摘要:化工單元操作實訓(xùn)課是高職化工單元操作課程教學(xué)的重要組成部分。本文以化工單元操作實訓(xùn)課中的精餾實訓(xùn)為例,通過對精餾實訓(xùn)課程內(nèi)容的設(shè)計,使精餾實訓(xùn)課程更符合學(xué)生的認(rèn)知過程,激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)熱情,讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中、在團(tuán)隊協(xié)作中提高了實訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量。精餾在化工生產(chǎn)中的主要作用是分離和提純,實訓(xùn)以生產(chǎn)角度從指標(biāo)項、穩(wěn)定時間項、濃度項、電耗項、水耗項、原料消耗項、產(chǎn)量項、安全操作項等分項加權(quán)計分來算總得分,通過本設(shè)計與實施,學(xué)生操作總得分比沒有進(jìn)行設(shè)計與實施前有明顯提升。輔以精餾仿真與精餾實訓(xùn)同時進(jìn)行,交互提升,有效提升了學(xué)生的精餾操作整體水平。
關(guān)鍵詞:化工單元操作實訓(xùn);精餾;教學(xué)設(shè)計與實施;自主學(xué)習(xí);交互學(xué)習(xí)
中圖分類號:TB"""""""文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A""""""doi:10.19311/j.cnki.16723198.2025.12.084
化工單元操作技術(shù)是高職化工技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程之一,是應(yīng)用化工技術(shù)、石油化工技術(shù)等專業(yè)的必修課程,主要學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)中各種化工單元操作的基本原理、設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)及其操作。其中的化工單元操作實訓(xùn)課的主要目的是通過模擬化工生產(chǎn)過程中的各個單元操作,幫助學(xué)生掌握化工生產(chǎn)的核心技術(shù),并培養(yǎng)安全意識和優(yōu)化操作流程。這種實訓(xùn)方式不僅讓學(xué)生對化工生產(chǎn)流程有更加直觀的認(rèn)識,還能在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,從而培養(yǎng)獨立思考和解決問題的能力。課堂教學(xué)的主體應(yīng)該是學(xué)生,教師要積極引導(dǎo)他們在課堂上進(jìn)行合作與探究式學(xué)習(xí),避免大多數(shù)課堂中都存在的“被動學(xué)習(xí)”的現(xiàn)象。本文以精餾操作為例,說明如何有效地幫助學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)來提升操作技能和組織管理水平等實操能力。
1"化工單元操作實訓(xùn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀
近些年,高職院校招收的學(xué)生整體素質(zhì)出現(xiàn)了明顯下降,"學(xué)生的基礎(chǔ)差、缺乏學(xué)習(xí)的主觀能動性、缺乏學(xué)習(xí)的有效方法、缺乏學(xué)習(xí)的信心。另外,化工原理實訓(xùn)教學(xué)要求學(xué)生將課堂上學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實際操作中。學(xué)生不僅理解相關(guān)理論,還要具備實際操作能力,這種理論與實踐的結(jié)合增加了教學(xué)的難度。
2"調(diào)整教學(xué)模式,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性
教師通過調(diào)整教學(xué)模式,充分應(yīng)用多媒體教學(xué),引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度,提供有效的學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心,達(dá)到提高學(xué)生的學(xué)習(xí)有效性的目的。
2.1"做好精餾實訓(xùn)課的設(shè)計,引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
精餾是化工單元操作課程中最復(fù)雜、難度最大的一個學(xué)習(xí)單元,它涉及單元操作的三傳知識,是前期學(xué)習(xí)知識的一個匯總應(yīng)用單元,學(xué)生畏難情緒重是正常的。突破的關(guān)鍵在于教師的課程設(shè)計,只有使精餾實訓(xùn)課程的設(shè)計更符合學(xué)生的認(rèn)知過程,才能激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)熱情。針對這個目的,我們進(jìn)行了以下設(shè)計??紤]到讓更多的學(xué)生參與操作,我們將整個精餾實訓(xùn)操作分為了兩個部分同時進(jìn)行,一半的學(xué)生在進(jìn)行精餾實訓(xùn),另一半的學(xué)生在進(jìn)行精餾仿真。這樣保證在同一套實訓(xùn)裝置上的學(xué)生人數(shù)不超過7人。操作過程分6次課完成,每次課4學(xué)時,共24學(xué)時。
2.1.1"實訓(xùn)部分
2.1.2nbsp;重視理論聯(lián)系實際,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動力
高職院校的學(xué)生畢業(yè)后,主要面向技術(shù)和管理的崗位。技術(shù)崗位需要較高的職業(yè)技術(shù)技能,管理崗位更注重管理和組織能力,適合擅長組織和協(xié)調(diào)的學(xué)生。在精餾實訓(xùn)過程中,通過多種教學(xué)方法的實施,重點培訓(xùn)學(xué)生這兩個方面的能力。
在第一次課中,首先對學(xué)生進(jìn)行安全教育,特別要指出精餾裝置的風(fēng)險所在,讓學(xué)生掌握規(guī)避風(fēng)險的安全方法。以煉油過程為框架,引出老一輩科技工作者為祖國石油石化事業(yè)發(fā)展所作出的貢獻(xiàn),強(qiáng)調(diào)技術(shù)改變現(xiàn)狀、引領(lǐng)未來。通過比較我國與美國UOP、美國石偉等石油公司的催化裂化技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生的國際視野,了解我國的石油化工技術(shù)由“跟跑”逐漸過渡到“領(lǐng)跑”離不開幾代石油人的努力,技術(shù)革新的發(fā)展規(guī)律,提高學(xué)生的民族自豪感和國家認(rèn)同感,實現(xiàn)社會主義核心價值觀的塑造[1],激發(fā)學(xué)生的使命感和責(zé)任感。
通過提問,讓學(xué)生明白自己作為技術(shù)人員的操作水平?jīng)Q定了工廠效益。帶著流程操作題去梳理現(xiàn)場流程,強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)過程中七分準(zhǔn)備三分操作的理念,通過針對現(xiàn)場的真實案例讓學(xué)生明白,操作不當(dāng)可能帶來哪些危害和要承擔(dān)的后果。提問現(xiàn)場裝置的必備知識儲備與運用,讓學(xué)生明確相關(guān)設(shè)備的基本操作模式和根據(jù)現(xiàn)場條件來確定具體的操作步驟。對全裝置進(jìn)行解析,通過師生的互動,讓學(xué)生充分參與教學(xué)活動,解決學(xué)生認(rèn)知上的錯誤和模糊觀點,理中有實,實中有理,突出對學(xué)生動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng),充分調(diào)動和激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的興趣和自主學(xué)習(xí)的意愿。
2.1.3"利用多媒體輔助教學(xué),提高教學(xué)效果
第二次課,教師通過現(xiàn)場提問來檢查學(xué)生對流程的熟悉程度。教師在現(xiàn)場裝置上對小組長進(jìn)行提問式考核與復(fù)訓(xùn),糾正流程操作問題錯誤。接著小組長組織組員在現(xiàn)場裝置上自主學(xué)習(xí)和討論,教師現(xiàn)場答疑。然后教師隨機(jī)提問學(xué)生,并利用在線課堂管理平臺課堂派出題對全部學(xué)生考評[2],直到確認(rèn)學(xué)生對流程裝置的掌握程度達(dá)80%以上,再結(jié)束這一部分的自主學(xué)習(xí)。
接著,教師按考核細(xì)則進(jìn)行分階段、分崗位操作演示精餾開停車及正常操作控制。教師邊教邊做邊答疑,要求學(xué)生邊觀摩邊做筆記,課后再對照操作步驟和視頻整理。利用電視錄像技術(shù)將教師講課的語言、表情動作及多種媒體信息錄制下來,學(xué)生通過反復(fù)觀看錄像,加深對課程內(nèi)容的理解,要求學(xué)生準(zhǔn)備下次課提問問題。
2.1.4"利用多種教學(xué)方法,增強(qiáng)學(xué)生的參與感和協(xié)作能力
第三次課,教師通過現(xiàn)場提問來檢查學(xué)生對開停車及正常操作控制的熟悉程度。操作方案同第二次課。
接著,學(xué)生按分組、分角色進(jìn)行精餾操作,教師現(xiàn)場監(jiān)控,根據(jù)現(xiàn)場情況,有限指導(dǎo)學(xué)生操作。邊做邊提問,邊做邊糾錯,完成一遍完整操作后,師生共同總結(jié)現(xiàn)場操作存在問題和下次操作注意事項。接著學(xué)生輪換角色現(xiàn)場走位并講解精餾操作,各小組相互點評,教師糾錯并總結(jié)。在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位,引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和探索,通過小組合作來解決問題,通過角色扮演來培訓(xùn)學(xué)生對相應(yīng)崗位的操作能力,通過角色輪訓(xùn)來培養(yǎng)學(xué)生對完整裝置的操作和控制能力,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和組織能力,要求學(xué)生做好總結(jié),準(zhǔn)備下次課獨立操作。
2.1.5"教師護(hù)航,學(xué)生小組獨立操作能力的提升
第四、五次課,通過前面的訓(xùn)練,讓學(xué)生獨立操作。教師隨機(jī)提問學(xué)生,在確認(rèn)學(xué)生小組對精餾操作的掌控程度達(dá)標(biāo)后,學(xué)生按分組、分角色獨立進(jìn)行精餾操作。教師現(xiàn)場監(jiān)控,防止安全事故發(fā)生。同時對學(xué)生單獨分別提問,確認(rèn)每位學(xué)生的獨立掌控程度,有針對性地再次糾錯。現(xiàn)場操作結(jié)束后,各小組相互點評,教師糾錯并總結(jié),提出對下次考核的要求。
2.1.6"檢驗學(xué)生的實際操作與控制能力
第六次課,組織學(xué)生分組比賽,檢驗學(xué)生獨立操作、組織協(xié)調(diào)等能力的水平??己私Y(jié)束,各個小組自評,相互點評,教師再從技能掌握程度、團(tuán)隊合作水平、問題解決能力、工作態(tài)度等方面對學(xué)生小組進(jìn)行點評總結(jié)。
2.2"精餾仿真訓(xùn)練
精餾仿真訓(xùn)練包括:冷態(tài)開車、正常停車和事故處理3個方面的內(nèi)容。精餾仿真操作主要通過結(jié)合精餾塔單元操作3D虛擬仿真實訓(xùn)項目來進(jìn)行訓(xùn)練[3]。
3"結(jié)論
通過對精餾實訓(xùn)的設(shè)計和實施,以學(xué)生操作水平為指標(biāo),通過下表數(shù)據(jù),可以確認(rèn)這樣的設(shè)計,符合學(xué)生的認(rèn)知過程,有效地幫助學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)來提升操作技能和組織管理水平等實操能力。
與學(xué)生只在教師講解后直接操作相比,在演示和三次訓(xùn)練后學(xué)生的操作總成績提升達(dá)41.7%。從學(xué)生的操作水平提升情況和學(xué)生反饋意見來看,建議精餾實訓(xùn)的設(shè)置可以從隨課程實訓(xùn)改為成周實訓(xùn),通過增加學(xué)生練習(xí)的頻次和及時的反饋與改進(jìn)來達(dá)到使學(xué)生操作水平提升的更高的目標(biāo)。通過這樣設(shè)計的精餾仿真操作,學(xué)生平均成績從79.2%上升到89.4%,學(xué)生反應(yīng)良好,興趣盎然。同時實訓(xùn)與仿真交互訓(xùn)練,互相影響,提高了學(xué)生精餾操作的整體水平。
參考文獻(xiàn)
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[3]蒙建成等.“化工原理實驗”教學(xué)改革路徑探索與思考,新課程研究[J].2024,(12):3941.