《無機(jī)化學(xué)》課程與“1+X” 證書銜接和融合的探討*

萬家秀, 萬家良, 馮順明, 趙培植

2019 年2 月, 國務(wù)院發(fā)布《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》(下稱《實(shí)施方案》), 首次提出啟動(dòng)“1+X” 證書制度試點(diǎn)工作, 開啟了我國職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式和評(píng)價(jià)模式創(chuàng)新發(fā)展的新階段[1,2]。 職業(yè)教育“1+X” 證書制度的實(shí)施, 正是適應(yīng)未來產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的多元化需求, 深化職業(yè)教育改革, 完善現(xiàn)代職業(yè)教育體系, 創(chuàng)新人才培養(yǎng)和評(píng)價(jià)模式, 提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要抓手[3]。 為貫徹落實(shí)《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》, 教育部在職業(yè)院校、 應(yīng)用型本科高校啟動(dòng)“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書” 制度(即1+X 證書制度)試點(diǎn)工作, 旨在鼓勵(lì)職業(yè)院校學(xué)生獲得學(xué)歷證書的同時(shí), 取得多類職業(yè)技能等級(jí)證書, 拓展就業(yè)創(chuàng)業(yè)本領(lǐng), 緩解結(jié)構(gòu)性就業(yè)矛盾[4]。 這是我國職業(yè)院校在培養(yǎng)復(fù)合型人才的一項(xiàng)巨大舉措。

1 污水處理職業(yè)技能等級(jí)證書開發(fā)背景

1.1 行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)

水環(huán)境治理呈現(xiàn)綜合化、 系統(tǒng)化特征, 從分散治理到系統(tǒng)治理, 持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境是行業(yè)發(fā)展長期需求及趨勢(shì)。 高質(zhì)量的水環(huán)境要求, 使得污水處理技術(shù)越來越受到重視, 市場(chǎng)及需求迅速發(fā)展。

1.2 行業(yè)崗位需求的重要方向

嚴(yán)格水環(huán)境治理要求、 數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢(shì)背景下水環(huán)境治理類、 監(jiān)測(cè)類、 智能水務(wù)類等技能人才的巨大需求。

1.3 人才培養(yǎng)的模式

高素質(zhì)技術(shù)技能人才需求的迫切, 探索多元化人才培養(yǎng)模式、 中國特色學(xué)徒制職業(yè)教育“1+X” 證書制度的實(shí)施, 正是適應(yīng)未來產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的多元化需求, 深化職業(yè)教育改革, 完善現(xiàn)代職業(yè)教育體系, 創(chuàng)新人才培養(yǎng)評(píng)價(jià)模式, 提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要抓手[5-6]。

2 教學(xué)案例

2.1 基本思路

將專業(yè)課程內(nèi)容與污水技能等級(jí)證書融合銜接基本思路如圖1 所示。

圖1 案例思維導(dǎo)圖Fig.1 Mind map

2.2 《無機(jī)化學(xué)》課程內(nèi)容與污水處理職業(yè)技能等級(jí)證書的融合

《無機(jī)化學(xué)》課程是環(huán)境、 化工類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課, 在采用無機(jī)類藥劑處理污水時(shí), 如何選擇藥劑和用量? 這一過程就是理論分析后指導(dǎo)實(shí)踐。 而且污水處理職業(yè)技能等級(jí)證書考核標(biāo)準(zhǔn)中要求掌握處理單元的操作。 這里的操作指的是學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性, 做出正確判斷后進(jìn)行合理規(guī)范的操作, 而不是單純的機(jī)械動(dòng)作。 那么能夠?qū)⑺鶎W(xué)理論靈活應(yīng)用就很關(guān)鍵, 所以在教學(xué)中設(shè)置以真實(shí)工作場(chǎng)景的學(xué)習(xí)任務(wù), 鍛煉學(xué)生在污水化學(xué)處理單元方面的能力。

以生產(chǎn)太能電池的車間排放的污水為處理對(duì)象的案例。 水質(zhì)特點(diǎn)是pH=1、 F-含量可高達(dá)2000 mg/L、 可生化性差。 首先讓學(xué)生用排除法選擇基本處理思路, 因?yàn)檩^差的生化性以及是離子態(tài)污染物, 可以看出生化法、 物理法都不適用, 只能選擇化學(xué)法。 那么根據(jù)已學(xué)的知識(shí)處理思路是中和調(diào)節(jié)pH 以及化學(xué)沉淀F-, 接下來讓學(xué)生查找工程中最為經(jīng)濟(jì)有效的處理藥劑, 常用的有CaO 和CaCl2兩種藥劑, 然后讓學(xué)生選擇如何經(jīng)濟(jì)有效的達(dá)到排放目標(biāo)? 國家標(biāo)準(zhǔn)就是污水處理的目標(biāo), 通過引導(dǎo)學(xué)生查找《電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30484-2013),得出處理目標(biāo)是pH 達(dá)至中性, [F-]≤8 mg/L。 分析: CaO 單價(jià)優(yōu)于CaCl2, 如果除氟時(shí)僅使用濕法投加CaO, 那么由進(jìn)水條件[F-]=2000 mg/L=0.105 mol/L, 出水[F-]=8 mg/L 換算得[F-]=4.21×10-4mol/L, 依據(jù)0 ℃時(shí)CaF2Ksp=8.575×10-11。HF 解離平衡常數(shù)Kc=7.2×10-4, Kc1=5.2 做如下推算:

總氟濃度為:

將數(shù)據(jù)帶入總氟濃度:

理論上當(dāng)初始?xì)浞釢舛却笥? mol/L, 氫氟酸就是相當(dāng)強(qiáng)的強(qiáng)酸, 那么在處理過程不考慮弱酸水解問題。 依據(jù)出水目標(biāo)當(dāng)水體中[F-]=8 mg/L=4.21×10-4mol/L 時(shí)不再產(chǎn)生CaF2沉淀, 那么根據(jù)溶度積原理:Ksp= [Ca2+][F-]2(5)8.575×10-11=[Ca2+]×(4.21×10-4)2

得到溶液中總[Ca2+]=0.484×10-3mol/L。溶液中Ca2+存在平衡:

總[Ca2+]=a+b=[F-]/2+b, 那么b=總[Ca2+]-[F-]/2=0.274×10-3, 可知:

[OH-]= 2 b=0.548×10-3mol/L

依據(jù)水的離子積可得:

除氟后的水質(zhì)pH=10.74, 可見為了達(dá)到F-的去除目標(biāo)單純加CaO 會(huì)使pH 超標(biāo), 那么這個(gè)問題就轉(zhuǎn)化為如何更加合理的進(jìn)行藥劑投加, 選用CaO 調(diào)整pH 為中性, 剩余的F-選用CaCl2去除, 這樣就得到最佳理論投加量。 再運(yùn)用無機(jī)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行計(jì)算。

F-要求降低至8 mg/L, 由于污水中[F-]=2000 mg/L, 那么需要每升污水中沉淀出1.992 mg·F-, 那么每升污水需要Ca2+為a=1.992/(19×2); 其中投加的CaO 已經(jīng)提供0.05 mol的Ca2+因此CaCl2提供Ca2+=a-0.05, 根據(jù)1 mol CaCl2可提供1 mol Ca2+的計(jì)量關(guān)系, 可以計(jì)算出:

m(CaCl2)=[1.992/(19×2)-0.05]×111×103=268.7 mg/L

經(jīng)過上述理論分析后最后學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證, 在實(shí)驗(yàn)室通過模擬水樣的化學(xué)處理, 驗(yàn)證并得出結(jié)論。 有的小組可能實(shí)際處理效果達(dá)不到理論要求, 那么通過提出問題, 交流學(xué)習(xí), 自我反思找出自己方案的不完整性, 調(diào)整方案, 繼續(xù)嘗試驗(yàn)證。 當(dāng)自己的理論判斷和實(shí)際處理效果相符時(shí), 學(xué)生會(huì)有較強(qiáng)的獲得感, 能將自己學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課應(yīng)用到專業(yè)課中,學(xué)生可以在心理層面接受這些課程的確會(huì)在將來的職業(yè)中提升自我競(jìng)爭(zhēng)能力, 那么在今后的學(xué)習(xí)中主動(dòng)性也能提高。 而且在反復(fù)驗(yàn)證過程中也增加了學(xué)生獨(dú)立思考問題的能力。 最后老師將這些遇到的問題進(jìn)行總結(jié)。 該案例就是對(duì)應(yīng)污水處理技能中化學(xué)處理單元操作, 藥劑投加量確定也是化學(xué)處理工藝進(jìn)行調(diào)試時(shí)的一個(gè)環(huán)節(jié)。 以此的學(xué)習(xí)模式, 在今后取證的時(shí)候遇到該門課程內(nèi)容時(shí), 學(xué)生可以得心應(yīng)手熟練的進(jìn)行應(yīng)用。

然而對(duì)于一項(xiàng)職業(yè)技能的獲取并不是一門課程就能支撐起來的, 它需要一個(gè)較完善的課程體系來支撐, 因此對(duì)于證書其他相關(guān)課程, 也要與“1+X” 證書銜接和融合, 才能達(dá)到更好的效果。

3 成 效

優(yōu)化重構(gòu)理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容。 實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容多元化的表達(dá), 對(duì)學(xué)生形成知識(shí)點(diǎn)多層次解析、 立體多維滲透提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果; 整個(gè)課程教學(xué)過程將學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)于一體, 實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容由理論緊密聯(lián)系實(shí)踐, 促進(jìn)知識(shí)、 能力、 素質(zhì)的全面發(fā)展[7]。

3.1 體驗(yàn)式教學(xué)成果

(1)以“工作過程系統(tǒng)化” 教學(xué)理論為基礎(chǔ), 繼續(xù)修訂適合教學(xué)做一體化的課程標(biāo)準(zhǔn);

(2)充分利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)資源, 有針對(duì)性地開展實(shí)習(xí)與課堂教學(xué)、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合, 增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容的認(rèn)知能力;

(3)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科基本技能, 鍛煉其發(fā)現(xiàn)問題、 分析問題、 解決問題的能力, 增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2 污水處理職業(yè)技能等級(jí)證書的科目考核合格率

2020 年我校向教育部申報(bào)污水處理職業(yè)技能等級(jí)證書制度試點(diǎn)單位, 并獲批, 同年進(jìn)行了第一期污水處理職業(yè)技能等級(jí)培訓(xùn)及考核, 培訓(xùn)前期環(huán)化學(xué)院專兼職教師進(jìn)行會(huì)議研討, 反復(fù)探討將證書標(biāo)準(zhǔn)和課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行融合, 基于工作過程的情景選取了培訓(xùn)方案, 在培訓(xùn)過程發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在規(guī)劃未來的職業(yè)發(fā)展方向時(shí)很迷茫, 因?yàn)椴恢雷约核鶎W(xué)的理論知識(shí)到底在崗位中如何體現(xiàn), 培訓(xùn)后更容易理解, 自己在大學(xué)所接觸的課程體系與專業(yè)所對(duì)應(yīng)崗位間的關(guān)系, 可見污水處理職業(yè)技能等級(jí)證書是實(shí)現(xiàn)學(xué)校與崗位連接的紐帶。 最后理論合格率達(dá)到66%, 安全操作合格率100%, 水質(zhì)分析合格率100%。

4 創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 落地實(shí)施的課證銜接和融合, 有效促進(jìn)了污水處理職業(yè)技能等級(jí)證書的實(shí)施及認(rèn)可度

職業(yè)技能等級(jí)證是針對(duì)某一職業(yè)崗位關(guān)鍵工作領(lǐng)域的典型工作任務(wù)所需要的相關(guān)知識(shí)、 技能和能力的學(xué)習(xí)任務(wù)后獲得其職業(yè)能力水平的憑證[8]。 情景化教學(xué)模式, 課證的融合, 課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)源于工作情景, 有助于自己清晰認(rèn)識(shí)到未來職業(yè)規(guī)劃發(fā)展。 清晰的職業(yè)規(guī)劃才能讓學(xué)生知道該正確選擇哪類、 哪些職業(yè)技能等級(jí)證書, 避免盲從。 學(xué)生在心理層面接受了污水處理職業(yè)技能等級(jí)證書確實(shí)能夠提升自己的就業(yè)創(chuàng)業(yè)本領(lǐng), 學(xué)習(xí)的主動(dòng)性也會(huì)增加。

4.2 有助于新形勢(shì)下污水處理專業(yè)技能教育質(zhì)量的提升

隨著污水處理職業(yè)技能等級(jí)證書試點(diǎn)工作的推進(jìn), 為了主動(dòng)適應(yīng)當(dāng)下形式環(huán)保類行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和社會(huì)崗位需求的方向發(fā)展, 通過工作情景化教學(xué)的高職環(huán)境類專業(yè)學(xué)生, 在污水處理的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中也得到了一定的提升。

4.3 真實(shí)工作的情景科學(xué)的設(shè)計(jì), 增加學(xué)生體驗(yàn)感

典型工作情景的選取需要根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)合理的設(shè)置,學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果, 老師在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上提出引發(fā)學(xué)生深度思考的問題, 讓學(xué)生利用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過認(rèn)真思考分析后得到合理的解答, 工作情景的設(shè)置, 恰當(dāng)?shù)奶岢鰡栴},啟迪學(xué)生的思維, 學(xué)生身心參與度高了, 學(xué)習(xí)也更加有效[9]。