吉林 劉南
“化工自控系統運行與維護”課程是國家示范性高職院校項目重點建設生產過程自動化技術專業的一門核心技能課程,該課程主要以化工儀表維修工主要工作為內容,針對儀表和控制系統的運行、日常維護和檢修為主線,與實際工作非常貼切,具有很大的實際意義,有利于對自動控制系統安裝、運行與維護技能的形成。
目前,高職院校課程改革的難點就是核心載體不明確,課程開發過程不開放,主要是沒有建立校企深度合作的課程開發機制、課程開發的主體是學校專任教師、行業、企業沒有實質性介入課程開發等原因,那么通過下廠拍攝由企業人員講解的教學錄像可以較好地解決了由專任教師擔任課程開發的問題,并且通過企業人員講解可以更好地了解在具體工作情境和工作過程中的專業知識和操作技能,可以更好地抽取某一職業(或專業)最重要的專業能力和綜合性的“典型工作任務”。
首先要選擇正確的方法如專家研討會找出典型工作任務,其次通過歸納總結出學習領域,最后設計出適合學校具體情況的工作任務,逐漸明確教學內容;明確課程改革人員的參與情況,改革的不同階段要由適當的人員參加,例如,第一階段找出典型工作任務,一定要由企業的技術專家參與,而不是經理、廠長等這些行政人員等;明確課程改革的重點與難點,重點是找出正確的典型工作任務,這直接決定課程體系的成功與失敗,難點就是如何設計出好的學習性工作任務這個載體,它直接決定著課程的教學效果。
“化工自控系統運行與維護”學習領域的學習情境都以控制系統為載體,每個學習情境都可以反映出學習領域的學習內容,并且保證課程的實施總體呈遞進和包容關系。學習情境設計兼顧控制系統簡單和復雜投運方法的不同,包含物位、溫度、流量、壓力四大參數、針對控制系統維護的對象特性變化、檢測系統問題和調節閥問題等三大問題,所以在進行學習情境設計時設計了六個學習情境,簡單液位控制系統的運行與維護、簡單溫度控制系統的運行與維護、簡單溫壓力控制系統的運行與維護、簡單流量控制系統的運行與維護、串級控制系統的運行與維護、均勻控制系統的運行與維護,學時安排分別為12、12、8、8、12、8學時,共60學時。
在整個教學過程,需要老師編寫很多的教學資料,這些教學資料的編寫直接決定著教學效果的好壞,所以通過學習怎樣制訂一個教學課程計劃?可以得出教學內容和方法:
第一階段:準備工作:實驗儀器有哪些?搜索相關信息,所要傳授的知識是什么?確定實驗主題及內容,現有設備能否滿足實驗?需要購買哪些新設備,了解學生準備的知識和狀況:學生層次、所處培訓階段、所在職業群體;
第二階段:目標描述:學生應會什么?通過成功的經驗,學生能夠連接實驗設備,并進行參數設置。
第三階段:分目標設計:通過什么方式,要達到什么目標,可以通過閱讀機器操作手冊,確定能夠完成哪些實驗內容(要考慮企業在使用該設備時的要求)讀懂設備參數要求,并進行設計,向學生說明為什么這樣設置,根據設備額定值去判斷都可以采用哪些實驗,并設定參數值,使用機器,編寫過程文檔。
在教學法培訓方面,不僅注重具體教學方法的理念與實施,還強調了教學法的概念、教學法行為和過程、宏觀及微觀教學法,這樣對于選擇更加恰當的教學方法,提供了理論支持。在具體的教學方法中,主要是教師根據課程內容來選擇教學方法,學生沒有選擇的余地,如生產過程自動化技術專業,涉及技術方面的內容,因此,要選擇適合技術方面的教學方法,如引導文或者項目教學法,那么在具體學習情境(傳感器)中,選擇引導文法,學生一邊讀引導文,一邊看傳感器,完成任務。通過引導文,學生自行認識具體型號的傳感器。給學生設定時間限制。有些學生會先看引導文,然后研究傳感器,有的學生先研究傳感器,然后再看引導文,這并沒有一定的限制。需要教師提前做好準備工作,需要知道學生在哪里該怎么樣去獲得信息。教師還需要制定工作計劃,讓學員以最快的方式獲取知識。教師必須一直在場,監督學生完成自主學習的過程。
主要以化工生產過程四大參數和控制系統為載體并進行分類,以生產過程中遇到的主要故障如對象特性的變化、檢測系統有問題調節閥堵塞、腐蝕等會損壞閥座和閥芯等進行設計學習情境,融入相關的理論知識,轉化為適合學生的教學內容。
將教學活動按照實際的控制系統維護和維修過程進行教學,根據故障現象進行分析和判讀,選擇正確工器具進行維護,突出職業能力的培養,學習情境的編排注重能力培養的遞進關系,符合學生的認知規律。
編寫課程實施方案,對教學內容以工作任務及其工作過程按照六步法實施,在引導文引導下,教師進行組織和安排,在理實一體的實訓室實施教學做一體化的教學。
本課程應在理實一體化的過程控制實訓室進行,采用理實一體化教學法,按資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價6步法完成,注重真實情景,密切結合化工儀表維修工中級工和高級工的考核要點實施,如:“某塔的液位測量中發現,浮筒液面計的指示為50%,而玻璃液面計的指示為滿刻度”。
4.引入職業標準與行業規范,對學生職業能力培養和職業素養的養成起主要支撐作用。
專業建立資源中心,資源中心包括標準規范、合作企業、專業資源、課程資源、教學素材、社會服務。課程建立資源庫,包括課程介紹、課程標準、課程內容描述、課堂實施方案、教學資料、教案、課件、教學錄像和生產錄像。資源庫是支撐課程建設的主要內容,所以其內容的好壞起了很重要的作用。
在學習領域描述、學習情境設計的基礎上進行了學習標準的編寫,對課程的教學條件、教學方法、教材和教學資源都進行了描述。
(1)教學單元設計
在工作過程系統化課程中,教學內容體現為一個個的學習情境,所以學習情境設計的是否正確直接決定著課程的教學效果,學習情境作為完整的工作任務,一般較大,所以為了教學實施方便,進行了教學單元的設計,教學單元設計應盡可能小,以2-4學時為宜,避免出現一個單元十幾個學時的情況。例如,簡單液位控制系統的運行與維護共12學時,在實施上可以分為3個教學單元,分別為簡單液位控制系統投運前準備、簡單液位控制系統投運及參數整定和簡單液位控制系統得維護,每個單元都按照資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價六步法實施。
(2)任務書設計
任務書其實就是一個任務單,對所要完成的任務進行一定的描述,如果是一個完成的加工零件,任務書可以給出加工零件的結構和尺寸,如果任務是一系列的操作,任務書就要給出完成操作的具體描述,就是一種任務描述。
“化工自控系統運行與維護”學習領域的任務書以學習情境為單位進行設計,就是一個完整的學習情境編寫一個任務書,任務書的主要內容包括任務描述、已有知識和相關資料三項。
(3)引導文設計
引導文教學法是借助一種專門的教學文件(即引導文)引導學生獨立學習和工作的教學方法。它的基本原則就是引導學生自主學習,促進學生獨立工作能力的發展;引導文這種專門的教學文件,主要包括一系列難度不等的引導問題組成。學生通過閱讀引導文,可以明確學習目標,清楚地了解應該完成什么工作、學會什么知識、掌握什么技能;在引導文的引導下,學生必須積極主動地查閱資料,獲取有意義信息,解答引導問題、制訂工作計劃、實施工作計劃、評估工作計劃。
(4)課程實施方案
根據學院制定的課程實施方案的模板,結合“化工自控系統運行與維護”課程的特點,編寫了60學時完整的課程實施方案,按照資訊、計劃、決策、實施、檢查與評價六個步驟實施,在每個步驟中又詳細描述了學生和老師的工作任務,并對相關的知識點進行了列寫。
進行基于化工生產過程自動化工作過程的課程學習,并通過實際操作來逐步提高學生們的動手能力,每一次進行小組考試。通過兩周的具體實施情況來看,在新模式下培養的學生們的動手能力明顯比接受傳統教學學生們的動手能力有所加強,在具體實現任務時,不需要老師進行設計,學生可以自行設計,學習興趣比較濃厚,主動學習的學生比例變大,學生之間的溝通和合作能力逐步增強。