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时间:2023-09-18 17:07:16
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【关键词】3+2 培养目标 课程体系 实训条件
一、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科培养目标比较
山东理工大学化学工程与工艺专业的培养目标为“通过四年理论学习、实验及实践训练,培养德、智、体、美全面发展,具备化学工程与工艺方面的知识,具有创新意识、社会责任感和道德修养,能在化工、炼油、冶金、能源、材料、轻工、医药、食品、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、工艺操作、技术管理与科学研究等方面工作的工程技术人才”。
淄博职业学院应用化工技术专业的培养目标为“培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济生产、建设、管理和服务第一线需要,具有较强的就业竞争力和发展潜力,掌握应用化工技术专业的基本理论知识,具备化工总控工(中级)岗位操作能力,面向淄博市及周边地区化工、医药及其相关产业,能胜任化工生产一线的化工工艺操作、工艺控制、设备维护保养、产品质量检验及化工生产一线管理等工作的高素质技能型应用人才”。
从培养目标对比看出,本科专业人才培养的目标更为宽广,主要就业覆盖面有层次;高职人才培养的目标更为具体,就业面向更有针对性。
“3+2”对口贯通分段培养的目标是两者的综合和有机结合,体现了省教高(2013)13号等一系列文件的意图,既实现了人才分段培养的灵活性,又体现了人才联合培养的贯通性。
二、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科课程体系比较
通过“3+2”对口贯通分段培养专业与高职、本科专业课程设置比较可以看出,高职应用化工技术专业执行方案共有35门课程,合计157学分;本科化学工程与工艺专业共有课程57门(选修按5门计算),合计184学分;“3+2”对口贯通分段培养专业拟设置61门课程,合计223学分。
“3+2”对口贯通分段培养专业方案的学分数比本科方案高出21.2%;比高职方案高出42%。由于“3+2”对口贯通分段培养专业学制为5年,比普通本科修业年限高25%,比高职修业年限高出67%,所以课程设置数量在合理的范围内。
从课程设置模块来看,三个专业人才培养方案中公共基础课程的数量都在15门左右;但专业基础课程和专业核心课程区别较大,“3+2”对口贯通分段培养专业比本科、高职相应专业要多,说明通过“3+2”对口贯通分段培养,循环提升了学生的专业理论知识和专业实践技能。
三、山东理工大学与淄博职业学院实训条件比较
1.山东理工大学化学工程与工艺专业实训条件与特点
(1)产学研合作平台为校内外实习实训基本条件建设提供强有力的支撑
化学工程与工艺实验中心实验室面积约6000m2,教学仪器设备总值约2300万元,拥有化工原理、化工工艺、分离工程、反应工程、化工仿真等8个实验室。本专业在15家大中型化工企业建立了实习、实训基地,能满足在校生校内外实习实训基本要求。
(2)“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系
本专业多年来致力于开创全新的集知识传授、技能培训与开拓自主创新潜力于一体的实验教学模式,实践教学体系按阶段、分层次构成,将产、学、研结合作为主线贯穿于实践教学体系之中,着力构建“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系。在传统实践教学体系的基础上,通过增加实践课比例,增设现场课教学、综合设计讨论课等特色教学手段,建立具有理论与实践相结合、动脑与动手相结合、学懂与会用相结合的综合运用能力培养模式。为培养学生的综合运用知识的能力,在“化工工艺学”、“化学反应工程”、“化工原理”等课程中增设综合设计讨论课,从课堂讲课、现场教学、课外科技活动等方面进行改革。通过精心安排现场讨论课及综合设计大作业等一系列教学环节,增强学生理论联系实际、综合分析问题与解决问题的能力。
(3)校内外实训基地建设仍有较大提升空间
针对培养应用型高技能人才的培养目标,现有的实习实训条件仍然存在较大的提升空间,校内实训基地的建设还有较大空缺。对现有的实验实训室进行改建、扩建,提升功能以满足学生基本操作技能训练的需要;尚无或仍缺少部分实验实训条件的,力求逐年新建或补充建设,逐步填平补齐,以满足学生基本的专业实践教学需要;以准工厂模式,模拟企业化生产环境,构建对学生进行工程训练的实践教学平台,充分结合专业特点和学生的认知规律,精练实习实训内容,达到理论与实践的统一,知识与能力的统一。
2.淄博职业学院应用化学工艺专业实训条件与特点
现有实训室面积3000多m2,设备价值1000多万元,拥有无机物制备、有机物合成、仪器分析、工业分析、化工单元设备操作、管路安装、化工仿真、化工仪表、化工工艺流程等20多个适应教学要求与各种技能培训的实验室与实训实习场所,能够满足高技能人才培养的需求。本专业注重校、政、企三方合作,具有较强的社会服务能力,设有淄博市环保分析检测中心、淄博市离子膜烧碱生产应用工程技术研究中心、淄博市化工人才培训基地、化工行业特有工种职业技能鉴定站。
3.实习实训条件共建共享
【摘 要】探索以石油炼制工程省精品资源课程为引领,以校企协同管理专业课程建设为原则,打破学科界限充分利用现代资源网络化与信息化的特点,构建“油类”课程群平台。整体优化教学内容,探索多层次的教学模式以及校企协同育人的途径。开放的课程群平台,促进了学生的个性化发展,有效地培养石油化工应用型工程技术人才,满足我省及周边地区对石油化工紧缺人才的需求。
关键词 化工专业;“油类”课程群; 教学改革;课程群平台
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)14-0049-02
作者简介:程丽华,女,教授,研究方向:化学工程与工艺专业;施永军,男,实验师,研究方向:计算机应用;洪晓瑛,女,实验师,研究方向:化工专业实验教学和石油化工产品分析;王琪,女,讲师,研究方向:油气储运专业; 谢颖,女,教授,研究方向:化学工程与工艺专业。
基金项目:本文系2013年广东省高等学校教学改革项目“立足‘卓越计划’的‘油类’课程群教学模式的探索与实践”(编号:GDUP201209)的研究成果。
石化产业是国家十大振兴产业之一,是广东三大支柱产业之一。随着石油化工行业的迅速发展,石化企业中新技术和新设备不断涌现,而且自动化程度和管理水平越来越高,属于高度自动化,技术密集型现代化企业,这必将导致对石油化工急需人才的要求越来越高。因而,项目组根据学校发展定位、围绕化工专业培养目标以及石油化工行业对人才的需求,提出立足“卓越计划”的“油类”课程群教学模式的探索与实践的研究课题,探索以石油炼制工程省精品资源课程为引领,打破学科界限构建“油类”课程群,以校企协同管理课程、协同培养人才为指导,面向石化企业发展需求,创新课程群教学模式,有效地培养石油化工应用型工程技术人才,满足我省及周边地区对石油化工紧缺人才的需求。
一、以省精品资源课程为引领,构建“油类”课程群
课程群建设是近年来高等院校课程建设实践中出现的一项新的课程开发技术。我校化学工程与工艺专业(石油化工方向)具有雄厚的专业基础、特有的石油化工特色,2009年被国家批准为国家级特色专业建设点,2011年被列为卓越工程师培养计划试点专业,为我国石化行业输送了大批高素质的应用型人才。该专业长期以来以彰显石化特色的《石油炼制工程》专业主干课程为抓手进行专业课程的建设与改革。它是培养未来石油化工工程师的思维方式和工作方式的关键载体,也是理论联系实际的重要桥梁,肩负着为服务广东及周边地区石油化工行业提供高级应用型人才的重任,2013年被列为广东省精品资源共享课。为此我们以省精品资源共享课为引领,在深入对突出学校办学特色的“油类”课程进行调研和分析基础上,通过梳理各课程内容和课程间的关联性,在对相关课程的内容进行优化整合的基础上,组织校企专业课程建设委员会对“油类”课程群的知识内容进行进一步的研讨,最后选择满足“卓越计划”培养目标要求的《石油炼制工程》(含化工专业实验)、《石油化工概论》、《石油化工工艺学》、《石油储运基础》等4门课程构建化学工程与工艺专业(简称化工专业)“油类”课程群。
二、以校企协同管理专业课程为原则,树立课程群建设新理念
2011年化工专业被列为“卓越计划”试点专业,这对课程建设尤其是专业课程如何改革以适应“卓越计划”培养目标的实现提出了更多的思索。团队经过多次调研与反复研究一致认为课程建设要与学校的人才培养目标、与行业所需人才紧密结合起来,树立了与行业协同管理、协同育人的课程建设理念。
通过校企协同管理,使专业课程建设从目前学校的单方管理,转变为学校、石化企业双方协同管理。中国石油化工股份有限公司茂名分公司(以下简称茂名石化)是我国最大的石油化工基地,是我校国家级工程实践教育中心,拥有大批高水平石化专家及先进的管理理念,对本行业技术前沿最了解,对行业发展趋势最了解,对行业用人需求最了解。成立由企业专家组成的化学工程与工艺专业课程建设教学指导委员会,确定“油类”课程群建设主要目标,共同制定课程群建设方案、课程教学大纲及重点教学内容;共同构建四年不断线的工程教育模式,以培养适应石化行业需求的紧缺人才。
三、按不同培养目标优化教学内容,避免内容交叉重复
在这四门课程中,石油炼制工程和石油化工工艺学是化工专业必修课,是专业基础知识的综合应用,具有较强的实践性,化工专业实验则将专业知识与理论知识融合起来。石油化工过程概论是全校的公选课,包含了石油加工和石油化工的基础知识,石油储运基础是专业的选修课程,主要介绍石油及油品的储存和运输技术。这几门课程“油味十足”,既有联系,又有区别。为此,我们要按着不同层次优化教学内容,避免交叉性内容的重复。
笔者一直从事化学工程与工艺专业课的教学工作,为省石油炼制工程教学团队负责人及省精品课程资源共享课程负责人。在教学研究过程中,真切地感受到各门课程是相互紧密联系的,但有时又会出现课程内容的重复。如这几门课程中都涉及到油品的基本性质,如何根据课程的培养目标合理安排教学内容就显得非常重要。正是由于各门课程之间有千丝万缕的联系,各门课程的教学内容要进行合理安排,如果在教学安排上不注重教学内容的安排,只是简单重复,势必引起学生厌倦或厌学。
为此我们组织的油类课程群教学团队将油类课程群作为一个整体来优化教学内容,在各门课程互通有无的基础上,对于交叉性内容,不同的具体课程,共目标各有侧重,并据此安排教学内容和课时。这样不仅避免了简单的重复,节省了学时,同时还激发了学生的学习兴趣,提高了学习效果。
四、紧紧依托学科建设资源,教学内容紧跟学科发展步伐
化工专业充分依托茂名石化公司得天独厚的产学研优势,在石油化工领域取得了较好的科研成绩,已形成一支学术水平较高、结构合理、合作精神和创新能力强的研究团队,在同类型的院校中脱颖而出,从而使化学工艺学科成为广东省重点特色学科。课堂上,团队成员紧跟学科发展前沿,针对石油化工的最新发展,在课堂教学中及时补充和更新的理论和知识,增加一些能反映现代科学技术发展的前沿内容。例如,随着环境保护的要求,清洁汽油、清洁柴油新技术的发展,在石油炼制工程中增加这方面的知识;随着新产品、新工艺、新技术和新设备的涌现,在石油化工工艺学教学过程中不断补充与课程相关的最新化工生产技术和科研成果。及时更新和补充专业课的教学内容,不仅拉近了教学与学科前沿的距离,还促进了学生对新知识和新技术的认知,拓宽了学生知识面,培养能够适应石油化工行业的发展和社会需求的化工人才。
同时,注重教学与科研相结合,以专业实验为载体,促进专业理论知识的学习。专业实验教学内容的改革是本课程群建设的重要内容。我校化学工程与工艺专业实验一直独立设课,内容上偏重验证,不能行之有效地检验和运用课程群的知识。为此,在实验内容的精选和安排上,我们注意引进老师的科研成果,这不仅丰富了教学内容,提高教学效果,还增加了学生对老师科研情况的了解,培养学生的科研兴趣,使学生尽早地加入老师的科研课题,进行团队工作,并借助课题培养学生系统地思考问题的能力以及提高创新能力。
五、校企共建教学资源,协同培养石油化工类人才
在课程建设机制上,坚持校企(为石油石化企业服务)联合办学。广东石油化工学院与中国石油石化企业一直有着天然的密切联系,是广东省人民政府与中国石油化工集团公司、中国石油天然所集团公司、中国海洋石油总公司共建高校,长期依托的三大企业——中石油、中石化、中海油都是世界500强的跨国集团。学校坐落在“南方油城”——茂名,与中石化属下的“茂名石化”有着血浓于水的情感。茂名石化炼油加工能力1350万吨/年,有60多套炼油工艺,掌握着最先进的技术装备和生产工艺,有真实的工程实践条件和环境,同时,还拥有先进的典型炼油工艺模拟仿真系统。我校在60年的办学历史中,有30多年属石化行业公司主管,依托这种得天独厚的优势,通过校企协同育人,使工程技术人才培养从高校培养转变为高校和企业联合培养。在企业的深度参与下培养的石化工程师能更有效地满足石化产业对人才的特殊需求。学校与茂名石化公司共建国家级工程实践教育中心,为深化专业课程改革提供了重大机遇,近几年在专业课程建设方面创建了企业深度参与人才培养特色,体现在与企业共建教学资源包括共同编写了教材、实习指导书、典型事故案例分析、共同拍摄典型炼油工艺过程教学片等。这些与实际结合紧密的教学资源,对有效地培养石油化工类工程技术人才提供了良好的条件保障。这种面向石化,依托企业的工程教育有效地提高了教育教学质量。
六、构建课程群平台,探索多种教学模式
关键词:化工设备机械基础 “专转本” 教学探索
随着国民经济的又好又快发展,我国产业结构不断调整升级,越来越多的行业急需能将科技成果迅速转化为效益的高级技术性和应用型人才,客观上要求职业教育向本科或更高层次教育接轨。“专转本”不仅是专科层次学生继续深造的重要途径,而且也是我国深化高等教育改革,推动高等职业教育发展的有益探索和具体实践。
与普通本科班学生相比,“专转本”班学生往往具有不同的专业背景、地域分布较广泛、学生专业知识程度相差大等特点。笔者承担了本校化学工程与工艺专业“专转本”班级化工设备机械基础课程的教学工作,在教学过程中发现按照传统教学方法对“专转本”学生进行教学,存在较多的问题和困难。为有效做到因材施教,切实提高课程教学质量,笔者在课程教学过程中,较为深入地了解了“专转本”学生的特点和学习状况,对其进行了总结分析,并结合化工设备机械基础课程的特点,有针对性地对课程教学进行了探索。
一、“专转本”学生学习和心理特点分析
“专转本”学生一般先由专科学习两到三年,再通过“专转本”考试转入本科院校学习,其与普通本科学生相比具有特殊的求学背景和经历,因而在专业背景、学习目的等方面有着比较鲜明的群体特征。
1.专业背景差异大,学习基础参差不齐
由于“专转本”考试专业方向的限制,“专转本”班学生在专科院校所学专业与转入本科院校后所学专业不尽相同,其受专业差异、课程差异、教材差异和学习水平差异等因素的影响,“专转本”班级学生的学习基础参差不齐。笔者所教2009级化学工程与工艺专业“专转本”班学生就呈现较大的专业跨度,比如从教育、管理类等专业到工科专业均有。相对而言,他们经过“专转本”选拔考试,提高了自己的学历层次,普遍更加珍惜转本后的学习机会,学习态度认真,但由于学习基础参差不齐,容易导致两极分化。此外,“专转本”学生进入本科阶段后,很容易延续专科时的学习思路,比较注重动手实践能力的培养和学习的短期效应,而忽视专业理论基础知识的学习积累。
2.学习过渡期短,社交封闭性与敏感性并存
“专转本”学生在高等教育阶段经历了专科和本科两种不同的教育模式,其与同级的专科学生相比,因转本成功而具有较强的心理优势,但与普通本科生相比又有着差距。转本学生直接参加本科三年级的课程学习,且需同时补学前两年的基础专业知识,学习环境陌生,学习任务重,使得部分适应能力欠缺的学生产生较强的危机感,心理波动较大,自我认同出现困难。学校考虑到“专转本”学生的特殊情况,对其采取了不同的方式、方法和制度,但这种正常的区别往往导致其对新学校缺乏归属感,加重了他们与新环境融合的障碍和敏感性。
3.学习功利性较强,注重短期效应
“专转本”学生在学习方面还表现出较强的功利性,主要原因有两方面:一方面是因为原高等专科教育培养目标是应用型人才,易使其在专科阶段学习过程中养成带有功利性色彩的学习动机,更多地重视学习的短期效应;另一方面,由于其经过“专转本”选拔考试,普遍更加珍惜转本后的学习机会,使得转本的学生学习目标明确,时间观念较强。学习的功利性是一把双刃剑,学生在进入本科院校后,深知低学历的苦楚,通过努力学习,实现自己的梦想;与此同时,由于专科阶段养成的学习动机使其易忽视基础理论学习,进而可能在学习基础、认知能力、智能结构等方面出现衔接困难。
二、化工设备机械基础课程的特点
化工设备机械基础是高等学校为化工类专业及相近非机械专业(如轻工)专业设置的技术基础课,我国绝大多数有关高校开设此课程。本课程涉及多门学科,但自上世纪80年代起,随着学分制的逐步实行、专业调整、信息技术对专业课程的渗透以及人才培养模式的改革,教学课时由初期的100学时以上被逐步压缩至32~48学时。其主要特点是内容涉及面广、实践性强、更新性快。本课程是一门工科综合基础课,包括了理论力学、材料力学、金属材料和容器分析与设计等课程的部分内容,总体内容涉及面广,知识点多。实践性强是指课程内容涉及化工生产过程中广泛使用的各种机械和设备,设备是实现化工工艺过程的基础,其与化学工程与工艺紧密相连。化工设备机械基础与实践应用密切结合,随着新材料、新工艺、新设备、新标准等的不断出现,本课程涉及的内容也在不断发展和完善,因此需要在教学过程中关注课程相关内容的更新和发展,及时更新和补充课程内容。
三、“专转本”班级化工设备机械基础课程教学探索
“专转本”学生专业背景差异大,学习基础参差不齐,其学习化工设备机械基础这样一门综合性强的专业基础课程已经存在较大困难;同时课程本身又存在课程学时少、内容涉及面广、实践性强等不利客观条件。本文依据“专转本”学生的特点,有针对性的对传统的教学方法、教学手段等方面进行改进探索,以期“专转本”学生能扬长补短,加强他们对基础理论知识的掌握,锻炼他们发现问题、解决问题的能力,增强他们的自信心,使其更好的适应本科学校的学习和生活,以利于其今后的进一步发展。
1.教学内容方面的改进
关键词:卓越工程师;化工分离过程;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)32-0054-02
化工分离过程是化学工程与工艺专业的学生一门重要的专业课,是理论性和应用性较强的课程,具有鲜明的工程特点。伴随着化学工业及其相关领域的技术进步,新的分离方法、技术不断产生,化工分离技术在石油化工、资源环境、能源、材料、生物医药等诸多领域持续发挥着重要作用,是化学工业实现清洁工艺的重要手段。在“卓越计划”的背景下,以强化学生的工程实践应用能力与创新能力为目标,培养宽口径、厚基础、复合型的化工高级人才,必须根据该课程的特点和时代的要求,构建新的人才培养模式,改革课程教学内容与教学方法[1]。目前,化工专业人才培养方案总体上还是倾向于理论型模式,专业课程教学内容缺少整合性和工程性[2],化工分离过程课程同样存在教学内容老化、教学体系不完善、工程训练与生产现场脱离严重、教学主体的新生代教师对工程教育思想缺乏系统的研究和足够的重视等问题。因此,笔者在化工分离过程的教学中,以大工程观和集成式的课程改革和“卓越计划”的精神为指导,在教学内容、教学方法、教学与实践相结合等方面做了一些尝试工作,取得了较好的效果。
一、精心设计教学方案、优化教学内容
分离工程主要从分离过程的共性出发,讨论化工分离过程的基本概论、本质及其变化规律。从教学内容而言,分离工程是一个学术内容十分丰富的领域,既包括传统分离过程基本理论原理方法的学习,同时各种新型分离技术的不断涌现,要求跟上时代和技术发展的步伐,教学内容必须与时俱进,及时更新与补充教学内容,扩展课程教学环节。
1.合理组织教学课堂。要使课堂教学更具有现实性和新意,充分调动学生的求知欲望,优化教学内容至关重要。在教学过程中,避免课程的割裂与重复,对课程内容进行组织、设计、重塑与整合。教师按学科发展,从基础、原理、特性到应用及发展的顺序进行讲授内容的安排和多媒体课件的制作;按照问题、案例和原理相结合的方式组织教学内容;结合化工企业项目的实际和教师工程实践、科学研究以及学生实习,介绍常见分离技术。
2.积极整合教学内容。教师注意课程与专业基础课如物理化学、化工热力学、化工原理等的衔接和关联;在教学实践中对本课程与“化工热力学”、“化工原理”、“物理化学”等专业基础课程中有关内容进行有机衔接与融合,让学生很自然地完成基础理论到专业知识的过渡与应用;增加新型化工分离技术,如超离子液体技术、膜分离技术、双水相技术等;把企业典型工程案例引入课程教学中,使课堂教学更具有现实性和新意。基本分离方法与化工原理的融合在化工生产中涉及的分离对象几乎都是多组分体系,而目前一般高等院校化工原理教学中因学时有限,大多侧重于双组分的分离问题。这就要求在进行分离过程的教学时要做好与化工原理教学的融合问题。如对化工原理教材中已涉及到的基本原理,教师对双组分精馏、吸附和结晶等不做专门介绍,重点讲解多组分体系的工程计算问题,将有关的基础及计算机应用在耦合与集成过程设计中体现出来;减少与化工原理内容的重复,培养学生利用化工单元操作的基本原理解决实际复杂体系分离问题的能力。
3.有效延伸课程环节。化工分离工程本身具有较强的工程背景的同时还兼有较强的理论性。在“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”的传统教学模式中,化工分离工程的教学使学生认为化工分离工程是“一大堆的方程、繁多的数据和大量的计算和循环迭代[3]。为了促进学生对课程的学习,将课堂教学延伸至课外,如实习过程中、课程设计中及其他的化工实践如创新实验、化工竞赛等过程中,布置作业、小组讨论及综合设计等,加深学生对已学的化工分离技术原理的理解,学会进行分离方法的选择优化,以及新型分离技术的拓展。
4.强调选择优秀教材。要在有限的教学时限中,达到良好的教学效果,如何选择教材和教学内容对提高本课程的教学效果就显得十分重要[4]。刘家琪主编的面向21世纪的教材《分离过程》,该教材在内容和体系上体现了创新精神,注重拓宽基础,强调能力培养,并在教学内容上作了重新安排;按教学规律的发展,从基础、原理、特性到应用及发展的顺序分章节;主要章节(如多组分精馏和特殊精馏)中逐一介绍各种精馏方法的特性和应用;选择典型的分离方法展开讲授化学工程的研究方法及其进展。这样安的排结合了两种教材编排方式的优点,思路简洁清楚,学生易于接受,教学效果良好[5]。
二、采取研究性教学模式,改革教学方法
在讲授理论知识的同时,教师要引导学生从社会生活中选择并确定研究专题,主动地投入到课程学习中去,应用所学知识解决实际问题;并在学习讨论中获取知识、发展技能、培养能力,强调学习者的主动探究和亲身体验[6]。这样,改变过去由老师单一讲解的方式,可让学生有问题随时提出、分析和讨论。本人在教学过程中以研究性教学[7]为指导思想,采取多样化的教学方式,初显成效。
1.讨论式教学,调动学生的积极性。为加强化工分离工程与化工原理等基础课的衔接与融合,课前通过小班讨论课,复习回顾掌握已学基础课程的相关内容,并与该课程的内容进行对比分析概括和总结。例如,在讲多组分精馏过程时,教师在介绍完两个极限条件及进料位置的选取之后,让学生讨论简捷的计算方法的步骤和应用,并与二组分精馏进行对比分析,既加深了学生对所学知识的理解和巩固,又加强了学生知识体系的完整性。教学中,结合一些实例,让学生参与讨论,巩固学生对基本概念和原理的理解,开阔学生视野,扩散学生学习思维,让学生感受到该课程对生产实际的指导作用,培养学生的实际应用能力。例如,在特殊精馏教学中引入当地某药企乙腈废水的后处理技术,并结合企业生产情况,考虑能耗和溶剂的实际应用情况进行综合分析讨论。
2.虚拟式仿真,提升学生解决问题能力。以成熟的流程模拟软件为主线引导学生学习实践。在教学中,引入成熟的化工流程模拟软件的应用部分内容,有助于学生越过烦琐复杂的技术细节,用分离工程的思维方法解决实际问题。让学生学会利用成熟的软件解决工业生产中的实际问题,从而提高学生解决实际问题的能力。如学生在对某药企乙腈废水的后处理工艺经过讨论优化,然后通过流程模拟软件如Aspenplus等进行模拟优化,实现现代计算机模拟与实践教学的结合。
3.导向型讨论,引导学生自主学习。近十余年来,新型化工分离技术发展迅速,不少技术如各类膜分离技术、超临界萃取技术及新型吸附技术已趋成熟,其应用的体系也已经向医药、食品、生化、环境等领域扩展。但由于新型分离技术涉及面广泛,学生基础及兴趣不一,教学中不能面面俱到。本人在教学中开展导向性的讨论,采取教师引导,学生自学讨论的方法将学生领到学科的最前沿,通过典型研究成果的介绍,让学生掌握相关技术的基础和方法,学会分析创新思路,培养学生创新和应变能力,以适应人才市场的需求。例如,在教学中引导学生开展天然产物分离专题的研究和讨论。在讨论教学中,笔者从天然产物的新型分离方法、特定天然产物的分离研究进展等方面立题,鼓励学生选择自己感兴趣的专题如医药、香精香料等的分离研究进展,撰写小论文进行交流。这样,学生不仅学会了利用图书馆及网络资源查找与所选专题相关的文献资料,并且通过文献整理、综合、归纳和专题论文的撰写,有助于学生拓宽知识面、了解学科发展前沿,学会解决实际问题。
三、理论与实践教学有机结合
卓越工程师培养与传统人才培养模式的显著区别之一就是强调实践。所谓“授之以鱼,不如授之以渔”,实践不仅能使学生增长经验,把学到的知识与工程实践和社会需求对接,而且能够触动学生心灵,使其产生开拓创新的激情与灵感。经过实践历练的学生可以把僵化的书本知识内化成为活的创新能力。在教学中,将教材与实际工业生产相结合,丰富了课堂教学内容,加深了学生对所学的化工分离工程知识的理解,提高了学习的积极性,激发了他们的求知欲和探索精神,有利于培养学生创新思维方法和能力[8]。
1.强调课堂教学理论联系实际。学生学习该课程之前经历了认识实习和生产实习,对化工企业中分离过程的工艺过程及应用已有一些了解,但缺乏利用理论知识分析问题的能力,在课程教学中注重举例,对实习中接触到的分离过程结合分离原理进行详细分析。如在多组分精馏的课堂教学中,结合实习车间橡胶生产溶剂回收工段的理论与工艺进行讲解,既直观,又切合实际;让学生在理解分离方法、分离原理的同时,还学会从经济、能源及生产实际的角度考虑分离工艺的优化。
2.有效延伸课程实践环节。把工程现场转化为实习、实训基地,在知识传授与实践历练的交融中进行。一方面,利用所建立的产学研联合培养平台,让学生通过参与课外实践项目,或参与到教师的科研项目中去,通过工程实践来加深对分离方法原理的理解和认识。另一方面,在认识实习和生产实习中,教师通过布置分析讨论题、撰写小讨论文等方式,让学生学会分析讨论选择生产实际中的分离技术,对实习中接触到的分离过程结合分离原理进行详细分析,对课堂教学有很大帮助。反过来,课堂教学也加深了学生对实际过程的认识,并能举一反三。
3.聘请企业专家参与教学。“卓越工程师教育培养计划”的师资队伍是关键,通过“走出去、引进来”的模式,加强课程教学教师工程教学能力的提升。除了聘请优秀的企业专家参与教学任务外,任课教师还需通过承担或参与企目项目的改造或研发、指导生产实习和毕业实习、指导各类化工创新竞赛等实践教学活动增强自身的工程能力,把工业实际生产的案例同教材中的理论知识联系起来,避免了空洞说教,使课堂教学更具有现实性和生动性。
四、注重教学过程管理,改革考核评价体系
考试是教学过程中的不可缺少的重要环节,涉及到对学生学习效果的综合评判。在课程教学考核评价过程中,主要引导学生从注重“学习成绩”向注重“学习成效”转变,从“注重考试结果”向注重“学习过程”转变。课程考核形式采用期末考试、平时学习与专题讨论结合起来的评判方式,改变过去一份期末考试卷一锤定音方式。成绩由平时成绩(包括平时讨论情况和作业情况)、实践成绩(实习中作业完成情况、小论文写作与讲解)、考试等部分构成。
平时成绩主要包含课堂讨论思维能力、回答问题情况、作业完成情况、学习态度等,小论文主要针对课堂理论知识引导学生系统归纳、掌握某一方面知识,通过论文的完成加深了学生对课堂理论知识系统理解,同时锻炼了学生撰写论文能力。考试的内容分三个层次:识记、理解、应用,涵盖了学科相关的基础知识、基本原理、以及运用所学知识解决问题的综合试题。
参考文献:
[1]张安富,刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究,2010,(4).
[2]徐毅鹏,20世纪末麻省理工学院工程教育转型探微[J].杭州电子科技大学学报(社会科学版),2011,(6).
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一、目前高职院校职业技能鉴定存在的问题
1.高职院校实行“双证制”,其中一项就是职业资格证书
在具体的实施过程中,在校生职业技能鉴定的培训与考核主要由每个学校的技能鉴定所(站)完成,这样做能够有效利用学校的资源,节约了成本。但在实际操作过程中,当地的人力资源部门只负责最基本的监督,缺少行业、企业第三方认证。学生获得的职业资格证书得不到用人单位的认可,上岗前需重新培训考核,周期较长。
为了使高职区别于中职,很多地区、学校已经开始在高职院校中进行高级工考核,当地的职能部门也给予了政策上的支持,但依旧存在问题,学生在学校获得的高级工证书,在企业看来,含金量更低,即使获得高一级的证书,进入企业后,相关的工资待遇也得不到体现。
学生对职业资格证书认识模糊不清。学校将“双证制”作为毕业的必要条件,却忽视了行业对人才规格的需求。大多数学生获得的证书仅是从毕业角度出发,并不能真正将职业资格证书与所学专业需要的职业技能要求有效地结合在一起。职业资格证书是“专业”与“职业”之间的桥梁,将职业资格证书与学生所从事职业的具体要求密切结合,能更直接、更准确地反映特定职业实际工作的技术标准和操作规范的能力,能明确地反映学生自身技术、技能水平和职业资格。
随着经济发展和产业结构链的调整,用人单位在注重学历证书的同时,同样注重职业资格证书的重要性,职业资格证书的有效性和实用性能让企业选择到合适的人才,对于学生而言,也能学以致用,提高对口就业率。
二、高职化工类专业职业技能鉴定体系改革措施
我们必须认识到,对学生开展职业技能鉴定,是提高学生实践能力、创新能力和拓宽就业空间的有效途径,也是高职院校适应新形势、确保高质量、办出新特色的重要举措。化工行业属于特种行业,扬州工业职业技术学院化学工程学院高度重视化工类专业技能鉴定,并积极进行改革实践。
1.考核工种的选择应针对学生专业和就业
化学工程学院现有九大专业,在校生近两千人,本着“宽基础、共平台”的原则,学院将学生的专业分为“石油化工”、“精细化工”和“工业分析”三大类,主要组织学生进行“化工总控工”和“化学检验工”工种的中级工技能鉴定。这两个工种在化工行业中应用广泛,它的推广主要用于强化学生的基础操作技能。同时,根据学生所学具体专业不同,学院从现行的国家职业资格标准出发,结合自身的实验实训设施,先后增设了“塑料注塑工”、“药物制剂工”、“有机合成工”等工种的职业技能鉴定。从学生刚进校,就由专业负责人给学生进行专业介绍,使学生明确自己今后的就业方向,从所学专业出发,更有针对性地选择相应鉴定工种,强化自身专业技能学习,使学生获得的证书能够与专业紧密结合,提高自身的职业技能。
从学生就业角度,每年的9月份,会有用人单位来学校预定下一年的毕业生,学院根据用人单位提供的就业岗位,联系企业的行业标准,在应届毕业生中进行“第二技能证书”的考核工作。让学生结合就业岗位群,在专业大类下相近的专业间选择合适的工种并主动申请鉴定。同一个工种可申请参加高级工工种鉴定,这极大调动了学生的积极性,学生受益的同时,用人单位也得到了专业技能熟练的应用型人才。该项制度已在2012届、2013届毕业生中进行了尝试,得到企业和学生的广泛认可。[2]
2.考核方式的选择
职业技能鉴定分为理论考核和实操考核,目前,高职院校的在校生均采用理论免考的方式,我们针对不同的工种,以学生所学专业的三门主干课的平均成绩作为理论考核成绩的依据。例如:化工总控工选择“基础化学”、“工程制图”和“化工原理”三门课程;化学检验工选择“基础化学”、“常量组分分析”和“微量组分分析”三门课程。这就要求学校必须将职业技能鉴定的要求、职业素养的培养融入到日常的教学过程中,单纯的从题库选择性出题进行理论考核或者利用学校有限的仪器设备进行实操考核,这只是过关性的考试,在实际工业生产中,会遇到各式各样的问题,这就要求学生能够解决实际生产一线中遇到的工艺问题,并不仅仅是生产一线的实际操作工人,而是成为能够提高劳动生产率的现场工艺工程师,高职教育的最终目标是要培养这种高素质的应用型专门人才。[3,4]
3.利用职业技能鉴定,通过“校企合作”,推进教育教学改革
社会、用人单位对高职院校职业技能鉴定的认可与否,是检验高职院校办学成功的关键。学院根据职业技能、职业要求调整专业教学内容,增加针对性,及时了解行业动态。通过定期召开“专家指导委员会”,从行业、企业的专家口中了解企业对人才的要求,让企业参与到人才培养方案的制定中,实时更新教学内容。及时走访学生就业单位,了解学生工作情况,对岗位适应情况以及所学内容在岗位中发挥的作用,建立人才评价反馈机制,最终使学校教育能够和行业需求密切联系。
4.通过政企联合,承 办企业职工培训,建立健全考核管理制度
学院的紧密合作企业“江苏扬农化工集团有限公司”多年来一直将企业青年职工的培训及职工比武大赛交由化工学院承办,并于2011年由扬州市人力资源和社会保障局牵头,将企业的“化工总控工”高级工的理论与实操培训一起由化工学院教师承担,培训结束后,由扬州市人力资源和社会保障局组织进行相应工种的高级工考核,取得了良好的效果。这种“校企合作,第三方认证”的考核方式严格遵循了“考培分离”的原则,获得的证书具有权威认证性,也是对学校教育教学能力和实验实训装置建设的肯定。
学院地处长三角,周边化工企业很多,除了承担类似的职工培训外,学院还根据这些企业要求,陆续开办了“扬农班”、“中石化金陵班”、“中海油沙桐班”等订单班,在为这些班级单独制定教学计划时,相应的人才培养计划中职业技能鉴定部分也应遵循这一原则。本着从企业需求出发,从学生就业出发的宗旨,完善自身的职业技能鉴定体系,形成职业技能鉴定与企业实际、学校人才培养方案三方有机结合的有效运行机制。为最终提高学生的就业竞争力,满足企业岗位需求,提高社会服务能力,为区域行业经济发展提供了有力保证。
5.考评员队伍的建设与管理
职业技能鉴定的考评员多为学院的专业课教师,除了正常的考评工作外,教师更多时候是在日常教学工作中指导学生的学习实践,因此,教师也要在理论和实践方面不断提高修养。通过参加“访问工程师”深入企业一线密切联系行业产业,通过参加行业协会、省教育厅和高教部组织的技师、高级技师等各项培训,熟悉行业前沿和职业技能鉴定的相关知识,丰富专业实践经验。在实际考评过程中,由职业技能鉴定部门随机抽取校外考评员参加技能鉴定工作,杜绝作弊行为。
学院自身也承担同类职业院校教师的“化学检验工”技师、高级技师培训考评工作,使相应的职业技能鉴定体系更加成熟、完善,在同行技能鉴定工作起到了示范作用。
三、总 结
从2005年起,国内由化工教育协会牵头,每年在职业院校中组织“化工总控工”、“化工检验工”等化工类工种的技能竞赛,获奖选手可获得相应工种的高级工或技师资格证书,该项赛事得到国内一些大型化工企业的赞助,并已先后得到国家人力资源保障部和教育部认可。但从高职院校自身出发,比赛仅仅是手段,更重要的是要以此为契机,将技能大赛这种考核机制引用到学校的技能鉴定体系中去,这样学校所颁发的技能证书才能得到社会及用人单位的广泛认可,培养出来的学生才能得到企业的青睐。[5]
【关键词】化工原理 精馏塔 板分离能力
【中图分类号】TQ54 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)08-0228-02
在化工原理教学中,有关精馏塔板分析是液体精馏这一章的的重要内容之一, 也是难点之一。在教学工作中,深深地体会到学生们对精馏塔设计和操作性分析掌握存在较大的难度,以至于阻碍了学生对该章内容的掌握。这是由于精馏塔分析过程中,因为所涉及的影响因素的复杂性而导致了此类问题的多样化。目前有相关文献对其操作性分析进行了探讨[1-7],但迄今为止,还未见系统报道设计型和操作型分析的系统报道。教学工作中,如果一题一解就更容易使学生感到此类问题的繁杂,往往是解了这道题,不会解另一道题,不利于掌握精馏塔操作型讨论题的实质。本文针对精馏塔的设计和操作性分析教学难点,将与教学有关的各种要素有机地联系起来,系统总结出了一套符合学生认知特点的教学策略及教学实施方案。让学生对此类问题有一个清晰的认识,以达到强化教学内容,增强教学效果的目的。
1.两类命题方式的区别
在“精馏”章节的题库和习题集中,有关精馏塔设计和操作的常见题型精一般以讨论的形式出现。
(1)对精馏塔设计型命题通常为:“在精馏塔设计中,若保持进料组成和分离要求,即维持xF,xD,xW不变,改变P,F,α,R,q中的一个参数,讨论对其精馏塔板数的影响”。
(2)对精馏塔操作型命题通常为:“在精馏塔的操作中,若维持在设备(精馏段板数及全塔理论板数)已定条件下,改变操作参数中P,T,F,α,R,q,xF中任意一个,预计精馏操作的结果xD和xW变化趋势。
2.影响精馏塔板分析参数的讨论
理论板N的计算方法逐板法图解法捷算法 (10)
精馏塔板数分析涉及精馏段和提馏段的操作线方程,全塔物料衡算、相平衡方程等公式,另外还涉及到加料热状况和回流比选择等因素。公式多、计算麻烦,具有一定的难度;此外,影响参数较多,而教材对精塔的分析运用方面讲解较少,学生难以全面理解。
3.教学中心——板分离能力
这么多的参数如何在分析过程中灵活使用,这是一个教学难点,也是学生学习的一个难点。经过多年的教学总结,现总结出一条简单有效的教学方法,即将所有的影响因素最终归结为板分离能力这一个中心。可以让学生简单掌握分析精馏塔设计型和操作型讨论型问题。
在板式塔分析讨论中,通常是用梯级图解法来分析[8],即在相平衡线和两段操作线作梯级,见图2所示。在操作线和平衡线中的一个梯级代表着一块理论板的分离程度,纵向距离代表着汽相增浓程度,横向距离代表液相减浓程度。换句话说,一个梯级也就代表着一块理论的分离能力。围绕板分离能力这个中心,可以快速定性分析设计型和操作型的讨论题。板分离能力变差,对于设计型问题就代表着理论板数增加,而对于操作型问题则代表着分离效果变差,即精馏段的馏出液xD减小,提馏段的馏出液xW增加。反之,影响板分离能力是梯级的梯度,而梯级的梯度是受相平衡线和操作线的共同影响。当操作线偏向平衡线,说明梯度减小,板分离能力变差;当操作线偏离平衡线,梯度增加,板分离能力变强。影响相平衡线的主要影响是压力和温度,温度升高,压力降低,可使平衡线偏离操作线,导致板分离能力增强,即分离效果增加。而影响操作线的影响就较多,可以见图1所示,这时一般要将精馏段和提馏段分开来讨论。
4.教学实例
5.小结
抓住精馏板式塔分析的核心,即板分离能力的好坏,能快速分析设计型和操作型题,将理论塔板数所涉及的知识点形
图4 板式塔分析网络图
成网络状,以生动准确的形式来展示,如图4所示,能够对所涉及的参数进入归纳和关联,根据实际要求来对一个精馏塔来进行设计型和操作型分析,以此培养学生的“举一反三”,“触类旁通”创造性思维。
符号说明
F - 进料量;D -塔顶产品量;W —塔底产物量;xF-进料组成;xD-塔顶产品组成;xW-塔底产物组成;N -理论板数;L-精馏段下降液体量;V-精馏段上升蒸气量;L′—提馏段下降液体量;V′-提馏段上升蒸气量;q- 进料状态参数;r-回流比;—— 增加;——下降。
参考文献:
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关键词:大型化工;储罐区管道工艺;配管技术
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.017
与一般化工厂罐区管道设计相比,大型化工储罐区管道工艺与配管存有类似的地方,也存有诸多不同之处。本文以某储运公司化工储罐区项目为主,在了解了此储运公司管道输送介质需要定期更换的特征后,分析了大型化工储罐区的工艺与配管技术及软管交换站等相关问题,以此更好地优化工艺流程。
1 项目案例
某储运公司化工罐区工程工艺系统储罐区内的固定顶、内浮顶储罐数量37个,化工储罐分别属于2500m?、3000m?、5000m?。火灾类别为甲B类,乙二醇、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醇等为储存介质,储罐区工程量为12.9万m?。项目建设中,不但要与国家标准及规范相符,还应与大型储罐区物料品种更换速度较多的特征相符。为此,必须严格按照相关施工规定及客户生产要求,进行软管交换站及管道清洗球工艺方案探讨。
2 储罐区管道工艺
不同储存物质,其储存形式也有所不同,常见的主要包含球罐、内浮顶储罐等。且将检测报警措施安设到储罐、输送泵及管道等位置,如液位、压力等。为避免罐区物料泄漏,将双阀设置到储罐进出料管道内。设计时,储罐进出口管、管墩必须对罐体下沉等问题进行充分考虑,此时,可将金属软管设置到储罐进出口管线第一个阀门后面。安装金属软管时,其中一端为固定支撑,则滑动支撑为另一端,软管内无需进行管架设置。该项目因其具有较大管径,及较长的管线,为避免阳光过度照射,导致管道内物料受热膨胀,为避免储罐内流入膨胀的介质,需将DN25旁通管道设置到罐子进出料管道上,且将DN50旁通管道设置到装车泵进出口管道。
在化工生产时,软管交换站使用较多。本工程储罐较多,管道数量也随之增加,这种情况下,不仅增加施工量,更会增加造价。因此,可将软管交换站设置到3个储罐区之外,各个罐区交换站与总交换链接的管道只有1根,这样不仅符合工艺需求,还能降低管道使用数量,进而减少成本。因该工程管道具有较大直径,设计软管交换站时,连接软管的空间应充足,且进行围堰设置,避免物料外泄。
3 大型化工储罐区配管技术分析
罐区在石化装置中起到过渡作用。根据其功能进行划分,可为三类:原料罐区、中间原料罐区及成品罐区。其中罐组、装卸区等为典型完整罐区。本文针对炼油储运系统中,储罐布置及罐区配管进行了分析与探究,具体如下:
(1)火灾危险性分类。根据《石油化工企业设计防火规范》(以下简称《规范》)规定,需对储罐介质进行火灾危险性分类。(2)储罐的布置。第一,防火间距。储罐布置必须与《规范》相关要求相符,需成组布置储罐。不同介质,可分为2类:其一为可燃液体的地上储罐;其二为液化烃、可燃气体及助燃气体的地上储罐。布置储罐时,需与规定内防火间距要求相符。第二,布置防火堤。防火堤的有效容积应与《规范》相符,其计算公式如下:
V=AHj-(V1+V2+V3+V4)
其中,防火堤有效容积由V表示;通过防护堤中心线围成的水平投影面积由A表示;设计液面高度由Hj表示;防火堤内设计液面高度一个最大油罐的基础体积可由V1表示;最大油罐除外,防火堤内的其余油罐在防火堤设计液面高度中的液体体积及油罐基础体系总和由V2表示;防火堤中心线之内设计液面高度内的防火堤体积和内培土体积总和由V3表示;设计液面高度内的隔堤、配管等体积总和由V4表示。
第三,储罐管口布置。在斜梯下方设置常压立式储罐下部人孔,180°为顶部、下部人孔所呈现的方向,且设置到顶平台周围。侧向人孔具有较高高度时,其方位需为由斜梯向人孔靠近提供便利。要求将一个人孔分别设置到球形储罐顶部与底部位置,且按照平台配管做好布设工作。要求在顶部人孔周围设置常压立式储罐浮子式液位指示计接口。根据具体需求,可进行液位控制器等设置。除此之外,为降低设备开口情况,需进行液位计联箱管设置。在物料进出口位置,不得设置联箱管连接设备接口,一般设置到接台或梯子等位置,这样能够为安装、维修仪表提供便利。将集液槽的排液管设置到立式储槽底部,并留设沟槽。要求在排液总管一边设置排液口方位。为便于空气流通,必须合理设置液化石油气储罐底部接管最低点和地坪之间的距离。
第四,储罐区的配管。要求集中布置罐区范围内的全部管道。通过敷设管墩,与地面相比墩顶必须多出一些,如300mm以上,根据管径最小管道规定跨距进行管墩之间距离的合理设置,最大限度减少连接所有罐支管出现交叉现象。并将跨桥设置到管带合理部位,且在80mm以上控制桥底面最低位置和管顶之间的距离。将切断阀、插板设置到所有物料总管进出界区位置,并集中安设到防火堤外容易接近的位置。同时,还需集中设置储罐内操作频繁的阀门。介质不同则存在极大区别,如下凹袋形情况不得出现在液化石油气储罐气相返回管道内,防止U形液封问题出现。当允许液化石油气储罐顶部安全阀出口可向大气直接排放时,需垂直设置排放口,且将放净口安设到排放管低点位置,通过管道向收集槽、安全位置引至。但气体属于重组分时,需向密闭系统、火炬内排入。
4 结束语
综上所述,伴随社会经济的快速发展及科学技术的不断进步,我国石油化工行业也得到了极大的发展。在石油化工行业持续发展过程中,罐区具有显著的作用。加大大型化储罐区管道工艺及配管技术研究力度,可提高化工设计的合理性、科学性及安全性。本文通过具体案例,对化工储罐区管道工艺及配管技术相关内容进行了简要地分析,并与笔者自身多年工作经验相结合,对储罐布置及罐区配管进行了总结,以期为后期工作研究提供强有力的依据。
参考文献:
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