高職煤化工技術(shù)專業(yè)煤制甲醇生產(chǎn)性實訓(xùn)教學(xué)改革與實踐

侯俠，李倩，康小珍，齊晶晶，趙麗娟

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730060）

近十幾年，中國新型煤化工產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，高技能人才的需求也逐年增加，而高技能人才培養(yǎng)的關(guān)鍵在于實踐技能的培養(yǎng)。對于高職化工類專業(yè)來說，生產(chǎn)性實訓(xùn)課程的開設(shè)尤為重要。煤制甲醇生產(chǎn)性實訓(xùn)是煤化工技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，理論和實踐密切結(jié)合，可以充分培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力，樹立工程意識和安全規(guī)范意識[1]。因此，這門課程的教學(xué)效果和學(xué)生的掌握情況直接關(guān)系到本專業(yè)學(xué)生綜合實踐能力的提升，通過裝置建設(shè)、實訓(xùn)項目開發(fā)、課程內(nèi)容的重組和實訓(xùn)教學(xué)過程的實施多個方面進行教學(xué)改革，進而落實有效課堂，保障教學(xué)質(zhì)量。

1 課程存在的問題

通過對畢業(yè)生的追蹤調(diào)查和在校學(xué)生的回訪發(fā)現(xiàn)，這門生產(chǎn)性實訓(xùn)課程的教學(xué)效果與預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)具有一定的差距，教學(xué)過程并沒有將重心放在學(xué)生技能培養(yǎng)、工程意識提升方面，與企業(yè)需求脫軌[2]。出現(xiàn)這些問題的原因主要有以下幾個方面：

1.1 教學(xué)設(shè)備落后，實訓(xùn)項目與產(chǎn)業(yè)不能高度對接

隨著煤化工的發(fā)展，煤制甲醇生產(chǎn)工藝和裝置變化較大，校內(nèi)實訓(xùn)設(shè)備更新不及時，實訓(xùn)項目與產(chǎn)業(yè)不能高度銜接。由于校內(nèi)實訓(xùn)基地的限制，開設(shè)的實訓(xùn)項目與產(chǎn)業(yè)對接度不高，實訓(xùn)內(nèi)容老化，課程標(biāo)準(zhǔn)與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)具有一定的差異性。

1.2 生產(chǎn)性實訓(xùn)教學(xué)過程中安全教育不到位

由于煤制甲醇生產(chǎn)過程中具有有毒有害、易燃易爆的特點，實訓(xùn)過程與企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場具有相似性，應(yīng)該強化安全教育。但是由于學(xué)校實訓(xùn)環(huán)境的差異，在以往的實訓(xùn)教學(xué)過程中對安全教育不到位，導(dǎo)致學(xué)生安全意識欠缺。

1.3 實訓(xùn)教學(xué)過程與生產(chǎn)過程脫節(jié)

由于校內(nèi)實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境的局限性，導(dǎo)致實訓(xùn)教學(xué)過程與企業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)實際具有一定的差異[3]，學(xué)生不能真實體驗本行業(yè)的操作實際。改革實施將教學(xué)過程現(xiàn)場化、企業(yè)化、場景化，產(chǎn)教融合，使學(xué)生提早進入崗前培訓(xùn)模式，樹立規(guī)范意識。

2 改革實踐過程

為更好實現(xiàn)煤制甲醇生產(chǎn)性實訓(xùn)教學(xué)的目標(biāo)，使學(xué)生就業(yè)后盡快與企業(yè)生產(chǎn)崗位對接，迅速上崗，本專業(yè)教師團隊針對該門課程從實訓(xùn)工廠的設(shè)計建設(shè)、實訓(xùn)項目和內(nèi)容的重組整合、安全教育的有效融入和實訓(xùn)教學(xué)過程的方法手段等多個方面進行前期頂層設(shè)計，層層優(yōu)化落實，使得這門實訓(xùn)課程在后期的教學(xué)評價中得到學(xué)生的高度好評。

2.1 與企業(yè)共建煤制甲醇校中廠

利用學(xué)院現(xiàn)有資源，通過調(diào)研神華、寧煤、廣匯等多家煤化工企業(yè)，了解國內(nèi)煤制甲醇現(xiàn)狀，并聯(lián)合企業(yè)專家，把企業(yè)的生產(chǎn)場所引入學(xué)校，結(jié)合校內(nèi)理論知識系統(tǒng)，以“共建、共享、共贏”的理念，打造國內(nèi)一流的“校中廠”。將企業(yè)需求與學(xué)生訴求相結(jié)合，使工廠的真實生產(chǎn)和學(xué)校的實訓(xùn)教學(xué)無縫對接，在“校中廠”實現(xiàn)“教、學(xué)、做、考”的一體化教學(xué)，采用多種教學(xué)方法開發(fā)出適合煤化工行業(yè)特點的“現(xiàn)代學(xué)徒制”人才培養(yǎng)模式。

由于校內(nèi)實訓(xùn)裝置和實際生產(chǎn)過程的裝置高度相似，學(xué)生可以切身感受到所學(xué)知識的用途與意義，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；此外，通過裝置中所帶的HSE 軟件，可以模擬實際生產(chǎn)中可能發(fā)生的事故。通過模擬訓(xùn)練，使學(xué)生提前具備崗位生產(chǎn)的正常操作能力以及事故的判斷處理能力，這一點，對于高職煤化工專業(yè)學(xué)生來說尤為重要。學(xué)生在“校內(nèi)教學(xué)工廠”實訓(xùn)過程中實現(xiàn)“課上學(xué)，崗上練”的良性知識傳輸體系，為學(xué)生畢業(yè)后走向工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。

2.2 打破單一課程界限，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

煤制甲醇生產(chǎn)性實訓(xùn)裝置由空分氣化、氣體凈化、甲醇合成、甲醇精餾四個車間組成，但是作為一門生產(chǎn)性實訓(xùn)課程，涉及的內(nèi)容比單純的理論內(nèi)容復(fù)雜很多。四個工段的工藝流程復(fù)雜，相關(guān)知識點多，不僅需要將甲醇的生產(chǎn)原理、工藝、設(shè)備、閥門、管線和安全生產(chǎn)等知識有機結(jié)合；還需要將“化工安全技術(shù)”“化工原理”“化工設(shè)備”“煤化學(xué)”“煤化工生產(chǎn)技術(shù)”等多門課程融合。通過編制課程標(biāo)準(zhǔn)、課程實施過程以及實訓(xùn)項目運行卡等手段使該門實訓(xùn)課程形成一個完整的實訓(xùn)項目。

教師團隊通過教研討論、專家咨詢，將涉及到的知識點進行組合，以安全教育為前提，以掌握工藝為主線，重構(gòu)了課程內(nèi)容與崗位職責(zé)相統(tǒng)一，專業(yè)核心課程互相融合的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)好理論知識的前提下，也熟悉崗位職責(zé)，真正成為一個合格的高技能人才。

實際操作時，通過老師示范，學(xué)生分內(nèi)操和外操輪流操作，將企業(yè)的實際生產(chǎn)過程和工作過程引入教學(xué)，從而真正實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與崗位職責(zé)的無縫對接，專業(yè)教學(xué)要求與企業(yè)（行業(yè)）崗位技能對接，專業(yè)課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接。目前，煤化工專業(yè)的成功經(jīng)驗已經(jīng)推廣到本校應(yīng)用化工、無機化工、有機化工等專業(yè)，未來，將會向更多的化工類專業(yè)推廣，見圖1。

圖1 煤制甲醇實訓(xùn)的無縫對接體系

2.3 工程化理念設(shè)計教學(xué)過程，多手段保障實訓(xùn)目標(biāo)

為了高度實現(xiàn)實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)過程如何設(shè)計，到教學(xué)過程的有效實施和考核評價等多途徑改善原有教學(xué)過程。

2.3.1 教學(xué)設(shè)計引入工程化理念，培養(yǎng)學(xué)生生產(chǎn)意識

課程標(biāo)準(zhǔn)制定中，注入工程化元素，將“工程實踐”能力作為一項重要的技能寫進課程培養(yǎng)目標(biāo)中[4]。依托校內(nèi)實訓(xùn)工廠裝置，將“工程化”理念融入到實訓(xùn)教學(xué)過程中。在師資能力培養(yǎng)過程中，實現(xiàn)理科向工科轉(zhuǎn)變，提高教師的綜合能力，加強具有“工程化素質(zhì)”的教師隊伍建設(shè)，要求老師能教學(xué)生，開裝置，帶徒弟，甚至具備煤制甲醇廠廠長的技能。

要求在授課過程中將工廠中的崗位要求、管理制度引入實訓(xùn)教學(xué)，學(xué)生在實訓(xùn)之前參照危險化學(xué)品特種作業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)，嚴格按照工廠上崗要求進行崗前安全教育，考試合格獲得上崗資格證；在實訓(xùn)過程中嚴格按照操作規(guī)程上崗操作，檢修操作遵守現(xiàn)場作業(yè)票管理制度，以培養(yǎng)學(xué)生工程實踐技能，提高競爭力。

2.3.2 構(gòu)建“333”模式的三級安全教育體系

煤化工行業(yè)具有高溫、高壓、工藝復(fù)雜等特點，如何安全操作及生產(chǎn)是培養(yǎng)煤化工類高技能人才的基本要求。煤化工實訓(xùn)基地作為教學(xué)、科研以及為社會服務(wù)的重要載體，在人才培養(yǎng)的過程中有著舉足輕重的作用。因此在生產(chǎn)性實訓(xùn)教學(xué)過程中，強化“懂技術(shù)、會操作、重安全”的人才培養(yǎng)基本原則，采取“333”模式的三級安全教育體系：即對設(shè)備的“入、行、修”，實訓(xùn)教學(xué)的“前、中、后”階段，生產(chǎn)管理的“組、間、廠”，全方位進行分級安全教育，實現(xiàn)入廠必有證、實訓(xùn)必到位、操作必規(guī)范。

具體內(nèi)容為入廠前通過視頻、案例的學(xué)習(xí)，進行班組級、車間級、廠級三級安全教育，考試獲得上崗證后方可入廠；在實訓(xùn)過程的前期、中期、后期，通過安全事故的操作訓(xùn)練、人員急救訓(xùn)練、消防器材使用學(xué)習(xí)、安全警示標(biāo)牌熟知等方式，強化安全意識，牢記安全于心。在設(shè)備的入門、運行及維修過程中，強調(diào)安全教育，通過多種信息化手段獲取更多設(shè)備原理、操作資源，熟知設(shè)備操作規(guī)程及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，見圖2。

圖2 “333”模式的三級安全教育

2.3.3 采用“三維度多方向”先進教學(xué)手段

針對大多數(shù)高職學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱，自我意識強，易接受新鮮事物等特點，教學(xué)手段與時俱進，教學(xué)方法靈活多變，采取情景化、可視化、信息化三維度多方向的新型教學(xué)模式，大大提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，見圖3。

圖3 “三維度多方向”教學(xué)手段

（1）教學(xué)過程情景化

在實訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生主體操作，教師主導(dǎo)示范，堅持工廠情景化教學(xué)。利用教學(xué)情景的變化，教師和學(xué)生以“老師-學(xué)生，師傅-徒弟，工段長-操作工”的身份進行教與學(xué)，示范與演練。在實訓(xùn)教學(xué)中不斷轉(zhuǎn)換角色進行教與學(xué)，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃犹骄?，極大地提升了教學(xué)效果。

在實訓(xùn)教學(xué)方法上，采用任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)。首先讓學(xué)生了解所要進行的實訓(xùn)目的是什么；二是讓學(xué)生對各實訓(xùn)項目的實訓(xùn)原理、實訓(xùn)過程操作要領(lǐng)多提問，指導(dǎo)教師在教學(xué)過程中對學(xué)生進行抽查輔導(dǎo)；三是指導(dǎo)教師多示范，學(xué)生多練習(xí)。在此形成了完整系統(tǒng)的講授與討論相結(jié)合、課上與課外相結(jié)合、計劃中與計劃外相結(jié)合、實訓(xùn)教學(xué)與拓展提高相結(jié)合、學(xué)習(xí)與生產(chǎn)相結(jié)合的實訓(xùn)教學(xué)方法體系。

（2）設(shè)備操作可視化

為了方便教學(xué)，引入可視化管理的方法，包含現(xiàn)場管路的顏色標(biāo)識、安全警示標(biāo)識、危險化學(xué)品防護標(biāo)識等。每一個車間能對各管路、閥門、設(shè)備進行拆卸，通過學(xué)習(xí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加熟知各設(shè)備的工作原理，熟練進行操作，完成生產(chǎn)任務(wù)。通過可視化教學(xué)使學(xué)生充分認識設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，管線內(nèi)的物料流動以及閥門開閉過程，培養(yǎng)感性認識。

（3）學(xué)生學(xué)習(xí)信息化

在教學(xué)過程中，應(yīng)用多種信息化手段提高教學(xué)效果。應(yīng)用二維碼技術(shù)提高教學(xué)過程的交互性；應(yīng)用3D仿真實踐教學(xué)，提升學(xué)生的實踐動手能力；使用學(xué)習(xí)、評價、培訓(xùn)為一體的云教學(xué)平臺；引入視覺、聽覺和觸覺一體化的VR技術(shù)，讓甲醇生產(chǎn)過程具有交互體驗，給學(xué)生提供了大量親身觀察、操作以及與他人合作學(xué)習(xí)的機會[5]。

2.3.4 多元化的考核手段

本課程是一門生產(chǎn)性實訓(xùn)課程，主要培養(yǎng)學(xué)生知識的綜合應(yīng)用能力和工程實踐能力，同時也考查生產(chǎn)過程的控制能力，即學(xué)習(xí)結(jié)果。因此該門課程采取“過程考核（50%）+結(jié)果考核（50%）”的綜合考核方式。

過程考核主要包括：學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度（20%），考查對化工職業(yè)崗位的基本素養(yǎng)；學(xué)習(xí)過程中的參與情況（30%），考查學(xué)生的基本操作能力。過程考核可通過定性和定量兩種方式相結(jié)合的手段給出成績。可依托授課過程中的信息化手段對學(xué)生的參與情況進行全面跟蹤，通過我校國家級煤化工專業(yè)教學(xué)資源庫進行學(xué)習(xí)進度、時長的綜合監(jiān)控，給出過程考核的部分成績。

結(jié)果考核主要包括：實訓(xùn)成績（20%），由中控DCS系統(tǒng)提供，考查實訓(xùn)過程的控制能力；實訓(xùn)報告成績（15%），由學(xué)生的實訓(xùn)報告得到，考查學(xué)生對實訓(xùn)過程的綜合掌握情況；考試成績（15%），由教師通過筆試形式給出，考查相關(guān)理論知識的掌握情況。

通過定性與定量、過程+結(jié)果相結(jié)合的評價方式可以更全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，以取得更好的學(xué)習(xí)效果[6]。

2.4 多元化教師團隊結(jié)構(gòu)

實訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量保證是具有實踐經(jīng)驗的教師隊伍。隨著職業(yè)教育對教師引入制度的不斷調(diào)整，我校積極引進企業(yè)工程師作為實踐教學(xué)兼職教師，打造了一支專兼結(jié)合的創(chuàng)新型教學(xué)團隊。

團隊教師通過多種手段提升綜合實力：煤化工生產(chǎn)性實訓(xùn)教學(xué)由兩位老師共同承擔(dān)，通過老帶新讓青年教師迅速成長；教師全程參與實訓(xùn)基地的建設(shè)與運行；以實訓(xùn)基地為平臺，團隊老師積極參與教學(xué)比武，提升自身的綜合實力；參與制作安全預(yù)案、教學(xué)要求、課件、教案、課程標(biāo)準(zhǔn)、教材等一系列教學(xué)資料。

通過校企共建人才培養(yǎng)方案，采用現(xiàn)代學(xué)徒制，企業(yè)工程師現(xiàn)場授課。組織教師進行“產(chǎn)學(xué)研一體化”教學(xué)。雙師團隊通過授課過程的動態(tài)管理和定期培訓(xùn)學(xué)習(xí)，采取隨機抽查和人人過關(guān)的方式進行教師團隊的考核和提高，打造了一支職業(yè)化教師團隊。

3 改革應(yīng)用效果

通過走訪企業(yè)、回訪畢業(yè)生等多種手段對這門課程做了系列化教學(xué)改革過程。通過實訓(xùn)裝置的建設(shè)和實訓(xùn)內(nèi)容的重組，形成了新的課程體系；通過現(xiàn)代化教學(xué)手段的綜合應(yīng)用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了對煤化工操作過程的感性認識。

自2016 年開始，陸續(xù)在我校2015～2018 級煤化工專業(yè)及化工專業(yè)中近3 000名本校學(xué)生中實施，實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量明顯提升，學(xué)生反饋掌握情況較好，達到了與企業(yè)操作無縫對接的預(yù)期效果。該實訓(xùn)課程也在周邊本科化工類相關(guān)專業(yè)學(xué)生的實訓(xùn)培訓(xùn)過程中發(fā)揮了巨大的作用，每年可培訓(xùn)學(xué)生500名以上。