;常用電機與電器。

1.2非均相分離子模塊:沉降操作,過濾操作。

非均相物系的主要分離方法,過濾、沉降工藝過程、設備及其操作,常見事故分析及處理。

2.《流體輸送與非均相分離》課程的教學能力訓練項目:

3 教學組織設計

課程內容確定后,課程組織的科學性將是課程目標實現的關鍵。課程組織包括課程內容組織與教學過程組織。

1.課程內容組織

關于課程內容組織,有三個最為基本的問題:一是課程組織的縱向組織與橫向組織問題;二是課程組織的邏輯順序與心理順序問題;三是課程組織的直線式與螺旋式問題。在綜合考慮這三方面問題的基礎上,確定以學生心理認知順序為準繩,以項目技能發展為主線,兼顧知識的邏輯順序并使其在應用過程中逐步拓展及加深,進行課程內容的組織,并在此基礎上出版了適合本教學內容的特色教材。

2.教學過程組織

教學組織是整個教學過程的核心,是決定教學效果的關鍵因素。

2.1教學程序:本課程教學程序由“認”——“做”——“學”——“用”四個環節構成。“認”是指認識設備、裝置與流程;“做”是指完成項目任務與動手操作,進行訓練技能;“學”是指掌握必要的理論知識;“用”是指將理論與技能結合形成技術。綜合來講,就是將必要的理論知識貫穿在實踐教學過程中,使學生在掌握基本操作技能的同時掌握必要的理論知識,進而具有改進生產工藝、優化生產操作等技術應用能力。

2.2教學手段:目標驅動,調動學生的學習情緒。在教學過程中設置真實的化工生產實例作為學習情景,布置若干個以工作過程為線索的目標任務,讓學生通過查閱課本、書籍及網絡資源,歸納總結,完成任務,教師給予必要的咨詢和解釋。在完成任務的過程中,鼓勵學生探究他們自己感興趣的問題并自主解決問題,讓學生體會成功,增強自信,從而激發學習興趣。例如,在培養學生離心泵的選用能力時,布置這樣一個任務:核算實訓裝置上離心泵的電機功率,已知條件由學生自己在實訓裝置上找。通過這個任務,一方面能使學生體驗到所學的柏努利方程、流體阻力計算的實際應用價值,從而對學習理論知識更有興趣;另一方面能使學生在尋找已知條件的過程中拓寬知識面,掌握更多交叉學科的知識。

2.3開放式教學:所有的教學資源對學生開放,學生可以利用空余時間咨詢教師、進行實訓、查閱資料等;提倡和鼓勵學生自主學習,形成良好風氣,提高教學效果。

4 考核方法設計

考核是課程教學的重要組成部分。科學的考核體系是實現課程目標的重要保障。本課程的評價應根據課程目標和要求,實施對教學全過程和結果的有效監控。通過考核,使學生在課程的學習過程中不斷體驗進步與成功,認識自我,建立自信,促進學生綜合應用能力的發展。同時,使教師獲取課程教學的反饋信息,對自己的教學行為進行反思和適當的調整,促進教師不斷提高教育教學水平。

本課程的考核體系由兩塊組成:一是過程考核,二是終結性考核。

1.過程考核。過程考核是對學生日常學習過程中的表現、所取得的成績以及所反映出的情感、態度、策略等方面做出的考核。其目的是激勵學生學習,幫助學生有效調控自己的學習過程,使學生獲得成就感,增強自信心,培養合作精神。過程考核的內容有:(1)項目任務完成質量;(2)匯報與互評情況;(3)學習態度(包括考勤、自評和小組評價);(4)語言表達能力;(5)團隊合作及安全環保意識。

2.終結性考核。終結性考核的任務是對學生的綜合應用能力進行評價。其目的是檢測學生課程的綜合應用能力,也是反映教學效果、學校辦學質量的重要指標途徑之一。終結性考核的內容有:(1)操作技能考核;(2)知識應用能力考核(以筆試為主)。

[基金項目]常州工程職業技術學院2009年院級教育研究重點課題《基于工作過程系統化的〈化工單元操作〉課程項目化改革探索與實施》部分成果,課題編號:09JY018。