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关键词:虚拟仿真技术;高职院校;化工实训教学;应用
化工行业是国家产业体系的重要组成部分,是国民经济中的支柱产业之一。而在化工生产过程中,往往会使用到易燃易爆等危化品,若操作不当,将会造成严重的安全生产事故,既威胁生产工人的生命安全,又会给化工企业带来不可估量的经济损失。因此,化工生产高度重视从业者的实践操作能力和问题解决能力,这无形中提高了高职院校化工实训教学要求。而对于高职院校来说,在化工实训教学中,若组织高职学生进行工厂实践培训,不仅要投入大量资金,还无法保证学生的安全,使得化工实训教学缺乏效果,不利于高职院校化工人才培养质量的提升。而虚拟仿真技术的出现与应用,为化工实训教学的优化提供了技术保障,既解决了化工实训中安全问题,又可以降低化工实训成本,从而有利于高效开展化工实训教学工作,进而有利于培养高素质化工人才。鉴于此,本文围绕“高职院校化工实训教学中虚拟仿真技术的应用”展开研究具备显著意义和实践价值。
1高职院校化工实训教学中虚拟仿真技术的应用价值
在虚拟仿真技术应用支持下,在高职院校化工实训教学中,化工教师可以模拟真实的化工厂生产系统,这种模拟手段相比其他培训方式,对实践经验不够丰富的学生来说,是一种安全的实践培训手段。在极短的时间内,化工专业学生就可以将学习积累的化工专业理论知识应用在实践中,而在传统实训教学模式中,需要较长的一段时间才能实现。对于高职院校化工专业来说,化工实训课是一门基础性课程,旨在培养高职学生化工专业技能实践能力,帮助高职学生尽早熟悉化工生产流程,有效培养高职学生问题分析能力、问题解决能力,为化工专业学生适应未来化工生产需求提供保障[1]。化工实训课作为化工专业的实训课程,虚拟仿真强调理实一体化,在实训过程中,学生在虚拟场景中完成化工理论和实践操作要点的测验,既可以让高职学生学会如何操作化工机械,又可以帮助学生学会如何解决生产实际问题,为高职学生适应未来化工生产需求夯实基础。在化工实训过程中,高职学生极可能遇到今后工作中的具体问题,并学会如何高效解决这些实际问题,便于高职学生积累一定的生产工作经验,进而有利于高职学生在今后的工作中高效解决一系列化工生产问题。除此之外,虚拟仿真实训融合了工艺和工厂运行知识,高职学生既可以详细地了解整个化工生产过程,又可以深入了解各类化工生产设备的结构及工作原理[2]。例如:在虚拟仿真技术支持下,可将各类反应器、蒸馏塔等结构动态演示出来,这样学生就可以清晰地了解这些设备的结构,从而有利于提高化工生产的安全系数,且有利于降低化工设备运行成本。
2高职院校化工实训教学现状及影响因素
2.1化工实训教学现状
1)教师的化工实训教学经验。基于化工实训教学现状来说,高职化工教师严重缺乏实践经验,其中,大部分教师虽有丰富的教学经验,但是严重缺乏工厂实践经验,这使得化工教师在化工实训教学期间,只能对学生进行理论的指导,无法向学生展现真实的学习过程[3]。另外,实训教学中的培训师除了高校化工专业教师外,还包括企业的工程技术人员,这些人虽有着丰富的化工生产实践经验,但是相对缺乏理论知识和教学经验,无法将生产实践经验有效地传递给高职学生,进而也会影响化工实训教学效果。2)实训教学模式。当前大部分高职院校化工实训课程仍然以课本理论知识讲解为主,且讲解方法也较为单一,主要以教师的示范,学生既定程序的模拟机械操作为主,导致实训与化工生产实际相脱节,进而使得实训缺乏成效,不利于提高学生化工生产实践能力[4]。3)实训教学成果。高职院校由于资源有限,在实训教学中只能展开一些简单的实训活动,对化工生产实践缺乏指导性和实用性。针对这种情况,部分高职院校采购了一定量的实用设备,但是由于师资因素影响,也无法将这些实用设备投入学生的实训,进而制约化工实训效果的提升。
2.2化工实训教学的影响因素
高职院校化工实训教学目的在于让高职学生在校学习期间,提早接触化工生产车间,了解化工生产工艺和生产流程,并对不同类型的生产过程进行分类讨论和交流,以期逐步提升高职学生处理问题、分析问题及解决问题的能力,进而为学生适应化工生产需求夯实基础,以便更好地服务于社会[5]。但是高职院校化工实训教学,在实践中仍然受到诸多因素的制约,不利于实训教学效果的提升。关于化工实训教学的影响因素,总结包括以下几点:1)高职化工人才培养方案往往要求企业同时完成数十人,甚至是数百人的全程实训,这是当前大部分企业难以实现。2)基于高职学生实训安全角度考虑,企业往往会严格限制学生的实习时间和范围,甚至要求学生在实训期间只参考教材,不得触摸具有危险性的设备和化学药剂等,导致高职学生在实训中处处受限而无法全程参与进来,进而使得化工实训流于形式,不利于实训效果的提高[6]。总之,上述问题的存在,使高职学生无法实现化工实训课程目标,导致学生化工生产实践能力严重不足。在当前信息技术不断深入发展的背景下,虚拟仿真技术的发展日渐成熟,被应用在化工实训中,可以有效解决传统实训模式中的各类问题,从而有利于促进高职学生化工实践能力的提升。
3虚拟仿真技术在高职院校化工实训教学中的具体应用
虚拟仿真实训应遵循培养实用性人才的原则,结合当前化工行业对化工专业人才的实际需求,有机融合理论教育、实验实训、虚拟实践等,以促进化工实训教学效果,为培养化工专业复合型人才提供保障。
3.1实训前完善知识结构体系
在高职学生虚拟仿真实训之前,化工教师应预留一定的时间,让学生进一步完善知识结构体系,主要是供学生熟悉生产过程的特点、生产流程和生产工艺,了解相关设备的信息,如结构、工作原理等,以便学生对化工实训具有一个大致的了解,为后续参与实训提供支持。在实训之前知识结构体系完善过程中,高职学生可以进入平台,阅读图文和观看视频介绍等,学习化工生产工艺、设备操作和工艺流程等化工生产知识。在此基础上,高职学生需要根据实训要求,明确自己实训过程中的问题,并写出实训报告,通过模拟实际训练获得问题的答案,以达到实训目的。
3.2化工实训教学过程
虚拟仿真实训具有在线原因选择、信息、互动交流、成果展示等功能,对于高职学生来说,基于在线选择功能,可以利用电脑、手机等智能移动设备远程连接虚拟仿真实训平台,并进入到实训平台展开后续实训操作。在虚拟仿真实训中,学生可以在三维模拟仿真工厂中工作,并根据实训要求来选择合适的虚拟实验。在模拟工厂中以角色扮演形式与平台中已经设置好的管理人员进行有效互动,学习化工生产安全知识和技能,化工设备结构、化工设备工作原理等重要知识点。在虚拟仿真实训过程中,管理人员可以结合学生实训课程目标,设置大量的实训任务,并按照由易入难的顺序排列任务,这样一来,高职学生在执行任务时,完成一个个知识点的学习,并可以从中获得一定的自信心,从而有利于提高学生的主动性和积极性。不仅如此,高职学生通过完成所有的任务,就可以掌握各项实训知识和技能,并在此过程中,辅以仿真软件可以全面了解化工生产过程、原理、方法等,有利于提升学生化工生产的实践能力。
3.3实训教学评价过程
学生完成各种虚拟仿真实训操作之后,虚拟仿真软件可以同步完成数据收集、整理和分析等工作,并将高职学生模拟实训操作实时数据以实训报告方式在线生成出来。在此基础上,虚拟实训系统将对高职学生的实训成果进行量化评价,并给予相应的考核等级。这样一来,不仅实现了量化考核高职学生化工实训效果的目的,还可以明确高职学生在实训中的不足,从而有利于化工教师调整实训方案,有针对性地组织高职学生进行实训,进而有利于促进高职学生化工实践能力和知识水平的全面提升。
4结束语
传统模式下的高职院校化工实训教学,仍然存在众多难题,不利于化工实训教学质量的提高,进而对高职化工专业人才培养质量产生了直接性影响。因此,在新时期背景下,高职院校化工专业应以适应化工技术发展需求为出发点,注重化工专业学生实践能力的提升,为提升高职学生就业和职业竞争力夯实基础。这要求高职院校在化工实训教学中,明确当前高职院校化工实训教学难点和问题,注重教学方法的创新。而通过本文分析可知,虚拟仿真技术的出现和应用,为化工实训教学提供了一条安全且高效的路径,既可以弥补传统化工实训教学缺陷,又可以让学生更安全地完成各项化工实训任务,从而有利于提升化工实训教学质量,进而提升化工专业学生的实践能力。因此,作为高职院校的化工教师,应加强先进技术和理论的学习,将虚拟仿真技术与化工实训教学结合起来,锻炼高职学生的化工实践能力。
参考文献
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【关键词】化工;仿真;实训
Exploration in Teaching Simulation and Practical Training of Chemical Engineering Principle
Xin Gui-qiang
(Guangxi Liuzhou Chemical Industry Technical Schools Liuzhou Guangxi 545000)
【Abstract】“chemical engineering principle ” is a specialized basic course by a variety of chemical unit operations. The basic principles and operation teaching of chemical unit operation which is done by using DCS simulation system, laboratories, glass chemical simulation training room , thus improves the methods of traditional teaching. Meanwhile, the organic combination of theory and and practical operation which is more adapted to the requirements of vocational education in the new situation
【Key words】Chemical;Simulation;Practical Training
在化工专业教学中,《化工生产基础》是很重要的一门专业基础课,其特点是以各类化工单元操作为主线,重点介绍各类单元操作的基本原理、流程以及相关设备的设计、调节与操作。在当今职业教育强调操作动手能力培养的形势下,对于《化工生产基础》的实际教学过程中,除了理论知识的传授外,还要进行化工实验、实训基本技能的训练,以满足我们培养从事化工生产合格技术工人的需要,达到全面提高学生动手能力的目的。近年来,我校对《化工生产基础》课程教学进行了一些改革探索,丰富了化工生产基础的教学方法和手段。本文就此方面的探索做一个总结:
1. 化工生产基础实训室的建立与构成 化工实训室是以化工单元操作为主,单元操作系统包括流体输送、传热、传质三大化工传递过程。结合化工仿真的情况,化工生产基础实训室由三个项目构成:
(1)DCS仿真室。所谓仿真,就是虚拟现实技术,由计算机硬件、软件及各种传感器构成的虚拟环境,在此环境下,用户可以与之交互作用。DCS仿真融合了图像处理等各种技术,利用操作软件,以实际生产流程为基础,提高建立生产装置中各种单元操作的动态特征模型以及各种设备的特征模型,从而建立起与各种化工生产操作相关的虚拟环境。其流程原理、控制手段、操作场景、操作界面与化工生产实际情况基本的呈现在学生面前,学生在互动良好的仿真实验平台上进行模拟操作,以便掌握复杂控制系统的运行和调整技术,提高对化工过程动态运行的分析、判断、调整能力。
(2)化工生产基础实验室。该室包括离心泵、传热、雷诺准数、伯努利方程式、吸收等五个化工生产单元的典型项目。
(3)全玻璃化工仿真实训室。该套设备是由天津职业大学模仿化工生产实际研制开发的,共有精馏等七个化工操作单元。该设备的特点是模仿化工实际操作装置,以玻璃制成,其透明,便于学生观察设备运行情况。
2. 化工仿真技术在化工生产基础教学的应用 我校对化工生产基础课程理论和实操的课时、内容进行了一定的调整及运行,从整体教学效果看较为明显,在教学中我们的具体做法是:
2.1 教学方式。
2.1.1 集中式教学。由于我校的实验设备有限,受场地、课时、师资的影响,我们采用了集中时间进行实训的方法。该方法是:采用将DCS仿真为一块内容,玻璃仿真和化工原理为另一块内容,分别由2位老师专门负责实训。DCS仿真开展精馏塔、离心泵、换热器、吸收-解吸、液位控制系统、固定床、间歇反应釜等项目的培训共56学时,实训学生停课三周,专门进行三个项目的操作实训,安排如下:
(1)课时安排见下表:
(2)学生安排: 将每班的学生分为3组,其中2个组进行DCS仿真实训, 1个组的学生进行玻璃仿真与化工生产基础实验的实训,这三个组的学生进行轮换。每个组共完成玻璃仿真实训28学时,DCS 仿真56学时。
2.1.2 整合式:其特点是将化工生产基础理论、DCS仿真、全玻璃仿真、化工生产基础实验四个内容进行整合,实施时将化工生产基础基础按基本单元拆分为流体输送、传热、蒸发、蒸馏、吸收解吸等模块,采用先理论、再DCS仿真、后实训的方式,进行教学。
2.2 化工仿真技术在化工生产基础教学的展开。
(1)DCS仿真教学。在学习了化工生产基础课程中的某个基本单元的理论学习后,进行DCS仿真实训。首先要制定训练计划一览表,让学生明白实训的目的、要求及掌握的程度,每一次上课要掌握的内容,引导学生阅读行操作训练。DCS仿真除了开、停车与正常运行外,还允许教师(或学生)自行设置故障,模拟故障现象,达到提高学生判断问题和解决事故的能力的目的。DCS仿真软件对学生的操作会作出一个评价,学生根据成绩可以判断自己的操作水平;在现实生产中,由于操作失误会出现安全事故,但DCS仿真教学不会引发任何安全问题,学生可以直接从计算机屏幕观察到错误操作所带来的后果,通过所学的知识来判断和纠正错误,掌握正确的操作方法,有利于增强学生分析、解决问题的能力。经过训练一段时间后,学生通过在计算机上对各个单元进行模拟操作,较好的掌握了设备的基本结构、工艺流程以及基本的开、停车步骤和故障判断、处理的方法。
(2)全玻璃仿真教学。学生在学习DCS仿真后对化工单元操作有了一定的了解,但DCS虚拟环境与真实的环境有着一定的差距,因此,必须进入真实的设备,进行动手操作。在教学中,应培养学生有现场意识,即有在工厂现场操作的意识。首先让学生认识装置流程、设备的结构、性能、作用护和保养。利用听、看、摸等方法,检查机、泵的运转情况和阀门的开关情况。其次注意正常的操作控制。正常操作控制包括流量、塔设备的液位控制,温度的控制调节等。再就是不正常操作现象的分析判断处理。例如离心泵的气缚现象、气蚀现象,吸不上液体,排液量突然减少,突然断电等不正常现象,让学生分析处理。在实训中,让学生采取自由组合的方式成立学习小组,在操作练习中,互相配合互相学习,达到互相促进的目的。
关键词:石油化工专业;“岗位技能递进”人才培养模式
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)03-0157-03
“岗位技能递进”
人才培养模式的内涵
人才培养模式就是在正确教育方针的指引下,为实现人才培养目标而采取的人才培养方式。“岗位技能递进”是指专业教育与生产岗位相结合。一方面,它是教育与生产岗位相结合,即知识和技术相结合,强调过程的结合;另一方面,它是教育与生产岗位相结合的形式,即生产企业与高职院校合作,强调对象的结合。
“岗位技能递进”人才培养模式实施的前提是学院与企业有多层次、全方位合作的基础,共同就专业建设、课程体系、师资建设、实训条件等方面不断进行调整和优化,依托企业实训资源优势,把以课堂教学为主的传统教育和直接获取实际经验的校外工作有机结合,贯穿于学生的培养过程中。
辽宁石化职业技术学院是首批“国家示范性高等职业院校建设计划”骨干高职院校立项建设单位,是辽宁省第一所校企合作办学的高职院校。学院的举办方之一――锦州石化公司投入5000万元建设具有高职教学和企业职工培训双重职能的生产性实训基地,为石油化工生产技术专业开展“岗位技能递进”人才培养模式改革提供了教学条件。通过广泛的岗位调研和工程技术人员论证,辽宁石化职业技术学院依托锦州石化公司,确定专业培养目标和毕业生就业岗位,综合知识、技能和素质方面的实际需要,将培养目标分解成基本能力、专项能力、综合能力等子目标,“岗位技能递进”的人才培养模式内涵如下。
第一学年:认识岗位与基础理论教学,培养学生适应岗位的基本能力。通过入学教育、企业参观、岗位认识实习,使学生了解专业概况,对日后所从事工作的性质有一个初步的了解,逐步培养学生对工作岗位的热爱,强化学生的事业心和责任感;安排思想道德修养、基础化学理论、化工识图、职业道德、计算机操作、英语等基础课程;实施项目案例教学,使学生获得燃料油生产工(高级)国家职业标准要求的基本知识,为学生掌握石油化工生产专业技能及可持续发展奠定良好的基础。
第二学年:以岗位仿真和“教学做”一体化课程为载体,培养学生适应岗位的专业能力。由企业的技术人员与校内的专任教师共同授课,实施校企双主体育人。以实际工作任务为载体,以石化企业生产手册及燃料油生产工(高级)国家职业标准为技术要求,工学交替,在体现石化企业工作情境、真实生产流程的化工单元操作实训室、苯乙烯仿真工厂和油品质量分析实训室教学,使学生熟练掌握典型单元设备操作、DCS仿真开停车等技能;并强化化工单元操作技术、反应与分离技术、石油产品分析技术等专业理论,获得燃料油生产工(高级)职业资格证书。在生产实习过程中,学生以企业学徒工的身份进行跟班训练,体验企业的生产组织方式和企业岗位要求,强化专业技能和职业素质培养。
第三学年:通过顶岗实习,体验企业文化,培养学生的综合职业能力。开设《燃料油生产技术》、《有机化工生产技术》、《典型化工操作技能训练》、《顶岗实习》等课程,教学环境为石化生产真实装置,使学生在生产性工作岗位上熟悉石化企业生产管理制度,掌握常减压、催化、重整、加氢等典型生产流程、工艺设备,体验企业文化,技能得到进一步锻炼,最终实现“零距离”上岗。
通过以上岗位认识与基础理论教学岗位仿真与“教学做”一体化课程顶岗实习的“岗位技能递进”人才培养模式,始终与行业企业合作,通过课堂教学、DCS仿真和校内产学研基地单元设备训练、校外顶岗实习有机结合,实行“教学做”一体化,培训与考证融合;完成学生从“岗位基本能力形成岗位专项技能训练岗位综合能力提升”的递进。
“岗位技能递进”
人才培养模式的主要特征
理论学习与实践技能结合 石油化工生产技术专业的培养目标:培养适应我国社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,具有诚信品质、敬业精神和责任意识,具备职业道德、较强实践能力,掌握石油化工生产方面的基础知识和专业理论,能在石化生产、管理、服务第一线从事生产操作、技术应用和班组管理等工作的高素质高级技能型专门人才。培养这种能力的基本要求是真实工作环境下的反复训练,尽可能在企业的真实工作环境中进行学习与训练是培养这种能力的唯一途径;结合石化企业生产的特点,考虑与教学内容有效对接,改变传统的按固定地点、固定模式进行教学的组织形式,开展分组教学、灵活授课、弹性教学,对专业课程选择典型工程项目进行现场教学,对于不具备现场教学条件的,在“教学做”一体化专业教室中进行教学;积极引导学生提升职业素养,由教师进行操作性示范,并组织学生进行实际操作活动,让学生明确知识点,掌握专业技能;在生产实习、顶岗实习的组织安排上,适应石化企业工作的特殊性,采用倒班顶岗分阶段实习,由企业学校共同考核评价。
课堂教学与车间生产结合 石油化工生产技术专业实践课时占总学时的50%。由企业兼职教师提供车间的新技术、新方法和新工艺等资料,将其融入到教学内容中,学习过程融入实际项目工作过程中,在校内“教学做”一体化教室采用任务驱动、项目导向、案例分析、现场教学、小组讨论、仿真操作等使学生掌握燃料油生产工的相关理论,在校企共建实训基地、企业生产车间中实施。聘请有丰富实践经验的生产一线工程技术人员,规范地指导学生进行基本技能训练,学会装置开停车、巡回检查、资料录取、填写生产报表、维护管理以及动态分析等技能,并考取高级燃料油生产工职业资格证书。同时,使学生在真实的工作环境和素质教育环境中进行铁人精神教育,学习做人、做事的本领,进而获得岗位所需的知识、能力和素质。
技能培养与素质教育结合 石油化工生产技术专业毕业生就业面向石化生产操作、调试、运行与维护生产一线,以泵及压缩机岗位现场操作岗位(外操)、中控室操作岗位(内操)、油品分析岗位、班长岗位为主。为充分满足“岗位训练”的需要,依据“贴近职业、贴近真实、贴近技术”的原则,体现“职业性、系统性、开放性”的特征,引入企业真实的工作情境、文化氛围和管理模式,按照职业的工作流程来设计真实的专业训练和职业环境,实训过程与实际岗位操作完全一致。在校企共建的实训基地,在汽提塔生产装置上,按照企业设备检修的场景和要求,设立班长、安全员等岗位。班长进行人员分工,明确责任,布置任务,规定作业时间(操作时间),到现场实地勘察,清楚作业面周围环境和作业空间;安全员检查安全手续是否齐全,安全措施是否到位,劳动保护用品是否整齐,是否选择合适工具。通过对塔盘拆装弄清楚塔的内部构造、各部件及所在具置,汽液两相如何流动,塔盘究竟是怎么安装的,并掌握其过程。通过在此装置上的“教学做”,学生能掌握换热器的种类及换热方法,了解板式精馏塔的基本结构与流程,掌握流体输送设备的性能及操作,流体输送设备的常见故障及处理以及温度、压力、液位的调节、控制方法,管路拆装及连接方法。学生在教学过程中是综合性的身份,要遵守许多与安全生产有关的其他规定,如产品工艺规程、安全技术规程、检修安全规程、岗位操作法、安全动火规定等等,在着装、环境、卫生、安全、考勤等方面应完全按照企业要求管理,潜移默化地训练学生形成石化企业“三老四严”的工作作风和职业素质,培养学生敬业奉献、吃苦耐劳、诚信笃实、团结协作的良好品质。
“岗位技能递进”
人才培养模式的实践
人才培养模式改革和课程建设 召开专业建设指导委员会会议,邀请企业人士和行业专家参与,参照职业资格标准,对石油化工生产技术专业工作岗位进行调研,与一线工程技术人员进行典型工作任务分析,确定本专业的主要岗位(群)工作任务与职业能力分解表;按照工作任务的典型性,对工作任务进行进一步的分析、筛选,总结出典型工作任务;按照职业成长规律性、工作任务性质一致性和工作内容相关性等原则对典型工作任务进行合并,形成相应岗位的行动领域;以工作过程为导向,打破原有课程体系,根据教学认知及职业成长规律,综合考虑教学场地、工具、设备、问题、对象、技术等要素的关联程度,把行动领域转化为学习领域;借鉴基于工作过程系统化课程开发模式,结合锦州石化公司生产特点,按职业能力和职业素质的形成过程以及学习领域之间工作过程的内在联系,形成石油化工生产技术专业课程,确定专业核心课程为《燃料油生产技术》、《有机化工生产技术》、《典型化工操作技能训练》。根据石油化工职业能力的通用能力要求和职业素质的要求,完善公共基础课程和相应拓展课程;构建与“岗位技能递进”人才培养模式对应的课程体系。
师资队伍建设 依托校企合作的办学优势,充分利用企业的人力资源,按照国家级教学团队标准建设石油化工生产技术专业教学团队。通过挂职锻炼以及科研开发、技术服务等形式,面向专业课程体系内所有教师开展培训,落实《企业项目工作室管理办法》、《教师访问工作站管理办法》、《企业兼职教师资源库建设方案》;通过国内外先进教学理念培训等途径,培养3名专业带头人,3名骨干教师;到2012年,“双师”素质教师比例达到90%,专兼职教师承担专业课学时比例达1∶1。
教学实验实训条件建设 依据基本能力、专业能力和职业能力要求,按照专业基础实训、专项技能实训、专业综合实训和顶岗实习四个层次,校企合作以专业计划和教学标准的要求为依据,优先建设受益面大、与专业核心课程内容紧密联系的实训室,建设与目前现场生产实际相匹配的实训基地,同时兼顾科技、生产及对外技术培训和技术服务;新建苯乙烯仿真工厂、煤化工实训室、化工仿真实训室,扩建燃气质量评价中心(校中厂)、化工单元操作实训室、油品质量分析室、高分子材料实训室、精细化工实训室;借鉴企业车间布局和现场生产管理,每个实训室设有教学区、实训区、配件展示区、资料区和材料室五个区域;在满足培训教学的同时,具备符合燃料油生产工国家职业技能鉴定的能力,用于职业技能鉴定的设备器材品种、数量和管理上符合国家职业技能鉴定的相应规范。
校企合作建设共享性专业资源库 以专业核心课程为主,兼顾专业课程体系中其他课程,包括培养学生职业素养的《化工安全技术》、《化工企业管理实务》、《石化产品营销》、《计算机基础》、《英语》等5门课程;投入252.1万元建设石油化工生产技术专业教学资源,以满足企业培训和教学需要;利用现代教学技术手段,实现教学形态的变革,充分运用计算机技术、信息化手段,开发具有交互性的虚拟实训软件、多媒体课件、动画演示等课程资源;通过立体化的教学资源,把石油化工生产和安全环保技能形象化、可视化、直观化,便于学生理解知识,掌握技能。石油化工生产技术专业教学资源库建设内容:石油化工生产技术专业教学文件区,石油化工生产技术专业教学资源区,石油化工生产技术专业网络教学区,石油化工生产技术职业能力训练区。
“岗位技能递进”
人才培养模式的成效
“岗位技能递进”人才培养模式经过不断的实践,成效初步显现。截止到2012年3月,石油化工生产技术专业拥有国家级精品课程1门,省级精品课程4门,被评为辽宁省优秀教学团队,对接产业集群建设省级职业教育示范专业,拥有辽宁省普通高等学校省级专业带头人1人,辽宁省青年骨干教师2人。教师拥有发明专利2项,出版《燃料油生产技术》、《典型化工操作技能训练》等11部专著。2011年,面向全国石油和化工职业教育教师开办了企业实践培训及《燃料油生产工》技师培训班。
学生的综合能力全面提升,毕业生就业率2010年为96.1%,2011年为98%,就业对口率平均达到85%。2011年,学生参加辽宁省大学生第十一届“挑战杯”课外学术科技作品比赛获一等奖一项,参加全国石油和化工行业化工总控工职业技能竞赛获得团体和个人一等奖,参加辽宁省首届大学生职业生涯规划大赛总决赛获得个人三等奖一项;毕业生刘明获锦州石化公司十佳新员工称号,张勇在抚顺石化公司第五届练兵比武和技能竞赛中荣获乙烯装置操作工第一名。
参考文献:
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关键词:精馏;实训教学;任务驱动
实训是高等职业教育教学中的重要实践教学环节,它是为了熟练掌握某种技术或技能而在真实或仿真的环境中进行反复训练的活动,主要包括对学生进行单项能力和综合技术应用能力的训练,也包括职业岗位实践训练,其目的是使学生熟练掌握职业技术技能,并培养学生的职业素质。所以,实训教学的设计与实施对高职课程实施、提高人才培养效率、增强人才培养质量都有积极的意义。精馏操作单元是化工生产过程中最重要的单元过程之一,也是化工企业应用最广泛的单元过程之一,熟练地掌握其操作方法是化工类学生必备的基本技能。
一、精馏实训的特点
1.工程背景较强
在化学工业中,物质的分离是不可或缺的重要一环,而精馏则是应用十分广泛的一种物质分离提纯方法。精馏塔是化工厂的关键设备,它的操作直接影响整个工厂的产品质量、生产成本和利润,广泛用于化工、石油、石油化工、动力、冶金等工业部门,特别是在石油炼制和产品加工提纯工艺中,更是占有重要地位。可见,精馏是化工生产中必不可少的单元操作,对于化工及相关专业开设相关精馏单元过程的实训是必不可少的。
2.仿真与现场教学相结合
化工仿真实训是利用计算机模拟显示的操作控制环境,为实习受训人员提供安全、经济的离线训练条件,具有很强的实践性和可操作性。精馏塔仿真实训,主要包括精馏塔的冷态开车、正常停车、事故处理等过程的操作技能的培训。
学生可以在仿真系统中反复进行装置的开车、停车、正常操作等训练,还可以进行事故的设置与处理、工艺指标的调整等训练。学生可以从屏幕上感受到工艺参数,如温度、压力、流量、液位等的变化情况,有一种身临其境的感觉。仿真系统具有实际装置无法实现的开放性、灵活性、多样性和实时交互性等功能特点。因此,它是职业技能培训的理想平台。
3.现场精馏装置动手操作
学生除了通过仿真练习操作之外,还可以通过现场精馏装置亲自动手操作。通过近距离观察和操作,可以让学生了解精馏塔的结构和各部分的功能。通过亲自动手操作,可以增强学生的动手能力,并可以加深对理论的认识,比如,学生可以观察到液泛、气沫夹带等现象,了解回流比的改变对产品浓度的影响。
4.注重培养独立解决问题的能力
在实训过程中以小见大,及时捕捉或提出实际工程问题,探讨解决方法,是建立工程观念的一条有效途径。[1]实际工程问题可以在实训讲解时提出,也可以在实训操作过程中提出,关键是要让学生充分思考后,独立提出解决方法。如在精馏操作中,出现漏液现象应该如何排除?精馏塔出现液泛现象该怎么办?如何提高塔顶馏出液浓度?要求学生能根据精馏分离的物料性能和分离的工艺要求,对指定的精馏装置进行开车、停车操作,通过对工艺参数的调节和优化从而稳定整个操作的处理过程,能根据获取的各种操作数据正确判断精馏操作的发展趋势。在精馏过程出现故障时,能根据仪表显示的参数及时做出判断,并分析产生故障的原因,选择消除故障的正确操作措施。通过理论来指导实践,同时通过实践来加深对精馏的认识,这样逐步地在实训过程中通过各种各样的问题来引导学生分析现象,剖析原因,既能培养学生分析问题,解决问题的能力,同时也能够提高学生的工程意识。
二、实训教学的实施
1.布置预习任务
指导教师实训前要布置好实训任务,提出具体要求:(1)让学生明确实训的目的和要求――a、熟悉精馏流程及精馏塔的结构;b、掌握精馏塔的操作;c、分离酒精水溶液。(2)让学生自主熟悉现场装置,自己讲解整个装置及各部分的作用,并绘制出流程图。(3)复习操作原理,让学生明白操作原理以便更好地实践;让学生带着问题去观察传热设备,并思考、得出自己的结论,最后实训教师要对学生的结论进行点评并进行总结。
2.任务驱动法教学
实训开始,以提问形式让学生熟悉现场装置的名称、作用、操作方法和注意事项,摸索工艺流程。视学生掌握的情况进行有针对的讲解,然后给学生下达任务。
本实训任务为操作精馏塔来分离提纯13%~15%乙醇水溶液,使其产品纯度在90%之上。这一大任务里再分为下面几个小任务:一、全回流操作稳定并测试数据;二、部分回流操作稳定并测试数据,然后是每个小任务又分为下面几个小部分。(1)熟悉工艺流程,了解各部分功能;(2)会开车、停车操作;(3)会正确记录数据;(4)仪表会调试;(5)会判断系统稳定性;(6)产品的质量能够达到分离指标要求。
任务布置下去以后,先让学生分组进行讨论,逐步摸索装置和设备,然后提出方案,教师根据学生的设计方案进行点评。整个过程采用讨论形式,当最后达成一致后,让学生动手完成此项目,并在学生解决任务的时候从旁辅助。采取“任务驱动”教学法组织实训教学,可以帮助学生明确训练目标,充分调动学生的积极性,使学生从被动应付转变为主动投入,真正让学生成为学习的主体,教师只是辅助。这样能从根本上改变一人做多人看的现象,有助于团队协作精神与创新意识的培养。通过任务驱动,在调动学生自主学习、激发学生创新意识的同时,用“任务”来控制课堂教学的程序,用“任务”来管理教学活动,能够保质保量地完成教学任务。
3.团队协作
在实验场所中,学生是学习的主人,始终处在主体地位,教师则是学生学习的组织者、导航者和服务者。学生自主协作学习,突破难点(如全回流如何向部分回流跨度),完成学习任务。在尊重学生自愿结合的基础上,根据男女性别、个性差异、能力强弱等情况进行分组,这样有利于学生的协作学习,有利于开展公平竞争。我们将根据精馏实训平台特点,给每个组分配一个大任务,然后学生自己考虑把任务再具体分解给每一个成员(如有的同学负责取样分析样品,有的同学负责控制现场的阀门,有的同学负责监控参数的变化,有的同学负责操作)。这样能从根本上改变一人做多人看的现象,还有助于培养团队内部的协作与小组之间的竞争意识。
三、实训效果的检查
实训教学的考核是确保实训质量的重要手段。应规范实训教学考核办法,保证实训教学质量。首先要制定实训教学考核办法及实训成绩评定办法等实训教学文件。实训考核重操作。考核分为两部分,一部分是基础知识问答,另一部分是操作题目。前者强调学生专业知识根基,后者强调实践能力,让学生学会把理论知识应用到实践中,培养和提高解决化学工业生产过程中的实际问题的能力。
四、结语
综上所述,通过在精馏单元过程实训中科学地组织和实施教学,激发了学生的学习热情和进行创造性思维的积极性,使学生所学的精馏理论知识得到了巩固,增强了理论联系实际的能力,培养了学生的工程意识,锻炼了学生处理化工实际问题的能力,有利于把学生培养成高素质的技术应用型人才。
关键词:实习岗位企业实习校外实习实训基地
“三级六定法”
技师学院的任务是培养在一线操作的高技能技术人员,因此,学生到企业进行专业实习实训是不可或缺的。学生只有到企业实习实训,才能进一步掌握生产岗位的操作技能,掌握本专业的专业技术,毕业后到生产岗位才能很快上岗进行生产操作。因此,加强实习岗位建设,提高企业实习效果,对于培养高技能人才具有重要的促进作用。
一、职业院校学生去企业实习存在的问题
一直以来,学生在企业实习实训的岗位一般都由企业安排。其中的问题一是实习内容和岗位不固定,二是指导教师不固定、随意性很强,三是实习岗位的典型性不够强,四是实习岗位的环境和安全难以保障。因此,学生到企业实习实训逐渐变成了可有可无的内容,变成了只是为了完成专业教学而设计的教学内容,失去了真正的意义。所以,现在职业院校培养出来的学生动手能力很差、专业知识面很窄,学校教授的知识与生产实际脱节。
二、改进职业学院学生实习实训的方法
为了真正实现企业实习实训的作用、目的和意义,真正落实好学生到企业实习实训的教学任务,云南技师学院经过深入调研、努力实践,探索了校企合作共同开发校外实习实训岗位的新思路,即“三级六定法”。
所谓“三级”,就是将学生在企业的实习实训分为三级层次:一级为感性认识,即参观实习。学生到企业进行为期一天的参观实习,通过参观实习,让学生感性地认识自己将来的工作环境等情况。二级为基本了解,即跟班实习。学生到企业进行为期一周的跟班实习,通过跟班实习,让学生了解生产的一些简单流程、典型岗位、技能操作要求,为进一步学好专业知识和技能打好心理基础。三级为技能提升,即预就业实习。学生在毕业前进行为期半年的预就业实习,通过预就业实习,学生能进一步提升生产岗位技能。
所谓“六定”,既定目标、定岗位、定师傅、定期考核、定期轮换、定期总结。
第一,定目标。每个学生到企业实习都要给自己定一个实习目标。
第二,定岗位。根据学校专业建设的要求及实习基地的实际情况,学校与各实习基地洽谈,在学生实习前完成岗位选定工作。
第三,定师傅(即指导教师)。实习指导教师要有学历、技术职务和合理的技能Y构,师傅与教师挂钩,教师以小团队形式入厂,保证实训工作质量的不断提高和实习基地建设的不断加强。
第四,定期考核。每完成一次实习实训,实习人员都要填写实习鉴定表,撰写实结报告,实习基地指导教师根据报告及鉴定表给予考评及鉴定。
第五,定期轮换。学生在某一岗位实习结束后,经过考核掌握了职业技能鉴定等级规定的理论知识和操作技能后,换岗转入下一课题的实习。
第六,定期总结。带队教师及学生在每次工作完成后,对工作及实习情况进行总结,不断改进和完善实习工作。
校企合作共同开发实习实训岗位,将企业实习岗位、内容的决定权从企业转为学校,让实习岗位更符合教学要求,真正发挥校外实习实训基地的作用。通过多层次实习、定位实习,提高学生顶岗实习的质量,彰显实习实训的重要作用,提升学生参与岗位实际生产的能力,保证了培养目标的实现。
三、改进职业学院学生实习实训的工作步骤
1.总体思路
由校企合作领导小组共同制定校外实训基地管理规定,结合职业能力要求,由学校提出实习岗位和要求,企业安排专家和技术人员编写实习实训岗位手册,学校组织教学专家对岗位实习实训手册和实习岗位进行现场评审,校企共同修改实习手册,学校组织学生到企业按实习手册进行实习,总结实习过程中存在的问题,进一步完善实习实训岗位手册。
2.开展步骤
第一,成立校企合作领导小组,商讨双方合作有关事宜。
第二,学校编写实习管理办法并进行评审。
第三,校企合作领导小组组织企业召开岗位实习实训手册编写会议,确定相关专业典型工作岗位。
第四,企业编写实习实训手册,学校对实习实训手册进行初审。
第五,学校组织校企专家根据实习实训手册的内容对企业实习实训岗位进行现场评审。
第六,学校组织学生到企业按照实习实训手册开展见习实习。
第七,总结学生实习实训的情况,不断完善和修订实习实训手册。
四、条件保障
1.组织保障是前提
成立校企合作领导小组。成立校企合作领导小组,安排、协调校企合作的相关工作,保证校企合作的正常开展。
成立实习实训岗位手册编写小组。由企业人事部门牵头,成立实习实训岗位手册编写小组,并根据工艺生产流程挑选典型工作岗位编写实习实训岗位手册。
成立评审小组。由学校领导牵头,系部组织有丰富教学经验和生产实践指导经验的教师,组成实习实训岗位手册评审小组,对校外实习实训岗位和实习实训手册进行评审。
2.制度保障是关键
为了让校外实习实训方便管理、规范管理、科学管理,笔者学校先后编写了《云南技师学院校外实训基地管理规定》《云南技师学院实习实训指导教师安全规范》《云南技师学院实习实训学生安全操作规范》等制度。
3.投入保障是核心
为了使校外实习实训岗位更符合教学规律、教学方法和教学要求,企业投入了一批有经验的技术人员,根据多年的生产实践经验,确定了典型工作任务岗位及岗位核心能力要求。学校则挑选有教学经验的教师,组成评审专家团队对岗位进行评审。
五、校外实习实训基地的建设成效
1.形成了一支由企业技术工人组成的兼职教师队伍
通过编写实习实训岗位手册,让兼职教师提高了对教育教学的认识。一些技术能手原来只会自己操作,在向别人传授技术知识时不能很好地进行表达,也不能对技术经验进行较全面的总结。通过编写实习实训岗位手册,为兼职教师提供了系统总结技术经验的机会。
2.形成了规范的实习管理体制与机制
完成了《云南技师学院校外实训基地管理规定》《云南技师学院实习实训指导教师安全规范》《云南技师学院实训实习学生安全操作规范》等一系列管理办法的编写和评审,让校外实习管理有了管理的依据,明确了校企双方的权利与义务,让校企合作更加细化,更具有实际意义。
3.形成了一系列校外企业实习实训教学手册
例如化工工艺专业,通过对专业能力需求和典型工作任务的调研,选取了比较有代表性的几家企业,分别选取了制盐、磷酸一铵、选矿等工艺流程的典型实习岗位,针对这些岗位的特点、操作技能、安全与防范,编写了19种实习实训手册。
《有机化工生产技术》课程是专业核心课程,要紧紧围绕典型的职业活动,以职业能力为核心,打破学科界限,突出课程的实践应用性,完成课程培养目标。根据这一原则,依据化工企业生产产品的种类繁多、工艺流程复杂等特点和岗位设备类型情况,紧紧依托校内外实训基地的软硬件条件,选择典型化工产品生产装置或实训装置为载体,以其生产过程为实施任务,设计规划学习情境。共选择了五个典型有机化工产品的生产工艺,分别为:烃类热裂解制乙烯、甲醇的生产、醋酸的生产、苯乙烯的生产、均苯四甲酸二酐的生产,对应设置五个学习情境,从原料投加到产品产出的完整工作过程进行教学设计,根据岗位典型工作任务,在各个教学情境中设计了相应的具体工作任务,通过完成工作任务实施课程教学。下面以烃类热裂解制乙烯为例说明,其他情境类似(如表1)。
2组织实施教学内容
组织学习经验也即教学内容时,泰勒认为应遵守三个准则:连续性(continuity)、顺序性(sequence)和整合性(integration)。连续性指直线式地陈述主要的课程要素;顺序性是强调每一后续经验以前面的经验为基础,同时又对有关内容加以深入、广泛的展开;整合性是指各种学习经验之间的横向关系,便于学生获得统一的观点,把自己的行为与所学的课程内容统一起来”[4]。依据这一理念,对所选定的教学情境的工作任务进行组织安排,注重培养学生自主学习能力角度,又遵循认识事物的客观规律,各个任务按照:布置工作任务、搜集整理资料和预习、认识工艺流程、分组讨论和讲解流程及工艺原理、仿真实训操作、工艺学习汇报与总结、教师点评等步骤实施教学过程,真正实现“教中学,学中做”的模式。
3设计学习效果评价
关于课程评价,16号文件主要提出“校内成绩考核与企业实践考核相结合吸收用人单位参与教学质量评价”。结合泰勒原理,实际上要求教师对学生课程学习结果要进行多主体、全方位、立体式考评,从而走出以往课程考核单一式、平面式的误区,忽略了对实际操作能力、工作态度和团队合作能力等方面的考核。理论考试于期末进行,占30%;平时过程性考核占70%。其中,平时考核在每个能力训练项目的同步完成的。实训过程考核包括:装置运行稳定性、操作规范、学习态度、劳动纪律等构成。此外,资料整理、收集和形成报告,安全知识和遵守纪律情况等列为第三方面。实行百分制。每个项目形成一个过程考核结果,期末三项平均即为该课程的过程性考核成绩。考核表举例如表2所示。
关键词 :高职;自动化专业;工程化;综合实训装置
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)03-0105-03
自动化工程领域需要“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的复合型人才,这也对实验教学过程提出了更高的要求。如何进一步推进高职教育,深化教育教学改革,培养学生的实践能力和创新能力,满足我国经济社会发展对人才的迫切需要,已成为当务之急。笔者对重庆化工职业学院生产过程自动化技术专业核心课程“控制装置与系统”实践教学模式进行了改革,对工程应用性较强的综合实训装置进行了探索和实践。
工程化综合实训装置的内涵和背景
工程技术人员不但要具备一定的理论基础和较宽的知识面,还要具有创新精神、创新能力和工程实践能力。高等院校工程教育的工程化改革方向成为国际工程教育改革的共同选择。“工程化”意味着在审视工程教育的人才培养模式时,用工程实践活动的本质和特点来对其进行衡量、要求和评价;课程目标的转向是工程的而不是学科的,课程内容的转向是集成的而不是割裂的,课程次序的转向是多维的而不是单向的。我院自动化工程系对自动化专业建设进行了深入研究,解析职业岗位(群)的能力结构,基于工程化实践教学模式,重构课程体系,开发实训装置,构建任务型学习情境,目的是培养适应职业岗位能力需求的高技能创新人才(如图1所示)。
目前,我院的生产过程自动化技术专业是重庆高职院校唯一设置且具有石油化工行业背景的宽口径专业。专业核心课程体系以“单元耦合、工程实训、系统构建”为特色。实训基地于2008年被中国石油和化学工业协会、中国化工教育协会确定为全国示范实训基地,并获得重庆市教育委员会2012年高职院校市级实训基地建设专项资金。生产过程自动化技术专业是学院精品专业。
“单元耦合”指横向概括了三门专业核心课程“传感检测与系统”、“控制装置与系统”、“执行驱动与系统”之间“开环”、“闭环”结构的关联,纵向概括了国家化工仪表维修工“中级工、高级工、技师”层次的关系;“工程实训”是依据工程实践进行教学设计,将知识和技能重新整合序化,构建真实情景的教学环境;“系统构建”是以职业岗位能力培养为主线,按真实职业活动从应用设计、系统配置、安装调试、运行维护、技术改造到工程管理等完整的项目内容,解析职业岗位能力要素并全部融入工程训练,按单项能力、综合能力、创新能力的递进关系展开实训教学,以实训装置为载体促进人才培养。
工程化综合实训装置设计
高素质应用型人才的匮乏严重阻碍着我国制造业的发展。究其原因,国内自动化相关专业教学基本停留在传统的学科型人才培养模式中,普遍缺少针对学生工程能力和职业素质的训练,同时缺乏所需的教学环境。工程化实践教学是学生在校期间获得工程技术应用能力的唯一途径,实训装置的合理架构和科学设计则直接关系到应用型高技能创新人才的培养质量。结合化工仪表维修工职业标准的要求,“控制装置与系统”课程应该达到高级工标准的工程训练目标,能对串级、比值、均匀、分程、选择、前馈等复杂控制系统进行维护,对智能仪表进行参数设置和维护,对计算机控制系统的各类卡件进行维护。配套实训装置主要涉及智能调节器和DCS控制装置的控制规律、控制原理、调试方法,以及控制系统的性能指标、工程整定、系统投运等专业知识;具有自动控制系统的应用设计、系统组态、安装调试、运行维护等基本技能,从简单控制到复杂控制的构建,注重工程意识、工程观念等职业素质的培养,达到高级工以上技术水平,满足职业岗位、工程实训、工程创新、资源共享等方面的需求。
基于职业岗位的需要,设置层次分明、架构合理的实训内容 实训装置基于职业能力的需要,以单体仪表操作为基础,以控制系统构建为目标,以信号耦合为纽带,实施真实职业活动的高技能人才培养。围绕石油化工行业典型的流体传送、传热设备、精馏塔、反应器等设备的控制方案确定合适的对象,按功能划分为“(常规)仪表控制系统的构建、DCS控制系统的构建、(综合)过程控制系统的构建”等三个板块,如图2所示。具体要求如下:(1)(常规)仪表控制系统的构建,定位于技术服务型公司仪表施工技术岗位。功能描述:实现仪表选型、仪表安装、管线连接、参数配置、运行调试等职业岗位能力的技能训练,并完成控制系统的构建。(2)DCS控制系统的构建,定位于国内外的生产型企业DCS控制技术岗位。功能描述:实现常规控制组态、自定义组态控制方案组态(含功能块图/梯形图/顺控图/ST语言)等多种方法的组态,还包括管线敷设、调试运行等内容,完成控制系统的构建。(3)(综合)过程控制系统的构建,定位于企事业单位化工仪表维修技师、高级技师、安装调试工程师、仪表控制工程师、DCS控制工程师等自动化应用技术岗位。功能描述:能根据工艺要求,选择合适的控制仪表或装置,构建控制系统,实现控制方案;能完成工业过程控制系统应用设计(包括控制方案设计、仪表选型、图纸绘制、系统组态等)、仪表工程施工(包括仪表、仪表柜、操作台、配电箱的安装,线槽桥架、信号对点、试车、交工和验收等),实现工程观念、综合技能、应用创新、团队协作等综合素质的培养。
基于工程实训的需要,解决自动化装置在教学和工程应用的差异性 工程实训要紧密结合工程实际,立足于企业的实际情况,由积木式系统集成、安装调试等内容实现课程目标。通过多方调研,研究自动化装置在实训教学和工程应用的差异。企业自动化技术人员要完成安装、布线、调试、运行、维护等完整的仪表工程施工技术,学校很多是由单体仪表的校验和拆装直接过渡到系统的组态和调试;因为实训装置无法承载反复拆装来满足不同年级不同班级学生的需求,缺乏仪表安装训练;因为没有单体仪表组建系统的综合布线经历,挂件式综合实训装置的接线让很多学生到企业就束手无策,缺乏完整能力的训练;因为不同的企业单位采用着不同国家、不同厂商、不同系列、不同型号的自动化仪表及装置,自动化技术的发展日新月异,使学生不能快速适应工作岗位,学校缺乏共性能力的培养。对策之一,自主设计连接模块,既可满足拆装训练,完善仪表保护措施,又能使仪表承载高频率线路拆装的需求。对策之二,仪表控制系统的构建,将变送器、显示器、报警器、记录仪、调节器、执行器、安全栅、电源等智能仪表及附属装置,按照由易到难、由局部到整体的认知规律排列任务顺序,有针对性地依次融入实训任务,按照施工规范进行线槽桥架的管线敷设,侧重于硬件组态,强化参数整定的技巧。对策之三,学习的唯一方法就是寻找共性,研究仪表的输入输出特性,为了快速掌握新仪表的应用技巧,总结归纳了“四步法”:第1步,获取铭牌信息,分析名称、作用、型号;第2步,完成管线连接,分析电源、输入、输出;第3步,进行参数设置,分析类型、范围、零点等主要参数;第4步,根据信号关系排查故障。通过这些措施,可以有效地解决工程差异性问题。综合实训装置以控制系统构建为目标,根据工艺要求积木式系统集成,敢于实现仪表施工技术的训练,填补仪表拆装、综合布线等教学真空环节,实施从应用设计到工程验收完整工程项目的综合训练,实现学校与企业的无缝对接。
基于工程创新的需要,建立真实情景化实训环境,激发学习主动性和积极性 实训装置集工程教学训练和工程创新应用为一体,构建真实情景的职业环境,开展实践教学,有效提高学生的综合能力。以“液位控制系统的构建”实训项目为例,源自重庆某化工企业的真实生产过程中分别控制进水阀和出水阀的两个液位控制系统,以企业图片还原真实场景,以工艺要求提出控制要求,让学生自主选择分组完成系统的构建。实训内容以任务驱动的生动性、兴趣性能最大限度激发学生的学习主动性和积极性为目的,以促进学生知识与技能的融合,让学生体会到相同的设备在不同的地方满足不同的应用需要,相同的工艺要求采用不同的控制设备,可激活工程意识、升华工程观念、强化团队合作、提高应用创新能力。
基于资源共享的需要,实现实训功能多样化,满足教、学、研、训、赛需求 工程化实训装置离不开企业专业的参与,将国家标准、行业标准、企业标准融入课程,还要将全国技能大赛的内容和评分标准融入实训。既能满足“仪表维修工”、“化工自动化”等全国技能大赛的项目训练,又能满足“自动化仪表应用”等校级竞赛的需求,以赛促教,以赛促改,提高学生的积极性,提升教师的“双师”素质。为学生服务,满足教学需求;为教师服务,满足科研需求;在保证人才培养任务情况下,还应该为社会服务,满足企业员工培训需求,依托高校的人才、知识、实训设备等方面优势促进经济和社会发展。实训功能需要梯次配置,科学规划,合理布局,尽量满足不同企业、不同专业、不同深度的需求,才能最大限度地发挥资源共享的作用,达到融教、学、研、训、赛为一体的综合功能要求。
在综合实训装置的建设和规划过程中,在遵循实训基地架构统一设计思路的前提下,结合专业自身特色,联合企业共同设计,满足职业岗位的能力需求,以实现课程体系的目标。近三年的改革实践,工程化实训基地的建设初具规模,改革的研究取得了一定效果。而进一步完善工程实践教学模式、优化教学过程、完成配套教材等问题,还需要我们深入研究和探索。
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关键词:制药工程专业;生产实习;人才培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)14-0044-02
制药工程专业是以工程学、药学、化学及生物技术为基础学科的交叉性专业,郑州大学制药工程专业通过不断深入教学改革,提出并构建了“平台+模块+课程群”的课程体系。在实践模块中,生产实习是学科专业培养的重要环节,相关实践研究都指出:生产实习对巩固学生专业基础知识和实践技能、加深学科发展认识、提升专业学习兴趣、明确就业方向等一系列问题发挥着极其重要的作用。因此,本文根据郑州大学化工与能源学院的制药工程专业生产实习中的实践积累,结合制药工程专业学科建设,对新形势下的生产实习进行了一些思考和实践探索。
一、生产实习面临的主要问题
生产实习为制药工程专业学生提供了一次难得的工程实践机会,但能否达到实践教学效果和目标,仍面临着许多问题,这些问题分别来自于学校、企业以及社会。
1.校方的问题。学校面临的主要问题之一是经费问题。近年来,由于物价不断上涨,而学校的实习经费增加有限,这在一定程度上影响了实习企业的选择及实习质量。问题二是参与实习师生的问题。由于参与实习的指导教师大多仅有从学校到学校的经历,缺乏工程实践经验,因此一定程度上降低了实习指导工作的效果和质量。另外,部分学生对生产实习缺乏认识,积极性不高,进一步直接影响到实习效果。此外,生产实习人数较多,集中实习虽然便于管理,但也限制了学生的主动性,易造成学生被动实习的问题。
2.企业的问题。制药企业由于行业特点,在生产安全、技术保密、卫生要求和生产管理上都有极高的要求。一些企业因从安全生产和经济效益等方面考虑,不太欢迎学生进厂实习,这就给学校造成了联系实习困难的问题。此外,即使部分企业同意生产实习,但往往提出许多限制,也对实习过程造成了不同程度的影响,降低了整体实习效果。此外,很多企业对学生实习持保留态度,从领导到工人师傅都不积极主动配合,也影响了学生的实习热情,降低了对生产实习的积极性。
3.社会影响的问题。随着近年来大学生就业压力不断增大,以及就业取向的多元化,社会环境对大学生的影响不容忽视。一些学生缺乏专业认识,考虑到毕业后可能不从事所学专业的工作,因此不重视生产实习,敷衍了事。
综上,高校迫切需要全面创新和改革。我们通过不断总结,对我院制药工程专业生产实习进行了一些有益的实践探索,实践证明这些实践对提高生产实习效果和质量具有良好的促进作用。
二、校内建设实训平台
现代制药工业不仅具有自动化、连续化、集成化的特点,而且一些原料药的生产过程还具有易燃、危险性大的特点。因此,学生在企业生产实习时难以实际操作,这是长期困扰生产实习的老大难问题。为了解决这一问题,我院根据化工专业特点,建立以河南义马煤气化厂生产工艺为背景的校内实训平台,采用第三代仿真技术“半实物仿真工厂”建设,平台系统具有多专业共享、工厂情景化、操作实际化等特点,操作环境与实际生产的中控室相似;操作参数、故障设置、出现故障时参数的变化及处理方法均来源于工厂实际。该实训平台自2011年建设以来,每学期为包括制药工程专业在内的共计200多名化工与能源学院各专业学生开出开放性实验,受到学生的普遍好评。实训平台的建立和运行有效缓解了实习中难以动手操作的难题,改善了实习教学质量,提高了学生的实习效果,促进了学生的工程素养和综合能力的积累,也为真正走入企业的生产实习奠定了坚实的基础。
三、校外建设实习基地
生产实习不仅是大学生加深专业知识学习、理论联系实践的重要环节,也是大学生从校园走进实际工作岗位的过渡桥梁。建立稳定的校外生产实习基地,是整个生产实习环节的关键。郑州大学化工与能源学院先后与省内外几十家企业联合成立了“面向工程技术人才培养合作联盟”。实践证明,成立合作联盟对探索高校与企业合作新模式,提高高校工程人才质量和层次,为企业发展提供强大的人才和智力支持,都产生了重要作用。我们结合制药工程专业方向,与联盟中的制药企业进行对接,在培养企业人才、解决实际生产问题、扩大企业知名度等方面进行了广泛合作;企业在接纳学生实习上也主动配合,积极帮助和支持我系的实践教学,减免了实习经费。通过以合作联盟为平台的校企合作方式,很好地解决了联系实习企业困难的问题。同时,我们建立了多个校外实习基地,不仅扩大了实习的范围,也使实习具有更多的选择性和针对性。
四、改进优化实习模式
旧的生产实习往往会存在教学与实践脱节、实习过程形式化、实习效果不佳等现象。为了强化实践教学效果,提高实习质量,需要在实习的模式上不断改进创新,使生产实习真正达到预期的效果。我们根据制药工程专业学科培养目标,按照高素质创新型人才培养目标的要求,对本专业生产实习教学的模式不断改进创新,取得了较好的效果。主要的具体措施分述如下。
1.精心设计实习流程。在实习开始前,指导教师首先提前与企业沟通联系,了解掌握各车间生产品种及工艺路线,并与企业实习配备指导人员协商,对学生的实习路线、实习场地等进行安排。同时按照企业生产工作计划,及时调整设计实习内容。实习内容设计上,我们根据制药工艺特点,结合生产企业的实际情况,尽量设计学生熟悉从原料药到成品药的整个生产实习过程,使学生对制药过程有清晰完整的认识。
2.优化实习指导团队。在实习过程中,指导教师不仅要在日常生活中关心爱护学生,而且整个实习过程中,要在生产安全、实习纪律、现场指导及实习考核等方面尽心尽责。因此,指导教师要有扎实的专业知识和很强的责任心。我们通过总结实习经验,配备了四位老师组成的实习教师团队,实习教师必须为一线任课教师,同时要具有较强的实践能力和良好的职业道德。
3.加强职业观培养。生产实习是大学四年期间大学生近距离接触企业的最佳机会,因此将生产实习与职业观培养相结合,不仅能提高学生对专业的理解,而且有助于学生建立良好的职业道德观,从而对实习产生积极的影响。为此,我们在学生进入实习场地前,邀请企业领导、技术人员和企业内的青年大学生开展讲座和交流,从生产管理、技术开发和工作体会现身说法,让学生亲身感受本专业的发展方向与未来择业取向,使学生进一步意识到生产实习的重要性及其锻炼价值。
4.小组生产实习。我们根据车间流程工段,通常将实习学生分为不同的小组,每组人数十到十五人左右,各小组分设定一位组长,主要负责日常的纪律考勤。然后各组再由一位实习专业老师和企业技术人员带队,深入到不同车间开展实习。实习过程中,各小组分别对每个工段进行实习操作,然后各小组进行不同车间的轮换,以保证每个学生能够对每个工段进行深入实习。并且可以有更多的时间和空间与专业老师、技术人员和工人师傅进行近距离交流。
5.综合实习考核。由于生产实习是一个综合性的实践环节,我们尝试通过综合评价体系对每个学生进行考核。生产实习考核的内容主要包括:日常表现及现场问答、生产实习报告、工艺流程图设计和笔试问卷四部分。指导教师根据四方面的表现综合打分,按照优秀、良好、中等、及格和不及格进行评定。通过采用综合考核评价体系,可以使不同的学生在不同的环节中有所表现。此外,在书写实习报告时,指导教师明确要求学生应结合实习过程,写出实习感想。通过采用多样的评价方式,可以有效提高学生的实习兴趣,在多个方面得到一定的锻炼,有利于增强学生实践技能和工程专业知识。
6.实习与课程设计相结合。将生产实习与制药工程工艺设计相结合,学生在完成生产实习工作总结后,会很快地进行制药工程工艺的课程设计。课程设计作为一项重要教学实践环节,其内容与生产实习有着紧密的联系。通过课程设计可以培养学生综合运用所学知识解决制药工程车间设计实际问题的能力,使学生深刻领会洁净厂房GMP车间设计;掌握制药工艺流程设计、物料衡算、设备选型、车间工艺布置设计等的基本方法和步骤,从技术上的可行性与经济上的合理性树立正确的设计思想。
7.实习意见反馈。通过不断优化实习模式,我院制药工程专业的生产实习取得了较好的效果。学生普遍反映通过实习,提高了对制药工程专业的认知,强化了专业知识同时也进一步了解了企业的需求,树立了更加明确的就业观。此外,指导教师对生产实习的过程进行总结,向学院提交生产实结报告。通过学生、学校和企业三方面意见对实习效果的反馈,有助于我们不断改善优化生产实习模式,提高生产实习的效果。
五、结语
生产实习是制药工程专业人才培养的重要实践环节,改革原有旧实习模式的不足,实践探索新形式下的生产实习模式具有重要的意义。我们通过对生产实习实践经验的不断总结,通过建立校内实训平台,校外建立实习基地,并不断优化实习模式,有效提高了制药工程专业生产实习的效果和质量,增强了学生的工程实践能力。同时,我们也应清晰地认识到,制药工程专业的生产实习是个动态变化的过程,未来的发展中还可能会出现新的课题,这需要我们与时俱进,不断优化教学与实践模式,切实将制药专业人才培养目标落到实处。
参考文献:
【关键词】高职 化工类 实践指导教师 能力 培养途径
【中图分类号】 G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2014)01C-0095-02
高等职业教育是培养在生产一线的实用型人才,实践教学是培养学生具备实际操作能力的主要途径,是重要的教学环节,这已得到高等职业教育学者的一致共识。而在实践教学中,指导教师的综合能力和教学水平非常重要。本文试对高职化工类实践指导教师应具备的能力及其培养途径进行探讨,以促进实践教学质量的提高,培养更多的实用型人才。
一、高职化工类实践指导教师应具备的能力
就高职化工类专业而言,实践指导教师应具备以下方面的能力。
(一)扎实的专业知识和熟练的实践技能。高职化工类专业是以化学知识为主的一类专业,而化学是以实验为基础的学科,也就是说理论与实践的融合是非常紧密的。相比于其他专业最大的不同点在于化学是变化的科学,无论是在实验室还是在生产现场所接触的都是化学变化,对一般的化学物质应掌握,包括其基本情况、性质、用途、我国的生产情况等,当然最好是全面掌握。作为实践指导教师指导学生实验实习,是面对面与学生接触,学生不懂的地方都要问老师。因此实践指导教师不但要具有扎实、渊博的专业知识,还必须具有熟练的实践技能,因为实验室的基础实验、专业实验都要求指导教师亲自动手,对学生进行操作示范,并向学生解释。制备物质的实验结果要制得产品;成分测定实验的样品如果是生产企业的,测定结果要与企业的测定数据一致;让学生感觉到实验也是轻松的,容易做得到的,有成就感,有条件的让学生在教师的指引下自己设计实验。
(二)严谨的工作态度。工作态度决定一切,教师是学生的榜样,化工类专业的实践更是要求严格,马虎不得,实践不是小事,要处处留心观察。验证类的实验现象有时一晃即过,气体的发生、颜色的变化、沉淀的生成及溶解等,都要求细致、细心的观察;实用类的实验,如含量的测定、物质的制备,如果粗心大意,得到的结果就有可能与预期的相差甚远,如用在生产上,就会误导生产,甚至有可能后果不堪设想的问题出现。为了防止可能出现的坏结果,学生要做到认认真真、实事求是的学习态度,容不得半点马马虎虎,要细心做好每一个实践环节,掌握好每一个技能。教师必须具备严谨的工作态度,责任心要强,对每一名学生都要同等对待,工作不能存在差不多、大概等,要有始有终,必须具备一丝不苟的敬业精神,整个实践指导过程都要保持饱满的精神状态。
(三)清晰的语言表达能力。清晰的语言表达包括内容表达清楚,专业术语准确,语句精炼简洁,语调生动有趣等,表达时有一定的技巧,可以暗藏些悬念,有时也可以来点幽默感,要根据实际情况灵活掌握。在实践开始前,指导教师常将要实践的目的、原理、内容、注意事项等告知学生,清晰的语言表达才能吸引学生,才能很快就会被学生接受和熟记。如果表达不清,将每个内容都展开来讲,讲了一大堆废话,浪费了时间,学生也不知所云,就会影响教学效果。
(四)协调的人际交往能力。现在学生到企业实习与传统的方法大不一样了,即使是国营企业也没有义务要接纳学生实习,并且由于学生的实习有可能影响到企业的生产,大多数企业是不太乐意接纳学生实习的。因此,要做好学生的生产实习工作,与企业的交往必不可少。指导教师要具有良好的人际交往能力,学会处理人际交往关系,需要提前与企业联系进行协调,充分考虑实习内容、实习过程安排、指导人员、吃、住等方面的内容,实践过程要与企业、技术人员、工人师傅保持沟通,取得共识,实习结束后要与企业交换看法,协调处理好出现的问题,要感谢企业,要接受批评意见。
(五)敏锐的安全意识。化工类专业是具有鲜明特点的专业,实践教学无论是在实验室的化学实验还是化工生产现场的实习实训,接触的都是化学反应,反应过程的条件可能要求是高温高压或低温负压,实验室试剂、生产原料、产品、副产品等化学物质可能是易燃易爆、有毒有害、对皮肤易腐蚀或致敏的。学生在实践过程中要掌握所使用试剂、原料的物理性质和化学性质,严格遵守安全规章制度,遵守安全操作规程,了解可能出现化学事故在哪个环节,做好预防方案,懂得常规的化学事故防护知识,掌握化学事故的紧急处理方法。这就要求指导教师必须有敏锐的安全意识,绷紧安全教育这根弦,在实践过程中勤检查,发现苗头要立即采取有效措施,防患于未然,坚决杜绝化学事故的发生。
(六)周密的组织管理能力。每个实验、每次实训,一个班有几十个学生,要使实践教学井然有序、有条不紊,指导教师必须具有较强的组织管理能力,做好周密的安排,确保实践教学过程顺利进行。在实验室,要了解每个实验需要几个实验室,了解实验室最多容纳多少学生,如果容纳不下,要做好交叉实验安排,要做好分组实验,有班组长协助管理,有记录,让每个学生都知道自己的实验位置、内容。要根据每个实验内容做好实验前的讲解指导,实验过程的检查,突发事件的处置,实验结束后如何搞好卫生、关门关窗、关电关水等等,都要做好周密的布置,并有相应的纪律条条框框约束。在生产现场,更是要做好管理工作,一个班的学生在多个岗位进行实习,要根据企业的情况与技术人员、生产管理人员一起探讨做好实习方案,以达到预期的实验要求。
(七)较强的创新意识。化学是快速发展的学科,每天都在不断地变化,技术精益求精,是一个充满神奇的世界。在实践过程中要求学生观察实践结果,有没有发现新的问题,是否存在不足的技术,有没有可能加以改进,这些都要求我们认真去思考。指导教师应具备强烈的化学技术的创新意识,不断提高自己的专业知识,在工作中不断探讨创新,应成为学生的榜样。对学生提出的质疑可以与学生共同探讨,促进学生作进一步的思考,技术就有可能更加成熟。
(八)较强的归纳总结能力。每个实验或每次生产现场实训结束后,都要进行总结,每次实践都会有它的前因后果,实践教学质量如何与教师、学生都有密切的关系,作为指导教师就要多观察、多思考,善于总结,积累经验,归纳出成绩,找出存在的问题与不足,探讨实践结果在整个过程中的规律,取得成绩的共同点是什么,存在问题的根源又在哪里,以便在今后实践教学中能够扬长避短,不断取得进步。特别是对存在的重大问题要认真找出原因,是人为的、仪器的、管理的?还是其他原因?都要分清,找出解决问题方法。对实践做得好的学生要善于表扬,做得不好的要与学生一起分析原因,争取下次实践课取得好成绩。
二、培养的途径
实践指导教师的素质在整个学生实践动手能力的培养过程中非常重要,对此,应加强实践指导教师队伍的建设,加大培养力度。
(一)建立制度。拟定实践指导教师队伍建设目标,在政策上给予一定的倾斜,在待遇上适当提高实践指导教师的补贴;在同等条件下,优先评职晋级、评先选优;给予更多的外出学习、参观、考察、出国的机会;保证教师参与社会实践、进修培训的时间和经费;对有特殊贡献的教师给予特殊的奖励等等。
(二)多元引进。通过从化工企业一线引进技艺精湛的技术专家、技术能手、能工巧匠担任实践指导教师或担任兼职生产实习指导教师。他们有丰富实践经验或操作技能,熟悉本地区化工企业情况,同时给学校带来生产、科研第一线的新技术、新工艺及企业对应届毕业生素质的新要求,使教学工作能够紧跟时展的步伐。
(三)在职培养。积极创造条件,开展文化课教师校本培训,派专业教师赴企业锻炼,争取让更多的教师参加,提高技能水平。鼓励专业教师参与生产实习指导,根据专业教师技能水平,对其提出不同的要求。没有职业资格技能等级的教师要基本掌握本专业的相关技能,取得中级以上技能等级证书,并能配合其他实践指导教师指导学生实践;对已取得职业资格技能证书的教师,要求能精通本专业相关技能,取得更高级别的职业资格技能证书,并能独立指导学生实践;逐步提高实践指导教师的比例,达到合理的教师结构比。
(四)校企合作。有计划地安排实践指导教师到企业顶岗工作和挂职锻炼,通过到企业进行专业实践,参与企业生产和生产经营活动,向有丰富实践经验的工程技术人员和技术工人请教,使教师及时地了解本行业的现状、发展趋势和新技术、新工艺、新方法,积累教学所需要的职业技能和实践经验,提高了专业实践能力,加强理论与实践的融合,还能将行业最新成果和企业的最新需求紧密嵌入教学过程,充实教学中的实践含量和实践内容,有效提高生产实习指导质量。
(五)以赛促练。各类技能大赛促进技能人才培养,宣传和营造重视职业教育的良好氛围的同时,也为高职院校教师提高操作技能水平、培养高素质的实践指导教师提供了切实有效的平台。一方面,为提高参赛队伍的水平,实践指导教师必然要对生产实习指导方法和生产实习指导教学规律进行研究,不会仅仅停留在传统的生产实习指导教学模式和实习教学水平上,而是对新技术、新工艺、新材料、新方法加以吸收和应用,对整体实习教学质量的提高具有很大的推动作用。另一方面,为提高比赛成绩,教师必须亲自动手参与实践,善于总结归纳,寻找提高职业技能的方法和技巧以及提高实习教学质量和效率的途径。
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【基金项目】2012年度广西高等教育教学改革工程项目(2012JGA403)