煤炭清潔利用技術賽項規程在化工原理教學中的應用

賈利俠

（大同煤炭職業技術學院，山西大同 037003）

1 煤炭清潔利用賽項規程應用到課程教學中的意義

1.1 職業技能大賽是促使職業教育發展的助推器

2005年國務院頒發《關于大力發展職業教育的決定》中提出“要定期開展全國性的職業競賽活動，以競賽為抓手，提升學生素質和技能。”2019年國務院印發《國家職業教育改革實施方案》中提出“沒有職業教育現代化就沒有教育現代化”“制定中國技能大賽、全國職業院校技能大賽、世界技能大賽獲獎選手等免試入學政策，探索長學制培養高端技術技能人才”。職業技能大賽以促進就業和適應產業發展需求為導向，貼近企業生產實際，創設仿真生產現場，已經成為職業院校學生展示專業技能的重要平臺，成為企業發現人才、吸納人才的重要渠道，在促進產教融合、校企合作、推進高素質技能型人才培養等方面發揮了重要作用。

1.2 煤炭清潔利用賽項是煤化工類職業教育改革的參照系

煤炭清潔利用賽項是第七屆全國煤炭職業院校技能大賽的一個新賽項，該賽項包括兩個內容；

（1）煤制甲醇精制仿真軟件賽項，該賽項的仿真軟件是由北京歐倍爾軟件技術開發有限公司研發的。

（2）甲醇合成半實物仿真操作賽項。

該實訓設備采用浙江中控科教儀器設備有限公司設計生產的煤制甲醇培訓與競賽裝置。賽項從實踐動手能力、團隊協作能力、工作態度、安全意識、環保意識等維度對參賽選手進行了考核。大同煤炭職業技術學院煤化工系首次參加該賽項，參賽經歷對師生促動非常大。參賽學生親身體驗到掌握熟練的實踐技能、配合默契的團隊協作、訓練有素的職業品質的重要性，作為指導教師，深刻意識到把賽項規程應用到教學實踐中，以賽促教，以賽促學，賽教相長，有利于實現新時代職業教育的育人目標——培養具備現代技術技能的人才。

2 化工原理課程的重要性、特點及其教改現狀

2.1 化工原理課程的重要性和特點

對于化工類專業的學生，化工原理是一門重要的專業基礎課。它主要研究的是化工類產品生產過程中共同遵循的原理及規律、典型設備和相同工藝等。通過本課程的教學，可以使學生掌握流體輸送、液體攪拌、過濾、傳熱、蒸發、精餾、吸收和干燥等典型化工單元操作的知識，還要掌握一般工程處理方法，是幫助學生從自然科學思維上升到工程科學思維的課程。

化工原理課程具有典型的理論課程的特點。課程中涉及的物理量多，計算公式多，理論分析化工過程需要考慮的影響因素多，需要應用微積分、常微分方程、數值計算方法等高等數學知識。高職高專的學生生源較差，大多數學生理論知識儲備不足，學習能力較差，面對理論性較強的學科，畏難思想重，學習困難大。若采取傳統的純理論教學模式，大部分學生的學習動力不足，教學效果不佳。

2.2 以往化工原理教改現狀及原因分析

以往對于化工原理課程的教學改革局限于教材內容和教學方法的探索，應依據教材中各種單元操作的具體內容選擇合適的教學方法。例如流體靜力學和動力學的基本概念和基本原理，采用講授加討論法，力圖讓學生掌握流體靜力學方程與流體動力學方程，具備解決流體輸送中的計算問題。在干燥操作單元、過濾操作單元和精餾操作單元的教學過程中，也采用了以任務為導向的項目教學法，力圖讓學生在學習任務的推動下，積極主動地分析任務，制定方案，通過實踐，完成任務，但是效果并不如意。凡此改革，往往都是從教材到教材，就方法論方法，雖有些許改變，但是對學生的促動不大。究其原因，認為過去的教改沒有緊跟當前國家經濟發展、產業結構調整與轉型對職業教育人才培養要求，對于提高學生的職業勝任能力力度不夠，所以學生的學習主動性不強。依據國務院下發的《國家職業教育改革實施方案》中提到“發揮標準在職業教育質量提升中的基礎性作用”，要求“專業設置與產業需求對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接”。而職業技能大賽將企業行業標準與職業教育相對接，起到了橋梁和紐帶的作用。由此，參加煤炭清潔利用賽項的參賽所獲，將煤炭清潔利用賽項規程與化學原理教學相融合，以期化工原理教學改革獲得突破性的進展。

3 煤炭清潔利用賽項規程與化工原理課程教學有機融合策略

3.1 與教學目標的融合

煤炭清潔利用技術賽項競賽的目的有幾項，其中，“推進煤炭主體專業及相關專業建設與教學改革，實現專業與產業對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接，培養適應煤炭產業發展需要的高素質技能型專門人才”，是與當前國家對職業教育辦學理念和辦學方向相一致的。化工原理課程是化工類的專業基礎課，應該從教學目標入手，與大賽目標融合，致力于培養學生的職業勝任能力，提高職業教育的社會認可度。

3.2 與教學內容的融合

以煤炭清潔利用技術賽項中煤制甲醇精制部分為教學案例，創設實戰情境。將賽項總任務分成多個子任務，結合化工原理課程內容，確定二者的融合點。

煤制甲醇精制賽項需要在開車前準備、預塔加壓塔常壓塔的開車、精制工段的調節和事故處理及停車等操作過程中，涉及化工原理中的流體輸送和流體機械的應用，涉及傳熱傳質的精餾原理的應用。利用煤制甲醇精制部分的多個子任務的完成，可以幫助學生理解并掌握化工原理流體輸送過程中連續性方程和伯努利方程，幫助學生理解正確操作泵的原因和重要性。通過對精餾塔液位和回流槽液位的控制，可以幫助學生深刻理解流體流速和流量的基本概念，對物料守恒的認識也積累了感性經驗。

賽項內容與教學內容的融合，不僅明確了教學重點和難點，還有助于實現賽項訓練與常規教學的同步進行，擴大了職業技能大賽對學生的影響范圍，提高了教學的有效性。

3.3 與教學方法的融合

以煤炭清潔利用技術賽項為教學案例完成相關的化工原理課程教學任務，需要采取跟賽項訓練員的指導方法類似而不同于一般教學的教學方法。

3.3.1 營造比賽情境和氛圍

對于參加過技能大賽的學生，教師通過回憶參賽情景就能將學生帶入比賽場景中。但是，對于沒有參加過技能大賽的學生，營造比賽情境，制造參賽氛圍就非常重要了，這是激發學生積極主動完成學習任務的關鍵一步。

3.3.2 與參賽隊員交流互動

組織學生與參賽學生交流互動，聽取他們在技能大賽中的得與失，有利于沒有參賽經歷的學生間接獲取大賽經驗。例如，在甲醇合成半實物仿真實訓比賽現場擔任一樓外操任務的參賽學生，他通過描述自己崗位上需要完成氮氣、新鮮氣的輸入、循環機的啟動、循環氣量的調節、鍋爐水循環泵的啟動等操作任務，把學弟學妹們帶入賽場，帶入到工作中，讓他們也感受到掌握實踐技能的重要性，認識到要想成為一名優秀的外操工，就要不厭其煩地多動手實踐，多用心琢磨。

3.3.3 故障排除訓練法

煤炭清潔利用技術的兩個賽項都包括事故處理部分。在實際生產中，事故的處理、故障的排除是操作工必備的技能。通過分析校內實訓設備實際情況，并借鑒賽項內容，設置故障點，強化學生的臨場故障診斷和排除能力。同時，這種訓練，對于提高學生賽場心理素質的穩定性也有一定的效果。

3.3.4 與教學環節的融合

改變傳統的先理論后實踐的教學環節，以賽項甲醇合成半實物仿真操作為案例，將教學環節調整為“定工藝—初實踐—生疑問—尋真理—解疑惑—再實踐”六環節。

①定工藝。以賽項甲醇合成半實物仿真操作為教學案例，給學生安排工作任務，一是熟悉甲醇合成工藝流程，能夠畫出工藝流程圖；二是熟悉甲醇合成操作步驟，能夠手指口述出操作步驟。

②初實踐。把學生按3人一組分成幾個工作小組，確定內操工和外操工，準備第一次實踐操作。實踐操作前要重點強調安全注意事項，教師必須緊跟學生，隨時指導，防止發生安全事故。

③生疑問。在第一次實踐操作中，學生會產生許多問題，比如對離心泵的操作不當，閥門的開關不及時，對合成塔的溫度控制不好，循環氣量控制不好，循環冷卻水的用量控制不好等。教師及時引導學生思考解決實踐中出現的問題，除了熟悉操作步驟以外，必須尋找理論的支持。

④尋真理。學生以工作小組為單位，結成學習群，開始共克理論難關。由于所要解決的問題是學生在實踐中自然產生的問題，所以學生的解疑動力強。他們通過各種學習渠道尋找解決問題的辦法。比如網絡查詢，圖書館查閱，課上認真學習化工原理的相關知識和理論。

⑤解疑惑。經過多種渠道的理論學習，各小組提出解決問題的方案，在教師的組織引導下，學習群互相交流補充，設計最佳操作方案。

⑥再實踐。在第二次實踐中，學生在簡單的操作上比第一次熟練，操作步驟不再出錯了，信心也提高了。對于合成系統的壓力、汽包蒸汽壓力操作壓力以及合成塔溫度、水冷器的溫度，汽包液位、甲醇分離器的液位等控制的效果比第一次好，從而通過實踐檢驗解決方案的可行性。在實踐中出現新的問題，依照此環節反復操作，在過程中不斷提高學生的分析問題、解決問題和實踐操作能力。

將賽項過程與教學環節的融合，讓學生體會到理論知識對于實踐操作的重要指導作用，也讓學生認識到實踐是檢驗真理的唯一標準，更讓學生認識到理論與實踐相結合是最好的學習方法。

3.3.5 與教學評價的融合

課程評價體系融入煤炭清潔利用賽項規程，從實踐動手能力、團隊協作能力、工作態度、安全意識、環保意識等五個維度對學生完成課程項目的綜合評定，并給出合理的評分。

評價導向明確學生的努力方向，有利于完成人才培養目標。例如在進行雙組分連續精餾原理的應用、相關計算及精餾單元操作的教學過程中，借鑒賽項規程，制定考核內容和考核要求，明確考核分值，明確個人分值和團隊分值的計算方法。在此基礎上，課程評價給學生提供三次考核機會，取最高分值作為課程評價有效分。

在操作過程中，為了使考核公平公正，也便于學生后續實踐技能的提高，考核中輔助實操視頻的錄制。課程評價融入賽項的規范性，與生產實踐的對接，與真實賽場、生產現場情境的對接，有效激發學生的學習上進心，促進小組成員團結合作，共克難關。

4 結束語

探究煤炭清潔利用賽項規程與化工原理課程教學有機融合策略是一項需要長期堅持的工作。后期計劃按照賽項規程的編制方法，并參照生產過程中的標準要求，將化工原理中各種化工單元操作編制成校級賽項。通過校級賽項，培養學生職業技能和職業品質，以滿足新時代化工企業對人才的需要。