基于工作過程的“化工自控系統(tǒng)構成”課程開發(fā)與實踐

吉林 王景芝

基于工作過程的“化工自控系統(tǒng)構成”課程開發(fā)與實踐

吉林 王景芝

本文敘述了基于工作過程的學習領域課程“化工自控系統(tǒng)構成”的開發(fā)實施過程，具體闡述了該課程的設計理念、設計思路、教學內(nèi)容的設計和組織、課程的特色。

工作過程；學習領域；化工自控系統(tǒng)

引言

“化工自控系統(tǒng)構成”課程是生產(chǎn)過程自動化專業(yè)（化工方向）的核心課程，為了實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)化工自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、運行與維護技能的高素質技能型專門人才的目標，提高學生職業(yè)能力，克服以往課程理論與實踐相脫節(jié)，不利于技能形成這一弊端，進行課程改革，以滿足工學結合課程教學需要。

1 課程設計理念

以職業(yè)技能和職業(yè)素質培養(yǎng)為目標，以教育部2006年16號文件精神、化工儀表維修工國家職業(yè)標準和化工企業(yè)儀表崗位能力要求為依據(jù)，借鑒德國基于工作過程的課程開發(fā)理念，改革課程的教學內(nèi)涵，與企業(yè)專家合作開發(fā)課程，課程內(nèi)容依據(jù)崗位工作任務，培養(yǎng)學生在專業(yè)技術領域具備職業(yè)能力和可持續(xù)學習能力。

2 課程設計思路

根據(jù)崗位工作任務及化工自控系統(tǒng)安裝、調(diào)試崗位職業(yè)能力要求，與實踐專家共同進行基于工作過程課程開發(fā)與設計，明確課程的學習目標、內(nèi)容和學時，學習內(nèi)容用與本課程有關的職業(yè)工作任務來構成其基本成分，同時包括完成該工作任務所涉及的必要基礎知識，課程設計主要有教學內(nèi)容設計、教學模式設計、課程考核方案設計三方面。

2.1 教學內(nèi)容來自企業(yè)真實控制系統(tǒng)

教學內(nèi)容來源于企業(yè)實際控制系統(tǒng)，選取時考慮內(nèi)容的普適性、實用性、代表性，根據(jù)崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求，對實際工作任務進行分析、整合，選取化工生產(chǎn)過程中四大典型操作單元為載體，將生產(chǎn)實際工作任務融入相關的理論知識及行業(yè)職業(yè)標準，轉化為適合學生的教學內(nèi)容。

2.2 采用“任務驅動，學做一體化”教學模式

在各學習情境學習中，以工作任務及其工作過程為依據(jù)進行組織和安排，通過在理實一體實訓室的學做一體化教學，完成學習領域課程的學習內(nèi)容，達到學習目標，教師在教學中主要是組織、答疑、糾錯和評價作用，讓學生自主學習，在學做中提升應用能力、決策能力、創(chuàng)新能力。

2.3 考核方式靈活多樣

將學習結果考核評價與學習過程考核評價結合起來，考核不僅涵蓋職業(yè)技能和專業(yè)知識，還包括知識的運用能力、檢查、判斷能力等方法能力和與人溝通及團隊協(xié)作精神等社會能力。在考核評價中引導學生對自己在學習中的表現(xiàn)進行“自我反思性評價”，采取考核主體多元化，既有教師的單獨考核，也有教師、學生的聯(lián)合考評及學生互評、自評，每個學習情境的考核結果告之學生，并說明理由，使學生知道自己的不足，在下一個學習情境的學習過程中有所改進。

3 教學內(nèi)容的設計、組織

通過專業(yè)課教師走訪企業(yè)，與行業(yè)企業(yè)專家、一線技術骨干反復研究討論，確定生產(chǎn)過程自動化專業(yè)學生的核心崗位是化工自控系統(tǒng)安裝與調(diào)試、運行與維護崗位，崗位的典型工作任務包括化工生產(chǎn)中四大參數(shù)（壓力、物位、流量、溫度）測量儀表、控制儀表、執(zhí)行器及控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、維護等工作任務，歸并與本課程有關的職業(yè)典型工作任務系列，對這些典型工作任務進行分析、整合，歸納出本課程的學習情境，學習情境的內(nèi)容要涵蓋所要傳授的專業(yè)知識點，并將專業(yè)知識點與工作過程整合。

3.1 合理選擇載體

載體的選取本著來源于企業(yè)，適用于教學原則，化工生產(chǎn)中常用的設備有各種塔器、換熱器、冷凝器、分離器、槽、罐等，化工操作單元設備很多，控制系統(tǒng)各種各樣，本課程選擇化工生產(chǎn)典型操作單元離心泵、換熱器、精餾塔、反應器設備為學習情境載體，這四個典型單元控制方案不僅涵蓋了化工生產(chǎn)中四大參數(shù)，同時融合各種控制技術，既有簡單控制，又有復雜控制，使學生在學習過程中能夠將四個典型單元的特性、工藝條件與控制理論知識結合起來，更加貼近生產(chǎn)實際，通過這四個載體的控制方案完成從簡單控制系統(tǒng)到復雜控制系統(tǒng)學習過程。

3.2 課程內(nèi)容融通職業(yè)標準

細化各學習情境的知識能力目標，在每個控制系統(tǒng)的方案設計、實施過程中，融入行業(yè)標準，如石油化工施工安全技術規(guī)程SH3505、石油化工儀表工程施工技術規(guī)程SH/T3521-2007、氣動調(diào)節(jié)閥GB/T4213-92、儀表檢修規(guī)程、儀表操作規(guī)程等，并參考化工儀表維修工國家職業(yè)標準要求掌握的內(nèi)容，強化學生職業(yè)能力的培養(yǎng)。

3.3 教學內(nèi)容的組織符合認知規(guī)律

本課程共設計九個學習情境，如第一個學習情境到第四個學習情境是培養(yǎng)學生初步了解涉及化工生產(chǎn)過程中物位、流量、壓力、溫度四大參數(shù)簡單控制系統(tǒng)構成、方案設計、實施。同時它們也是構成其他復雜控制系統(tǒng)的基本單元，是基礎。第五個學習情境到第八個學習情境為串級、均勻、比值、分程控制等復雜控制系統(tǒng)，第九個學習情境前面學習的基礎上進行綜合訓練，由淺入深、由簡單到復雜，符合學生認知過程。

3.4 學習情境設計考慮全面能力培養(yǎng)

學習情境的設計綜合考慮專業(yè)能力、社會能力和方法能力三方面的培養(yǎng)，在不同的學習情境中貫穿社會能力和方法能力的培養(yǎng)，有利于形成學生良好的職業(yè)素質習慣。

例如，學習情境1精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構成共有五個子情境，分別是：

1.1 精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構成方案4學時

1.2 差壓變送器的選型與應用4學時

1.3 執(zhí)行器的選型與應用4學時

1.4 智能PID調(diào)節(jié)器的使用4學時

1.5 精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構成實施8學時

教學實施時首先布置任務，下發(fā)引導文，引導文使學生了解要完成工作任務，需要進行哪些技術資料查詢、學習哪些知識、需要哪些工具、儀器設備等，通過五個方面的引導完成本學習情境的學習，在子情境1.1精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構成方案中，要求學生以小組方式通過查閱圖書資料或上網(wǎng)查詢，熟悉單回路液位控制系統(tǒng)的組成及各部分作用，分析所給工藝，在方案設計時，小組成員討論，一致通過方案，共同完成控制系統(tǒng)控制圖繪制，在這個過程中主要培養(yǎng)學生資料收集與整理能力，制定、實施工作計劃的能力等方法能力；在子情境1.2差壓變送器的選型與應用、1.3執(zhí)行器的選型與應用、1.4智能PID調(diào)節(jié)器的使用三個子情境中，要求學生能讀懂產(chǎn)品說明書、會儀表基本操作及調(diào)試、選型等，通過這三個子情境的學習，培養(yǎng)學生根據(jù)工藝與控制要求合理選擇常用的溫度、壓力、流量和物位檢測儀表、控制儀表、執(zhí)行器等專業(yè)技能；子情境1.5精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構成實施，要求學生以小組方式在規(guī)定時間內(nèi)使用常用工具和專用儀表及計算機軟件完成精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構成、初步調(diào)試等工作，并對所遇問題提出解決方案，這個過程主要培養(yǎng)學生精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試等專業(yè)能力，分析問題、解決問題的能力等社會能力，而小組學習方式，培養(yǎng)了學生的溝通能力及團隊協(xié)作精神。

4 教學組織

教學內(nèi)容和教學過程要通過課堂的組織實施來完成，在實施中通過實際崗位工作過程和工作任務，引導學生在動手過程中動腦，有利于技能與知識的綜合運用，能盡早讓學生進入工作實踐，實現(xiàn)從學生到工人的角色轉換。教師在教學過程中負責教學的設計、教學環(huán)節(jié)的安排、教學資源的準備、知識點的講解、技能要領的傳授和考核考評，完成從知識傳授者到學習過程的組織者、指導者、評估者的角色轉換。

4.1 學生為主體的工作過程

采用小組學習方式，每組5-6人，強調(diào)合作和交流，學生為主體，根據(jù)布置的工作任務，按照實際工作流程學習，采用獨立學習、協(xié)作學習、企業(yè)參觀、報告撰寫及答辯等方式，充分調(diào)動學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的方法能力和社會能力。

4.2 教師主導，多種教學方法并用

教師的主導作用體現(xiàn)在：教師制定任務，并給出評價指標，啟發(fā)、調(diào)動學生主動參與和積極思考，不束縛學生的主動性。教學中重點采用引導文教學法、六步教學法。

4.2.1 引導文教學法

引導文是指導學生獨自完成學習過程的引導材料，供學生參考。將專業(yè)理論知識和工作任務融合其中，引導文教學包括五個步驟：工作任務分析、現(xiàn)有工作條件的確定、控制系統(tǒng)有關問題的分析、控制系統(tǒng)的實施、檢查與評估。

4.2.2 六步教學法

按照“資訊→計劃→決策→實施→檢查→評估”完整的“行動”過程來進行教學組織。資訊：學生通過查閱圖書資料或上網(wǎng)查詢，了解工作任務所需知識。計劃：擬定控制方案，繪制控制圖。決策：對擬定控制方案進行修改和完善，最終確定實施方案。實施：學生根據(jù)計劃，構建控制系統(tǒng)并調(diào)試。檢查：教師與學生對學生的工作結果共同做出評價。每個步驟都有工作方法要求和完成時間要求。

教學過程是以學生為主體，以學生動手為主，實現(xiàn)在“做中學、學中做”的過程。教師在教學過程中，既是一個引導者、被咨詢者，回答學生遇到的各種問題，同時又是一個學習情境的創(chuàng)建者、組織者，充分調(diào)動學生的學習積極性。

4.3 師生共同參與考核評價

以工作過程為主線的工學結合教學模式，要求教師對學生工作過程進行管理，教師不僅指導學生，還要對學生的工作過程及成果進行評價，注重學生在完成工作任務的同時到底“學到了什么”，課程實施中采用過程評價而不是單純的測試，培養(yǎng)學生獨立制定計劃、實施計劃、并對成果評價的能力，強調(diào)學生的參與，因此，在考核評價中引導學生對自己在學習中的表現(xiàn)進行“自我反思性評價”，考核方式采取學生自我評價+相互評價+教師評估的方式，由教師與學生共同參與，考核包括對學生的學習態(tài)度、工作方法、方案制作、職業(yè)操作規(guī)范、儀器操作及知識的測驗、技術報告的編寫等方面。九個學習情境各占權重百分之十，理論筆試占百分之十，側重過程考核，既考核知識和技能，又考核工作質量、職業(yè)素質和能力。

5 課程特色

5.1 引入化工企業(yè)真實案例，強化職業(yè)能力

以工學結合為切入點，工作過程為導向，引入企業(yè)化工典型單元控制系統(tǒng)真實案例設計學習情境，教學過程采用“任務驅動、教學做一體化”教學模式，使學生能較快適應生產(chǎn)實際的要求，對應化工儀表維修工崗位工作職責，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。

5.2 以崗位要求為考核依據(jù)，實現(xiàn)雙證融通

將化工儀表維修工（中級、高級）國家職業(yè)標準融入教學內(nèi)容中，為學生獲得職業(yè)資格證夯實基礎，實現(xiàn)職業(yè)資格證書與學歷證書相結合。

5.3 校企全程共建課程

聘請來自生產(chǎn)一線石化企業(yè)五位實踐專家，參與課程開發(fā)全過程，包括課程設置、教學環(huán)境建設、教學內(nèi)容設計、考核管理及教材編寫等課程建設的每個環(huán)節(jié)。

6 結束語

基于工作過程的“化工自控系統(tǒng)構成”課程開發(fā)，是對職業(yè)崗位充分調(diào)研基礎上，進行崗位典型工作任務分析、整合，并融入職業(yè)資格標準，教學中學、做結合，課程在教學模式、教學方法、課程內(nèi)容的改革上進行了有益的探索和嘗試，從課程實施效果看，由于在學習過程中實際操作能力的針對性和目標性加強，學生能夠獲得更貼近職業(yè)崗位的技能實踐鍛煉，學習興趣增強，完成工作任務時,效果也有明顯的提高。另外，課程開發(fā)的經(jīng)驗和模式對高職相關課程開發(fā)有一定的借鑒意義。

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（作者單位：吉林工業(yè)職業(yè)技術學院）

（編輯 王旸）