《化工生產單元操作》課程項目化教學改革探索

儲則中,周永江

(廣東輕工職業技術學院中職部，廣東 廣州 510300)

《化工生產單元操作》是中等職業學校化工類專業必修的一門專業核心課程，是在無機化學、有機化學等課程基礎上，開設的一門理論和實踐相結合的專業基礎課程。其核心是讓學生學習并掌握化工生產過程中典型化工生產單元操作的基礎知識、基本理論和基本技能，通過學習具備基本的工程觀點、專業態度和專業技能；具備化工生產中操作、維護維修、判斷和解決常見問題的基礎能力，為專業課程的學習奠定基礎[1]。

《化工生產單元操作》課程中的“理論與實踐”相結合的特性，也就成了大多中職學生學習該課程最大障礙。中職學生一方面理論基礎較差，尤其是與工程有關的理論知識；另一方面對于化工類的工程實際更是茫然不知。采用傳統的學科教學方式，教師難教、學生難學厭學，培養的學生也很難適應化工企業一線技能人才的要求。為解決這一問題，我校從2010年開始，對《化工生產單元操作》課程進行了從一體化教學改革、到2015年的項目化教學改革工作。即改變原來化工生產單元操作課程學科體系的教學方式，簡化大量繁雜的理論推導，相關理論知識以夠用為度，強化技能實踐訓練，以項目為引領、任務為載體、輔助裝置仿真訓練[2-3]，通過認識典型設備——熟悉裝置(工藝流程)——理解操作規程——輔助裝置仿真訓練——實現掌握單元操作技能——鞏固復習——總結評價學習效果，來組織整個課程的教學，真正實現做中學、學中做。并根據中職學生認知規律、技能訓練的難易和循序漸進的原則，將化工生產單元操作課程設計為相應項目進行教學，見表1[3-4]。

表1 化工生產單元操作教學項目設計Table 1 Chemical production unit operation teaching project design

1 教學項目的設計

1.1 教學項目設計的原則

教學項目設計一方面要符合學生的認知規律，即盡可能采用來源于生產實際的生產任務通過情境式教學，讓學生討論、學習、掌握解決實際生產中問題的方法等，同時能使學生體會到學以致用；另一方面要通過項目引領學生學習化工生產單元操作的知識和技能，同時又要保持學科體系的完整性和工程實踐應用一致性，具有以點帶面的功能。因此在教學項目設計時，力圖通過以技能訓練為主線(操作典型化工生產單元設備或裝置)，采用以真實生產任務為背景的情景式教學，達到認知——認識——熟悉——掌握(實操)，達到為什么這樣、如何這樣解決生產實際操作技能的鍛煉。

1.2 教學項目內容設計

確定了教學項目，其內容設計既要新穎、能吸引學生關注，同時與學科要求和工程實際相一致，下面以“操作流體輸送機械”項目為例說明教學內容的組織和實施。

2 教學內容組織和實施

2.1 教學內容的組織與設計

教學內容的構成為：項目——子項目——任務——知識點。即是以教學項目為引領、通過子項目來實現，以具體的教學任務驅動來完成，以若干個知識點構成具體任務。如操作流體輸送機械項目的設計如表2所示[3-4]。

表2 教學項目構成Table 2 Composition of teaching projects

2.2 教學項目的實施

教學項目實施主要包括教師的教、學生的做學練、總結評價等過程。

2.2.1 教師的教

教師的教包括教學前、教學中和教學后三方面工作。

表3 課程基本信息Table 3 Basic course information

教學前教師的分工(項目教學配備2名教師)、教學班組情況了解與分析、確定具體教學方案、教案編制、學生學習工作頁編寫等準備工作，其中教案編制包括課程基本信息、課程整體設計和單元設計(教案)(如表3～表4,圖1所示)最為重要[4-5]，它是整個教學過程引領性文件。同時保證了教學內容的完成、教學過程實施的順暢、教學目標的實現。雖實際教學中有不確定的變化，可作為下一次教案的修正的依據，實現教案的逐漸優化。學生學習工作頁(如圖1所示)它包括了任務目標、課前準備、任務描述、任務分析與實施、任務總結與評價幾部分[5]。是引領學生學習該任務的要求和規范，對學生課前、課中和課后都有明確的任務和目標，并要求學生對學習過程和結果(主要考核技能操作)進行自我評價。

教學中采用整體——分組——整體方式進行教學。首先全班整體進行教學目標、教學任務、教學計劃及安排、安全知識及要求、入門知識學習、操作規程分析、實操分組、學生課前預習、收集學生預習中存在的問題(在相應教學環節集體或個別輔導)、情況檢查等內容教學，為該項目(任務)的正常且順利進行奠定基礎；再進行分組進行技能訓練相應任務，部分完成相應的學習工作頁；最后進行任務(子項目或項目)總結評價(結果評價和過程評價)，肯定成績、指出問題、分析原因、啟發學生找出解決問題的方法或途徑等等，教學過程中教師的巡回指導、釋疑解惑、點評是學生順利完成項目的保證。

教學后，教師總結本任務(子項目或項目)完成情況、亮點和存在的問題，并深入剖析產生問題的原因，提出解決問題的思路和方法；認真批改學生的學習工作頁、作業，激勵學生獨到的見解和長處，發現不足并提出合理的中肯的意見以使學生提高。

表4 課程整體設計Table 4 Overall course design

課程名稱 化工生產單元操作授課班級精細152學時4時間(周次/月/日/節次)地點3號樓化工單元操作實訓室項目(工作任務)名稱及內容描述工作任務1 認識流體輸送操作的工藝流程內容描述:通過對本次任務的學習,能較熟練地利用各種文獻資料收集所需要的信息,對照實訓設備,了解流體輸送的要求,掌握流體輸送的工藝流程,并繪制相應的工藝流程總圖(簡圖、帶控制點工藝流程圖)。教學目標1、查閱相關書籍和資料,了解流體輸送的要求,認識流體輸送裝置,理解流體輸送原理及操作;2、能使用實訓仿真軟件進行流體輸送單元操作,能對照實訓設備繪制相應的工藝流程圖。教學準備知識準備技能準備知識準備:化工單元操作基本知識。技能準備:化工制圖基本技能。教學資源教材《化工生產單元操作工作頁》,化工組編寫,校本教材設備任務書、多媒體、電腦、網絡、圖書、資料、課本、黑板、繪圖工具參考資料1、 侯麗新.化工生產單元操作.北京:化學工業出版社,2009.教學過程教學內容教師活動學生活動時間分配步驟1布置任務公布流體輸送項目教學計劃與分組名單、項目任務與完成時間,發放工具材料與信息資料;公布學習質量的評價內容、標準、方法講授、布置聽、記錄30步驟2 ……步驟3 ……

圖1 課程單元設計表(教案)

Fig.1 Course unit design(lesson)

2.2.2 學生的做學練

①學(應知) 首先學生完成教師布置的預習內容，并提出自己的疑問(班級學習委員收集后交授課教師)，過學習時再通教師講授項目入門基礎知識學習，領會(子項目或項目)目的、任務和要求，掌握技能學習的基本要領，理解并掌握操作規程；②做(應會) 在教師示范引領，并借助視頻動畫多媒體等手段，使學生掌握技能訓練要領后，按操作規程分組進行仿真訓練或上裝置實訓操作。教師在此環節好比導演，把控全過程、保證教學安全、巡回指導，重點引導學生嚴格按操作規程進行操作，以養成良好的職業習慣和素養，保證實操安全、規范地實施。③練(學習與掌握) 在應知應會環節完成后，通過完成學習工作頁、作業、自我評價總結，反復練習達到復習鞏固、掌握操作技能目的。做學練可以不分先后的循環往復，通過做中學、學中做，不斷提高不斷進步，總結評價是進步的根基，因而每一個環節都不可缺少。

2.2.3 總結評價

總結評價是項目化教學的關鍵，總結是針對教學過程中存在的優點和進步、問題和不足進行歸納，為后續的學習提供指引。評價重點在于對學生的學習過程進行考評，同時輔以終結性(測驗考試)評價考查學生對學習內容、項目操作的掌握情況，發現問題和薄弱環節，及時改進，不斷提高學習效率。

總結評價包括學生的自我評價、學生互評和教師評價或第三方評價。教師評價可通過學生在規定時間內學生完成并提交本任務(子項目或項目)的學習工作頁、作業等，根據學生學習過程中任務學習態度、完成情況、實際操作、工作頁、其他作業、解決問題的方式方法等綜合評定學生本任務(子項目或項目)的學習成績；學生互評是以同組間的評價，包括學習過程中的態度、組織領導力、團結合作、團隊貢獻等進行，也可由第三方評價如教務、督導等部門進行定期或不定期考評或其他可考評的方式，如學生相應技能等級(化工總控工中級工)通過率、技能競賽成績等。

圖2 學生學習工作頁(樣例)Fig.2 Student leaning and working sheet(sample)

3 項目化教學改革成果

3.1 形成了可復制推廣的教學模式

從2010年課程一體化改革，到2015年項目化教學實施，化工生產單元操作教學團隊不斷發展，從最初的3人發展到現在15人；從單一的化工生產單元操作課程改革，發展到精細化學品工藝、化妝品工藝、涂料工藝等近10門化工類骨干專業課程的項目化教學改革，學校的影響力不斷擴大，2012-2016年我校化工類專業(化學工藝含石油煉制、精細化工、工業分析)獲得了總額1000多萬元的省財政實驗實訓室專項資金支持，建成了石油煉制“常減壓生產工藝軟硬結合實訓仿真系統”實訓基地、精細化工(涂料生產、研發、檢測檢驗等)實訓基地、城市燃氣貯運實訓基地、化工生產單元操作實訓基地、工業分析和檢驗實訓基地等功能齊全、軟硬件兼備的學生實習、實驗、實訓綜合實訓場所。2015年獲得廣東省教育廳“一體化實訓室數字化課程學習系統”20萬元資金支持，建成了信息共享的“典型化工生產操作一體化實訓室數字化課程學習系統”，為我校的化工生產單元操作課程教學提供了智能化和信息化平臺。

3.2 項目教師和團隊獲得表彰

以學校儲則中老師為帶頭人的“化工生產單元操作項目化教學團隊”榮獲2015中國石油和化學工業聯合會的“全國石油和化工行業優秀教學團隊”，項目組骨干教師尹德勝老師同時獲得“全國石油和化工行業教學名師”。

3.3 學生成績明顯提升

通過教學改革，化學工藝專業學生化工總控工(中級)通過率都在95%以上，比以前明顯提高；學校從2015年至2017年連續三年代表廣東省中職學校，參加全國職業院校學生技能大賽化工生產技術賽項，并獲得了三等獎以上的好成績；2016-2017年作為廣東省該賽項的承辦單位，并都獲得了賽項一等獎。

3.4 出版教材經推廣經驗

我校化工生產單元操作課程改革從最初的任務驅動式改革、一體化教改、到項目化教改，取得了明顯的成績和效益，也同時注重經驗的應用和推廣。從2009年由我校侯麗新老師主編的化學工業出版社出版的任務驅動式《化工生產單元操作》(第一版、中職教育化學工藝專業規劃教材)、2010～2016年的一體化教學改革的校本教材、到2017年侯麗新、儲則中老師主編的化學工業出版社出版的項目化教學《化工生產單元操作》(第二版)及儲則中、尹德勝老師主編的項目化《化工生產單元操作學生學習工作頁》(第一版)教材，并且后兩本教材獲得了2019年中國石油和化學工業優秀出版物·教材一等獎，發行量達6千多冊，各校使用情況反饋良好。

4 結 語

不論是《化工生產單元操作》課程，還是其他課程的教學改革，探索學科課程綜合化教學，開展研究型、項目化、合作式學習，其目的都是充分融合運用傳統與現代技術手段[6]，重視情境教學，以技能訓練為主線，項目化教學就是一種能更好地實現中職學校培養一線技能型人才目標的教學方式。項目化教學要適應課程、學情，項目必須來源于生產實際、采用情境教學，才能讓學生身臨其境、強化學以致用、學有所用、提升學習興趣；其次項目內容的實施必須循序漸進、能舉一反三；再者教學過程必須以學生為中心，讓其通過學中做、做中學，強化技能訓練。通過十多年的教學改革實踐，實行“理論+仿真+實訓+總結評價”項目化教學方式，使學生的知識掌握程度穩步提高，操作技能逐漸提升，受到了用人單位的親睞，也使學校化工類專業畢業生年年供不應求。