對接化工生產過程的學習情境設計*

成莉燕，燕鵬華

(1 蘭州資源環境職業技術學院應用化工系，甘肅　蘭州　730021；2 中國石油蘭州化工研究中心，甘肅　蘭州　730060)

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對接化工生產過程的學習情境設計*

成莉燕1，燕鵬華2

(1 蘭州資源環境職業技術學院應用化工系，甘肅蘭州730021；2 中國石油蘭州化工研究中心，甘肅蘭州730060)

根據職業院校工作過程為導向的課程體系開發要求，按照教學過程對接生產過程的原則，設計學習情境。本論文以精餾單元為例，探討《化工單元操作》學習情境設計的整個過程。首先針對《化工單元操作》的每一個學習情境選擇教學載體、設計教學環境、選擇教學方法、設計教學文件，其次將該課程的所有學習情境設計的內容進行歸納總結整理出《化工單元操作》的課程實施方案。依據課程實施方案，通過“六步驟”體驗式教學的實施，實現人才培養和崗位需求的零距離對接。

學習情境；生產過程；化工單元操作

“學習的內容是工作，通過工作進行學習”是職業教育人才培養的基本要求。科學合理的課程體系是人才培養工作能否實現培養目標的關鍵，也是人才培養工作落到實處的體現。對接生產過程的學習情境設計，突出了專業教育的職業性，實現了陳述性知識與過程性知識的整合，確保了實踐技能與理論知識的過程性合一和學習過程與工作過程的程序性統一，是培養專業能力、社會能力、方法能力的前提，是開展學訓一體教學方式的基礎[1-3]。

本文以精餾單元的學習情境設計為例介紹《化工單元操作》學習情境設計的詳細步驟和內容，為化工類職業技術教育教學改革提供參考。

1　教學載體的選擇

《化工單元操作》是以創設工作任務而開設的一門職業技術學習領域課程，因此選擇以完成一項工作任務作為教學載體。

工作任務：將粗乙醇溶液精制。

粗乙醇：乙醇-水混合溶液中乙醇的體積分數大概為15%～20%；

精制后：乙醇體積分數可提高到95%左右。

2　教學環境的設計

由于化工生產具有整體性、連續性、危險性等特點，以創設模擬的職業情境來進行教學環境的設計。首先將學生分為若干小組組成一個生產班組，每個生產班組4～5人，有班長、主操作、輔操作、中控人員、安全員等。

3　教學方法的選擇

體驗式教學法以培養學生具有獨立、自主、創新等主體精神為目標，以營造教學氛圍、激發學生情感為主要特點，以學生自我體驗為主要手段[7]。該教學法依據典型工作任務完成過程中所經歷的“資訊→計劃→決策→實施→檢查→評估”六個步驟來組織教學活動，在整個教學過程中，教師從知識的傳授者轉變成一個咨詢者或指導者，學生成為學習的主體，參與教學過程[8]。圖1為六步驟體驗式教學活動的具體實施過程。

需要說明的是，所設定的局部成組方案都明確地表達了設計者的意愿，這些成組方案作為搜索算法的硬約束條件，會縮小算法的搜索空間，降低解的多樣性。因此，若設計人員暫時不能確定某局部成組方案，可不予構建而留待算法后處理階段確定。

圖1　體驗式教學活動的實施過程Fig.1　The executing process of experiential teaching

4　教學文件設計

教學文件是現代職業教育中常用的學習媒體，也是教師教學過程的記錄文件，是引導學生獨立學習和順利完成工作性學習任務，并對任務實施后的結果進行評價的過程記錄文件，還是幫助學生實現有效學習的重要工具。其核心任務是幫助學生學會工作，不但獲得了滿足企業需要的職業能力，也為職業生涯發展奠定了基礎。教學文件主要包括以下幾種：

(1)分組單

分組單是教師用來記錄全班的分組情況，每組成員分工情況，在任務完成之后，所有的教學文件以小組的形式上交，裝訂成冊。

(2)任務單

任務單主要包括對任務的描述，完成任務操作的要求，完成任務所要達到的目標。

① 任務描述。對含量為15%左右的乙醇-水混合溶液進行精餾提純得到含量為95%的乙醇。

② 操作要求。操作規范；液位、流量、壓力、溫度等參數控制平穩；塔內氣液流動狀態正常，不出現漏液和液泛現象，精制后的乙醇含量達到95%以上。

③ 學習目標。知識目標：了解雙組分精餾的基本知識；掌握雙組分精餾的物料衡算、理論塔板數的計算、最小回流比的計算；掌握板式精餾塔的結構；能力目標：能夠根據生產任務對精餾塔實施基本的操作；能對精餾操作過程中的影響因素進行分析，并運用所學知識解決實際工程問題；素質目標：樹立工程觀念，培養學生嚴謹治學、勇于創新的科學態度；培養學生安全生產的職業意識，敬業愛崗、嚴格遵守操作規程的職業準則；培養學生團結協作、積極進取的團隊精神。

④ 資訊單。資訊是任務實施的理論儲備，教師緊緊圍繞完成精餾任務所需的必備知識設計資訊問題，引導學生解答問題。學生可以通過網上搜索、查閱資料、采訪調研、小組座談、教師答疑等方法完成資訊。為方案設計和任務實施做好理論知識的儲備。在精餾操作單元中，以學生熟知的蒸餾操作引出精餾操作，主要通過問答的方式來完成資訊部分。首先，教師通過引導的方式引出精餾的定義，如圖2所示。其次，教師可以預設問題，引導學生自行找到答案，了解精餾單元的相關理論知識。例如：精餾塔的結構，其操作流程；全回流、最小回流比、適宜回流比之間的關系；精餾過程的物料衡算和熱量衡算等。最后，學生分組討論，查閱精餾操作單元的使用說明書，教師做出總結，內容包括：精餾設備上有哪些儀表，分別用來檢測哪些指標；控制器上有哪些控制儀表，分別控制哪些操作；精餾操作中，哪些因素會影響乙醇的純度；在精餾操作過程中要注意哪些問題等內容。

圖2　教師對精餾定義的引導方式Fig.2　The guidance mode of teacher for the definition of distillation

⑤計劃單。通過小組合作法、分組討論法、工作計劃法、計劃演示法等方法分組制定工作計劃，包括：小組各成員協同作業的任務分工；精餾操作的開車過程，全回流到部分回流的調節方法；連續進料連續出料的調節方法等。

⑥ 決策單。通過案例教學法、對比法、講演分析法等方法，各小組在教師的指導下對各組制定的計劃進行分析、比較、判斷優缺點，同時評價可操作性和安全性，最終得到最優的工作計劃。

⑦ 實施單。詳細列出了工作的具體步驟，以及該步驟的負責人，該步驟的完成情況等。

⑧ 記錄單。由小組記錄員填寫工作過程中各項參數指標。

⑨ 檢查評價單。主要包括情感態度、理論知識、實踐操作、現場答疑、應用寫作等。

⑩ 教學反饋單。對整個工作與學習過程進行反思，包括學習內容是否滿意？任務完成情況是否滿意？教學方法是否滿意？小組合作是否滿意？

5　課程實施方案設計

在對《化工單元操作》中所有學習情境設計的基礎上，對化工單元操作課程的實施方案進行設計。該課程實施方案的設計以學生為主體，以工作過程為導向，以典型工作任務為載體，保證了學訓一體的順利進行，是課程教學實施過程中的重要依據。課程實施方案包括主要內容、教學材料、使用工具、考核評價方式等。

(1)主要內容

對化工單元設備進行冷態開車與正常停車，通過遠程控制對化工單元進行正常工況下的調節操作，解決化工單元操作過程中出現的事故，識讀各類儀表并通過各儀表的檢測判斷設備的工作狀態。

(2)教學材料

《化工單元操作》教材一本，化工單元操作說明書八套。

(3)使用工具

多媒體系統一套，化工單元設備八套，DCS中控一套，各種試劑等。

(4)考核評價方式

為了提高學生學習的主動性，該課程打破一兩次考試定課程成績的考核模式，采用過程考核與期末考試相結合的方式對學生進行評價。提高“平時成績”的比例，細化教學過程考核，將學生的“注意力”從期末考試轉移到“平時成績”中來。這種重在過程考核的考核方式，加強了學生對學習過程的重視，避免了投機取巧和高分低能現象。

6　結　語

以工作過程為切入點進行教學改革，能夠增加學生的學習興趣，提高動手能力，明顯改善教學效果。本文以精餾操作單元的學習情境設計為例，通過模擬現場真實工作環境，采用“六步驟”體驗式教學實施過程，示范了《化工單元操作》學習情境設計的步驟和具體內容。使學生可以系統掌握各個化工單元的基本操作技能，并能用所學知識與技能解決實際生產過程中遇到的問題，實現人才培養和崗位要求的零距離對接。使學生在掌握知識、技能的同時學會團隊協作。

[1]姜大源. 學科體系的解構與行動體系的重構——職業教育課程內容序化的教育學解讀[J]. 教育研究, 2005(8): 53-57.

[2]姜大源. 中國職業教育發展與改革：經驗與規律[J]. 職業技術教育, 2011, 32(19): 5-10.

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[5]張郢峰, 張瑞鵬. 基于工作過程的《化工單元操作技術》課程教學實踐與反思[J]. 2014, 42(5): 163-164.

[6]劉長春. 高職《化工單元操作》課程項目化改造[J]. 高教論壇, 2010(1): 122-125.

[7]張金華, 葉磊. 體驗式教學研究綜述[J]. 黑龍江高教研究, 2010(6): 143-145.

[8]叢文龍. 關于學習情境實施“六步法”[J]. 職業教育研究, 2010(8): 135-136.

Learning Situation Design Combined of Chemical Production Process*

CHENG Li-yan1, YAN Peng-hua2

(1 Lanzhou Resources & Environment Voc-tech College, Gansu Lanzhou 730021;2LanzhouPetrochemicalResearchCenter,GansuLanzhou730060,China)

According to the vocational technical college curriculum system development requirements, learning situation design have to docking the principle of production process. Using distillation unit as the case, the whole process of learning situation design about Chemical Unit Operation was introduced. Firstly, according to each learning situation of Chemical Unit Operation, choose teaching carrier, design teaching environment, select teaching methods, teaching file was designed. Then, all learning situation of the course were summarized to induce the curriculum implementation scheme of Chemical Unit Operation. Finally, the docking of post demanding and the talent cultivation were actualized zero distance by the implementation of “six step” experiential teaching according to curriculum implementation scheme.

learning situation; production process; Chemical Unit Operation

甘肅省教育科學“十二五”規劃課題，煤化工專業基于工作過程系統化課程體系改革研究(GS[2015]GHB0912)。

成莉燕(1982-)，女，碩士,主要從事化工新材料方面的研究與教學，已發表論文6篇。

G712

A

1001-9677(2016)09-0203-03