王 琳，湯玉峰，劉光印，喬占平,謝海泉

(南陽師范學院 化學與制藥工程學院，河南 南陽 473061)

培養(yǎng)應用型人才是我國應用型本科院校的重要職責，應用化學專業(yè)是理工結合的應用型專業(yè)，在辦學實踐過程中，應以生為本，堅持應用型辦學定位，培養(yǎng)具備應用化學領域的基礎理論知識，同時具有創(chuàng)新意識、工程實踐能力、研發(fā)和設計能力等的德智體美勞全面發(fā)展的應用型工程技術人才.工程實踐教學是培養(yǎng)學生工程實踐能力、工程設計能力、崗位操作技能和創(chuàng)新能力的有效途徑.以化工單元操作和化工工藝為基礎搭建起來的校內化工實訓實踐基地可以實現(xiàn)對學生進行工程實踐訓練教學，緩解實踐教學環(huán)節(jié)的短板，提高學生培養(yǎng)質量，強化學生對工廠設備的認知和掌控能力.讓學生能夠真正理解化工理論知識與工程實踐之間的緊密聯(lián)系，加強生產技術及生產過程與社會意識之間的緊密關系，培養(yǎng)化工類學生的綜合應用能力，提高學生的整體素質和技能水平[1-2].本文以南陽師范學院應用化學專業(yè)化工實訓基地建設為例，對校內實訓基地的建設方案和教學方式的有效開展進行探討.

1 傳統(tǒng)實踐教學存在的問題

隨著高等院校招生規(guī)模逐年增多，化工類學生到企業(yè)進行實踐鍛煉受到多方限制，化工、制藥類企業(yè)的生產原材料和產品大多存在著易燃、易爆、有毒、有腐蝕性等特點，生產過程操作復雜，涉及安全操作和安全隱患，使得企業(yè)不愿意學生接觸他們的生產一線.即使能夠聯(lián)系到企業(yè)讓學生進廠實習，工廠顧及安全和效益，也不允許學生動手操作，達不到實踐訓練的效果.化工類學生本科學習階段到真實的化工生產環(huán)境中學習受到了很大的限制，造成理論知識與工廠生產實際操作脫節(jié)，使得學生的綜合素質得不到更好的培養(yǎng).所以人才培養(yǎng)方案中增加了化工單元操作實訓和化工生產過程綜合操作實訓等實踐教學環(huán)節(jié)，建立一個能面向化工多學科多專業(yè)的學生進行實踐教學的校內實踐基地非常必要.化工實訓校內實踐基地的建設合理與否和教學方式的有效開展直接關系著化工類學生的工程素質培養(yǎng)質量[3-4].

2 校內實訓基地建設方案

實訓基地根據(jù)化工生產過程的基本操作單元要求，結合學校、化工企業(yè)實際情況進行高標準建設，使教學場景與生產場景同步.通過實訓教學，讓同學們在感性認識、理性認識和實際操作三方面達到有機統(tǒng)一，從而提高學生的工程能力和實踐操作能力.校內實訓基地建設方案包括虛擬仿真實訓、化工單元操作實訓和化工生產過程綜合操作實訓三部分.

2.1 虛擬仿真實訓

化工虛擬仿真實訓是運用DCS平臺，通過實物、半實物或全數(shù)字化動態(tài)模型模擬化工生產動態(tài)過程的仿真軟件，來實現(xiàn)化工仿真實訓教學過程.包括化工單元仿真實訓和植物有效成分提取模擬工藝線上仿真實訓兩部分，其中植物有效成分提取模擬工藝仿真實訓是與企業(yè)合作開發(fā)構建，在智慧樹平臺運行實施練習，仿真過程還原了化工生產真實的生產過程，又給學生提供了一個安全的實訓條件和實訓環(huán)境，生產參數(shù)之間相互關聯(lián)，學生嚴格按照操作步驟進行，一旦工藝參數(shù)離開正常限值或出現(xiàn)故障后需要學生自己分析工藝，找出工藝參數(shù)之間的相互聯(lián)系，提供解決方案.工藝參數(shù)需要學生在手動和自動之間自己切換設置參數(shù)，這樣鍛煉了學生的化工儀表及自動化的參數(shù)設置和整定及調試運行的知識.通過虛擬仿真實訓提供的安全、復雜的教學環(huán)境，訓練學生良好的操作技能.

2.2 化工單元操作實訓

化工單元操作實訓開設按照化工過程中共性的操作設備和操作單元進行構建，包括流體輸送、綜合傳熱和精餾操作三項單元操作實訓項目，構建目的是為了讓學生對化工單元操作形成感性認識，認識化工設備的結構和工作原理，掌握化工單元操作過程的操作規(guī)范.增強學生的安全生產意識，把課堂傳授理論知識與生產現(xiàn)場環(huán)境有機融合，使課堂學習的理論知識得到了升華和應用.

2.3 化工生產過程綜合操作實訓

化工綜合實訓項目為通用型天然產物提取綜合裝置，結合南陽地區(qū)區(qū)域特色中草藥植物種植和有效成分提取等產業(yè)的生產過程進行校企構建，該實訓項目緊密結合工廠實際生產流程，體現(xiàn)化工生產的前沿技術，職場化氛圍濃厚，旨在讓學生認識工藝流程的設計、車間的布置、設備及管道布置的規(guī)范和要求，掌握化工生產過程中的操作要點和基本技能，能夠對開設的多門專業(yè)知識體系進行有機整合，對生產過程中出現(xiàn)的各種不正?，F(xiàn)象和故障進行快速合理的分析、判斷和處理，強化學生的應急處理能力和對生產過程的把控能力，提升學生的崗位操作技能和專業(yè)技能，從而提高學生的職業(yè)素養(yǎng)，提高學生就業(yè)時的競爭力，為社會培養(yǎng)適應能力強的應用型化工人才奠定了基礎.

3 校內實訓教學工作的開展模式

3.1 充分利用網絡平臺，做好預習工作

每項實訓項目都是由多個設備、管件、儀表、管道等組成的一個工藝流程，其中的設備儀器眾多，操作步驟復雜，還要涉及諸多安全問題.實訓時既要掌握工藝的組成、設備的布置、管道的布置、檢測儀表及自控方式，又要掌握操作步驟，還要注意其中的安全問題，同時還會分析故障產生的原因及排除方法.諸多問題很難通過課前的老師講解一次性記住并安全應用到實踐中，所以充分利用網絡平臺，建立豐富的線上教學資源，讓學生課前完成預習非常必要[5-6].

圖1 化工單元操作網絡學習資源

利用超星學習通和智慧樹平臺建立了線上教學資源，包括虛擬仿真教學資源、單元操作教學資源和植物有效成分提取工藝仿真實訓教學資源三大部分，見圖1和圖2.其中植物有效成分提取模擬工藝是與企業(yè)合作開發(fā)構建，在智慧樹平臺運行實施練習.虛擬仿真教學資源庫中提供了仿真實訓任務、實訓操作步驟及仿真實訓操作視頻等資源.化工操作實訓涉及安全操作等問題，提供教學資源比較豐富，線上資源的設計制作根據(jù)學生的認知特點，以適當?shù)男问匠尸F(xiàn)出來，包括基礎教育資源、單元操作資源和拓展提高教學資源、題庫等幾部分.讓學生在實際操作之前對化工單元操作和化工綜合操作實訓裝置工藝有個全面的認識，熟悉操作規(guī)范和規(guī)程，會根據(jù)出現(xiàn)的故障分析問題并解決問題，對工藝操作預先有全局把控能力.

化工單元操作實訓共包括流體輸送、傳熱和精餾三套實訓裝置.網絡資源構建過程中基礎教育資源以每套實訓裝置中的典型設備為基礎進行知識點的構建，內容包括設備的類型特點、內部結構、適用場合、工作原理、操作要點等，其中設備的結構、工作原理等內容是以圖片或動畫的形式進行形象展現(xiàn).單元操作資源是實訓教學任務的核心部分，包括實訓目的、實訓任務分解、裝置的開停車及操作規(guī)程、常見故障及處理方案和安全注意事項等幾項內容.其中實訓目的、實訓任務分解、常見故障處理方案及安全注意事項等部分內容以文本資料的形式給出，裝置的開停車及操作規(guī)程是以視頻的形式提供.每次實訓前作為任務點讓學生必須反復觀看學習.拓展提高教學資源則是在單元實訓項目完成的基礎上進一步拔高，包含實訓案例、相應實訓項目領域新設備新技術等，進一步擴展學生眼界和實踐能力.每個實訓項目根據(jù)各自內容建立獨立的試題庫，試題主要是圍繞每個實訓項目操作步驟的先后順序、操作中應注意的問題、可能產生的故障、故障產生的原因、故障處理、操作安全等問題進行編寫.學生在實訓前必須完成對應實訓項目的在線學習任務點，并完成對應項目的思考題答題方能開始實訓實踐訓練.

圖2 化工綜合實訓網絡教學資源

3.2 精心進行課堂設計，提高教學效果

在進行課堂教學時，以班為單位，分小組循環(huán)實訓，每小組5～7人，并指定小組長一名，由小組成員輪流擔任，綜合培養(yǎng)學生的研究方法、設計與開發(fā)、個人與團隊合作、項目管理等方面的能力.課堂實訓教學共分三個階段.

第一階段為準備階段.讓學生熟悉認識實訓操作設備的類型和位置、實訓裝置的工藝流程、設備的布置形式、化工儀表及自動控制的設計和安裝、閥門的設置和位置等工作，將線上的學習情況和實訓現(xiàn)場裝置聯(lián)系起來，并分解實訓任務、小組討論裝置的開停車順序及操作步驟，根據(jù)現(xiàn)場裝置和實訓任務寫出具體的操作流程，然后每個小組向教師展示討論的結果和操作規(guī)程，挖掘操作過程中的安全隱患和注意事項.教師結合線上學習反饋的問題和該裝置操作過程中易出現(xiàn)故障的地方，在小組的匯報完成后給予講解和強調.

第二階段為實訓操作階段.以小組展開訓練，在實際操作前，小組成員要明確分工，設一組長，其他成員要明確各自的操作崗位和負責的裝置區(qū)域，由組長統(tǒng)一指揮協(xié)調，在不同的崗位進行聯(lián)合操作.在完成一次實踐訓練后，再換崗操作，小組長也輪流擔任.同時，每一小組在實訓訓練時，其他小組成員監(jiān)督該小組的操作完成情況，并進行評價，其他小組必須對實施操作小組指出至少一個操作漏洞或需要改進的地方，并把該項納入成績考核.這種訓練模式讓學生感受到類似于企業(yè)的車間管理模式，強化學生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)習慣,同時鍛煉學生的崗位操作技能和對設備裝置的把控能力.通過團隊合作完成一套裝置的運行和實訓任務的實踐過程，鍛煉了團隊溝通交流能力和團隊協(xié)作能力，得到了較好的實踐效果.

第三階段為實訓總結階段.各個小組之間展開互評，并對實訓過程中出現(xiàn)的故障及排除方法進行總結，教師則結合學生表現(xiàn)及完成實訓結果進行點評，并對實訓中存在的問題和注意事項進行分析和強調，進一步促進學生對知識點的掌握和實踐操作技能的鞏固.

3.3 轉變身份，采用學生為主教師為輔的教學模式

在實訓過程中，充分發(fā)揮學生的主體作用，教師負責組織、監(jiān)督實訓過程的正常運行和教學秩序展開等輔助工作.采用學生檢測訓練為主、教師講授答疑為輔的教學模式，重在激發(fā)學生學習的主動性，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，引導學生主動通過實踐和自學獲得知識.

教師很難滿足每個學生的個性化需求，需要引導學生從線上的教學資源庫或小組討論中尋求答案，提高學生學習的自主性，挖掘學生的自學潛能.學生在訓練過程中以小組為單位，分別承擔內操、外操、班長、記錄員等不同的崗位角色，按事先確定的方案通過實訓裝置來完成實訓任務.要求每組同學從實訓裝置的開車、停車、正常運行到故障處理都要進行實訓訓練.小組成員的崗位在實訓期間進行輪換，每個單元操作實訓，等一組完成下一組上場時，留一位老隊員指導下一組的操作實訓，鍛煉學生的溝通指導能力，培養(yǎng)學生的成就感.同時讓每一位學生對流程中的每個崗位都能熟練操作，改變學生在實訓中的濫竽充數(shù)、等、靠的狀況.實地操作期間，每個小組在教師的啟發(fā)下可嘗試不同的途徑完成實訓任務，促進學生自主探索學習，培養(yǎng)學生的成就感，實行考核加分機制，激勵學生的創(chuàng)新精神[7-8].

3.4 滲透化工環(huán)保、安全生產理念

“高溫高壓、易燃易爆、有毒有害”是化工行業(yè)區(qū)別于其他行業(yè)的顯著特點，為確?；どa過程低能環(huán)保安全運行，在教學過程和日常管理中要給學生貫穿化工環(huán)保、安全運行的教學理念，強調“安全第一、預防為主”的化工生產安全意識.通過每一次實操演練，總結操作過程中的安全隱患和處理方法，強化訓練學生的安全操作技能，嚴防任何安全隱患，灌輸“安全無小事”的安全理念，在對待安全生產方面，一定要避免麻痹大意，養(yǎng)成嚴格遵守操作規(guī)程的良好習慣和嚴肅認真的工作態(tài)度.在每套裝置實訓結束后，都要讓學生總結三廢產生的來源、三廢的類型和產量以及三廢的處理方式，確保無廢處理，強調化工環(huán)保和安全生產意識.同時，培養(yǎng)學生敏銳的觀察力、邏輯判斷力、緊急應變能力，確?；み^程安全生產穩(wěn)定運行[9-10].

3.5 改革評價機制，實施多元型課程考核新模式

考核方式分為過程考核和實訓報告考核兩部分，加大學生的過程性評價比例，重視過程性評價[11].

3.5.1 過程考核.過程考核占80%，主要從以下幾個方面考核.

3.5.1.1 職業(yè)道德占10%，包括著裝規(guī)范、按時到崗、忠于職守、按章操作、確保安全、誠實守信、清潔整理、規(guī)范記錄等內容.

3.5.1.2 準備階段考核占20%，根據(jù)分配的實訓任務，小組討論后提交的實訓方案、實訓操作步驟、裝置開停車操作及穩(wěn)定運行的實施方法和過程、可能發(fā)生的故障以及故障的處理方案等.

3.5.1.3 實訓操作階段考核占40%，包括實訓態(tài)度、實訓紀律、工藝文件準備、設備檢查與保養(yǎng)、物料準備、開車操作、運行操作、停車操作、過程調試、事故判斷、事故處理、團結協(xié)作、安全意識等.

3.5.1.4 實訓總結階段考核占10%，將實訓操作結束后小組之間的互評成績計入該課程的考核成績，提高學生的觀察能力和對操作技能和操作安全的掌控能力.同時教師根據(jù)學生在實訓過程中是否有新發(fā)現(xiàn)、新思路、新設計方案或者有好的意見和建議進行加分，激發(fā)培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力.

3.5.2 實訓報告.實訓報告考核占20%，包括實訓目的、操作原理、實訓裝置介紹、操作過程和步驟、常見故障處理方法、操作結果和分析討論等.

4 結語

南陽師范學院校內化工實訓實踐基地經過近幾年的建設，逐步形成了虛擬仿真、單元操作、通用型天然產物提取化工綜合實訓項目等模塊化實踐教學體系，初步建成了實踐教學內容豐富的化工實訓校內實踐教育基地.在實踐教學過程中，借助于計算機仿真模擬，以生產化工產品為宗旨，通過單元操作、過程檢測與控制、工藝優(yōu)化、設備維護、生產管理等環(huán)節(jié)的強化訓練，學生可以在校內真正體驗工業(yè)化的化工生產過程，具有較強的針對性，極大地提高了學生參與實踐活動的積極性，學生的工程能力、實踐技能和職業(yè)素養(yǎng)都得到明顯提升，對實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標起到了積極的作用.