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《化工原理》是煤炭深加工與利用專業的一門極為重要的專業基礎課,是以化學工業的生產過程為研究對象,研究和探討化工生產過程中具有共性規律的操作過程問題。
人們經過長期的生產實踐,總結并歸納在各種化工產品的生產過程中遵循共同的物理學定律,根據所用設備相似、原理相近、基本過程相同的特點提出了化工單元操作的概念,研究各單元操作的基本原理,基本計算和典型設備。在傳統教育中,該課程有如下特點:
①涉及的知識面廣泛;②工程實踐性強;③各單元操作過程相互獨立;④設備類型多種多樣,且結構復雜;⑤各種操作現象抽象,難于理解;⑥大量利用公式、半經驗公式或關聯式進行計算,學生記憶困難。高職院校的《化工原理》課程改革,必須轉變教育思想,從根本上打破學科教育的模式。針對學生基礎普遍薄弱的特點,降低理論要求,建立以職業能力培養為根本的課程體系,打破理論課程與實踐課程的界限,加大實踐教學比例,突出實踐技能的培養。
1 課程內容改革
化工原理課程有完整的理論體系,經過近百年的發展完善,形成了以流體流動與輸送、流體與粒子間的相對運動、傳熱、蒸發、精餾、氣體吸收、干燥等過程為主要內容的理論體系。但單純的講授理論知識并不適合高職教育的培養目標的要求,以培養“道德素質強、職業技能強、吃苦精神強、適應能力強”畢業生為目標,必須對該課程的傳統內容實行必要的整合。根據高職高專教學特點,在教學中應精煉理論知識而強化操作技能。
1.1 精煉理論知識
由于高職高專學生基礎知識相對薄弱,而化工原理涉及到大量的高等數學、物理、物理化學、無機化學、有機化學、流體力學等內容,學生在學習過程中比較吃力。教學效果不理想,因此,對該課程理論方面的改革應做到以下幾點:
首先,重點講解方程式的應用。例如伯努利方程式簡化公式的推導,重點講解公式在流體流動問題上的應用;精餾塔理論塔板的計算,可將之前推導操作線方程和氣液相平衡關系式進而逐板計算理論板數的模式改為利用現有方程式計算精餾塔板數的模式,省去公式推導過程;傳熱過程可將重點放在根據傳熱量求冷熱源的需求量、換熱面積大小等實際問題上來。再者,強化用理論知識解決實際工程問題的能力,例如分析討論離心泵常見的“汽蝕”現象危害、產生原因及解決方法;離心泵灌泵的原因;精餾及吸收過程如何提高塔效率;進料量、回流比、溫度、壓力等對產品質量的影響等實際問題。而這些是學生在工作后常面臨的實際問題,易激發學生學習興趣。
1.2 強化操作技能
針對目前已成型的化工單元操作設備,可進行流體流動與輸送、傳熱、精餾、吸收、干燥、萃取、過濾八個單元操作實訓。根據課程特點可開發多個實訓項目,突出職業技能的培養。通過實訓,鍛煉學生的設備操作及參數控制技能,增加學生對實際生產設備的操控能力,進而使學生在第一時間適應企業的工作要求。現代化工機械設備的機械化程度越來越高,很多工作控制環節應用智能控制。機械化、智能化的設備控制運轉系統,對操作者的實際動手能力要求很高,因此,化工專業的學生不僅要熟練掌握基本的理論知識,而且更需要經過相應的實際訓練,在學校學習過程中,要適當進行操作技能的訓練。
1.3 培養學生的專業價值,塑造良好的職業道德
化工原理是一門很嚴謹的學科,對學生的專業精神有著很高的要求。在實際學習過程中需要學生認真總結化工實驗原理,對實驗數據要做到精益求精,培養學生的專業價值,化工原理是化學行業遵循的基本理論,在化學技術日益進步的今天,化學材料、化學實驗技術,化學應用技術的運用不斷向精細化、高端化發展。在實際工作過程中,由于化學實驗工作的嚴密性,任何小的疏忽可能會造成重大失誤,這就對化學行業從業者提出了更高的要求,要求每一位從業人員必須具備優良的職業負責精神。在化學工業加工、化學產品生產過程中,技術人員的職業道德素養直接影響產品生產的質量,要知道在化學工業的車間加工生產過程中,任何化學成分的細微變化都會嚴重影響產品的質量。可以說,職業道德素養對于化學領域從業人員的工作至關重要。
1.4 教材內容要與時俱進,結合化學領域前沿技術,加快新教材編制
化工原理課程是化學領域比較基礎的課程,涉及到很多化學工業當前的實用技術,因此,在教材的編寫和改革上,學校教材編寫負責人員要及時掌握化學領域當前最先進的技術原理,緊密聯系實際應用技術,讓學生在教材上學到適應化學技術發展的新知識。當前不少學校的教材建設比較滯后,很多知識已經不適應當前社會發展的需求。因此,一定要從教材的建設做好更新工作,為學生提供優秀的教材。
2 教學方法改革
化工原理是一門工程實踐性很強的課程。采用傳統教科書+黑板的教學模式,教師難講,學生難學,因此教學方法的改革應是教學改革的重點。為適應現代職業教育發展的需求,利用化工單元操作實訓室,實施學訓一體“體驗式”教學,將教室“搬到”實訓室,實現“教、學、做”一體化。具體做法是教師開出任務工單,實施 “六步驟”教學:
第一步,資訊。教師講解本課程重點理論知識,結合多媒體教學,使理論知識更加生動形象,易于學生掌握。在此基礎上提出問題,學生根據自己的理解解決問題,教師再以提問的方式得到學生反饋并對錯誤進行糾正。第二步,決策。教師布置本節課的實踐任務,例如分離乙醇-水的精餾過程,使學生明白本節課的主要實踐內容。第三步,計劃。在教師的指導下,根據任務及設備性能制定操作步驟,討論其可行性。第四步,實施。按照步驟進行實訓,對設備進行正確的調節、控制。第五步,檢查。學生針對自己的實訓情況進行分析評價,反思在理論知識及操作中可能存在的問題。第六步,評價。教師對學生理論知識及實踐過程的掌握進行評價。并對本任務的重點給予指導性意見。
“六步驟”教學法徹底改變了傳統的教學模式,極大的提高了學生的學習興趣。該方法將學生轉變為教學活動的主體,教師作為過程的引導。培養了學生自主學習、分析問題、解決問題的能力。培養了學生良好的思維方式,將理論知識轉變成個體經驗。通過實際操作,增強學生動手能力的同時,還增強了學生對設備的掌控能力,使學生日后能根據不同的生產任務進行過程和設備的選擇和調節,進而實現過程和設備的最優化操作,提高經濟效益。實施學訓一體“體驗式”教學使每一名學生成為能熟練操作的合格技術工人,這也是職業教育的優勢所在。
關鍵詞:精餾;實訓教學;任務驅動
實訓是高等職業教育教學中的重要實踐教學環節,它是為了熟練掌握某種技術或技能而在真實或仿真的環境中進行反復訓練的活動,主要包括對學生進行單項能力和綜合技術應用能力的訓練,也包括職業崗位實踐訓練,其目的是使學生熟練掌握職業技術技能,并培養學生的職業素質。所以,實訓教學的設計與實施對高職課程實施、提高人才培養效率、增強人才培養質量都有積極的意義。精餾操作單元是化工生產過程中最重要的單元過程之一,也是化工企業應用最廣泛的單元過程之一,熟練地掌握其操作方法是化工類學生必備的基本技能。
一、精餾實訓的特點
1.工程背景較強
在化學工業中,物質的分離是不可或缺的重要一環,而精餾則是應用十分廣泛的一種物質分離提純方法。精餾塔是化工廠的關鍵設備,它的操作直接影響整個工廠的產品質量、生產成本和利潤,廣泛用于化工、石油、石油化工、動力、冶金等工業部門,特別是在石油煉制和產品加工提純工藝中,更是占有重要地位。可見,精餾是化工生產中必不可少的單元操作,對于化工及相關專業開設相關精餾單元過程的實訓是必不可少的。
2.仿真與現場教學相結合
化工仿真實訓是利用計算機模擬顯示的操作控制環境,為實習受訓人員提供安全、經濟的離線訓練條件,具有很強的實踐性和可操作性。精餾塔仿真實訓,主要包括精餾塔的冷態開車、正常停車、事故處理等過程的操作技能的培訓。
學生可以在仿真系統中反復進行裝置的開車、停車、正常操作等訓練,還可以進行事故的設置與處理、工藝指標的調整等訓練。學生可以從屏幕上感受到工藝參數,如溫度、壓力、流量、液位等的變化情況,有一種身臨其境的感覺。仿真系統具有實際裝置無法實現的開放性、靈活性、多樣性和實時交互性等功能特點。因此,它是職業技能培訓的理想平臺。
3.現場精餾裝置動手操作
學生除了通過仿真練習操作之外,還可以通過現場精餾裝置親自動手操作。通過近距離觀察和操作,可以讓學生了解精餾塔的結構和各部分的功能。通過親自動手操作,可以增強學生的動手能力,并可以加深對理論的認識,比如,學生可以觀察到液泛、氣沫夾帶等現象,了解回流比的改變對產品濃度的影響。
4.注重培養獨立解決問題的能力
在實訓過程中以小見大,及時捕捉或提出實際工程問題,探討解決方法,是建立工程觀念的一條有效途徑。[1]實際工程問題可以在實訓講解時提出,也可以在實訓操作過程中提出,關鍵是要讓學生充分思考后,獨立提出解決方法。如在精餾操作中,出現漏液現象應該如何排除?精餾塔出現液泛現象該怎么辦?如何提高塔頂餾出液濃度?要求學生能根據精餾分離的物料性能和分離的工藝要求,對指定的精餾裝置進行開車、停車操作,通過對工藝參數的調節和優化從而穩定整個操作的處理過程,能根據獲取的各種操作數據正確判斷精餾操作的發展趨勢。在精餾過程出現故障時,能根據儀表顯示的參數及時做出判斷,并分析產生故障的原因,選擇消除故障的正確操作措施。通過理論來指導實踐,同時通過實踐來加深對精餾的認識,這樣逐步地在實訓過程中通過各種各樣的問題來引導學生分析現象,剖析原因,既能培養學生分析問題,解決問題的能力,同時也能夠提高學生的工程意識。
二、實訓教學的實施
1.布置預習任務
指導教師實訓前要布置好實訓任務,提出具體要求:(1)讓學生明確實訓的目的和要求――a、熟悉精餾流程及精餾塔的結構;b、掌握精餾塔的操作;c、分離酒精水溶液。(2)讓學生自主熟悉現場裝置,自己講解整個裝置及各部分的作用,并繪制出流程圖。(3)復習操作原理,讓學生明白操作原理以便更好地實踐;讓學生帶著問題去觀察傳熱設備,并思考、得出自己的結論,最后實訓教師要對學生的結論進行點評并進行總結。
2.任務驅動法教學
實訓開始,以提問形式讓學生熟悉現場裝置的名稱、作用、操作方法和注意事項,摸索工藝流程。視學生掌握的情況進行有針對的講解,然后給學生下達任務。
本實訓任務為操作精餾塔來分離提純13%~15%乙醇水溶液,使其產品純度在90%之上。這一大任務里再分為下面幾個小任務:一、全回流操作穩定并測試數據;二、部分回流操作穩定并測試數據,然后是每個小任務又分為下面幾個小部分。(1)熟悉工藝流程,了解各部分功能;(2)會開車、停車操作;(3)會正確記錄數據;(4)儀表會調試;(5)會判斷系統穩定性;(6)產品的質量能夠達到分離指標要求。
任務布置下去以后,先讓學生分組進行討論,逐步摸索裝置和設備,然后提出方案,教師根據學生的設計方案進行點評。整個過程采用討論形式,當最后達成一致后,讓學生動手完成此項目,并在學生解決任務的時候從旁輔助。采取“任務驅動”教學法組織實訓教學,可以幫助學生明確訓練目標,充分調動學生的積極性,使學生從被動應付轉變為主動投入,真正讓學生成為學習的主體,教師只是輔助。這樣能從根本上改變一人做多人看的現象,有助于團隊協作精神與創新意識的培養。通過任務驅動,在調動學生自主學習、激發學生創新意識的同時,用“任務”來控制課堂教學的程序,用“任務”來管理教學活動,能夠保質保量地完成教學任務。
3.團隊協作
在實驗場所中,學生是學習的主人,始終處在主體地位,教師則是學生學習的組織者、導航者和服務者。學生自主協作學習,突破難點(如全回流如何向部分回流跨度),完成學習任務。在尊重學生自愿結合的基礎上,根據男女性別、個性差異、能力強弱等情況進行分組,這樣有利于學生的協作學習,有利于開展公平競爭。我們將根據精餾實訓平臺特點,給每個組分配一個大任務,然后學生自己考慮把任務再具體分解給每一個成員(如有的同學負責取樣分析樣品,有的同學負責控制現場的閥門,有的同學負責監控參數的變化,有的同學負責操作)。這樣能從根本上改變一人做多人看的現象,還有助于培養團隊內部的協作與小組之間的競爭意識。
三、實訓效果的檢查
實訓教學的考核是確保實訓質量的重要手段。應規范實訓教學考核辦法,保證實訓教學質量。首先要制定實訓教學考核辦法及實訓成績評定辦法等實訓教學文件。實訓考核重操作。考核分為兩部分,一部分是基礎知識問答,另一部分是操作題目。前者強調學生專業知識根基,后者強調實踐能力,讓學生學會把理論知識應用到實踐中,培養和提高解決化學工業生產過程中的實際問題的能力。
四、結語
綜上所述,通過在精餾單元過程實訓中科學地組織和實施教學,激發了學生的學習熱情和進行創造性思維的積極性,使學生所學的精餾理論知識得到了鞏固,增強了理論聯系實際的能力,培養了學生的工程意識,鍛煉了學生處理化工實際問題的能力,有利于把學生培養成高素質的技術應用型人才。
【關鍵詞】手工焊接;烙鐵;焊接質量;焊點缺陷
Abstract:In the production of electronic products,the use of electric iron hand welding components has been an indispensable part of the operation,therefore need more practice for manual welding techniques,in order to ensure the reliable quality of electronic products.This paper introduces the mechanism of formation of the solder joints in the manual welding,expounds the procedures of PCB manual bining with engineering practice,analyzed the use of electric soldering iron hand welding solder defects due to improper manipulation and process easily cause,and put forward the defect causing reasons and measures to solve the problem,to ensure reliable quality in electronic products,reduce product repair rate,improve the welding and production efficiency.
Key words:manual welding;soldering iron;welding quality;solder joint defects
1.引言
隨著回流焊技術和波峰焊接技術的普遍應用,電子產品生產中電烙鐵使用率相應地減少了,但在批量少和品種多,以及插件元器件、貼片元器件并存的情況下,在教學、科研、返工和返修的過程中,手工焊接依然能發揮其不可替代的作用。手工焊接[1]已成為電子元器件調試維修的一項基本操作,也是高等院校電子類專業學生必備的基本技能。只有充分了解手工焊接的基本原理,熟悉影響焊接質量的各種因素,掌握正確的焊接方法,才能提高電子元器件焊接的質量。
2.焊點形成的機理
焊點的形成[2]都是經過三個階段即潤濕、擴散和形成結合層。潤濕就是在金屬表面形成均勻、平滑、連續并附著牢固的焊料層。擴散是指焊料與焊件金屬彼此擴散即流動性好,這種擴散在兩者之間形成一種新的金屬合金層,將它們結合成一個整體。形成結合層是指熔融焊料通過毛細管作用力滲入焊縫,在接觸面上形成牢固的金屬合金層。其中潤濕是最重要的階段,沒有潤濕,焊接就無法進行。因此,手工焊接就是將焊料和焊件同時加熱到一定溫度時,在不同的金屬表面之間相互潤濕、擴散,并最終形成結合層的過程。
手工焊接應達到的工藝要求為:
①焊點必須焊牢,每個焊點都是被焊料包圍的接點,具有一定的機械強度。②焊點的焊錫液必須充分滲透焊接面,形成結合層,其接觸電阻要小,具有良好的導電性能。③焊點外形美觀,表面干凈、光滑并有光澤,大小適當。④焊點外形為以引線為中心,勻稱地成裙形(弓形)拉開,弓形向下凹,近似于圓椎體,表面微下凹,椎面與電路板的夾角為40?~45?,焊料與焊件交接處平滑,接觸角小。如圖1所示。
圖1 合格焊點的外形圖
3.手工焊接的工藝方法
一個焊點的操作可分解為五個步驟,準備、加熱、送焊絲、移去焊絲、撤離電烙鐵,即五步焊接法[3]。如圖2所示。
圖2 五步焊接法示意圖
3.1 準備施焊
將焊接所需材料、工具準備好,對被焊物的表面要清除氧化層及其污物,或預上焊錫。保證烙鐵頭的清潔,并通電加熱。挺胸正座,切勿彎腰,鼻尖至電烙鐵尖端20~40cm,如圖3所示,一手握電烙鐵,一手拿焊錫絲,電烙鐵與焊絲分居于元器件引線兩側,焊錫絲的拿法為連續錫焊拿法,電烙鐵拿法為握筆式。
圖3 手工焊接演示圖
3.2 加熱被焊件
烙鐵頭接觸被焊引線與焊盤,使元器件引線與焊盤都要均勻受熱。一般讓烙鐵頭圓斜面盡量多的接觸焊件,使烙鐵頭與焊件形成面接觸而不是點或線接觸,不要施加壓力或隨意移動電烙鐵。
加熱時要靠增加接觸面積加快傳熱量傳遞,不要用電烙鐵對焊件施加力,以免損壞元器件和焊盤。利用電烙鐵上保留少量焊錫作為加熱時電烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁,進行加熱能使焊件更快被加熱至焊接溫度。送焊錫絲前,加熱時間不宜過長,否則會加快被焊接對象金屬的氧化。
3.3 送焊錫絲
當被焊引線與焊盤升溫到焊接溫度時,送上焊錫絲并與被焊部位連接處接觸熔化并潤濕整個焊盤與引線連接部位。焊錫應從電烙鐵對稱側加入接觸引線與焊盤,不應直接加在電烙鐵頭上。為了使焊錫潤濕整個焊盤,可將電烙鐵帶上引線與焊盤交叉位置上的錫后撤一點,或使電烙鐵與引線有一定夾角。
3.4 移去焊錫絲
熔入適量焊料后,迅速移去焊錫絲。如果焊錫堆積過多,內部就可能掩蓋著某種缺陷隱患,且焊點的強度也不一定高;但焊錫如果填充得太少,焊點的機械強度可能會不夠。
3.5 撤離電烙鐵
當焊錫完全潤濕焊點后迅速撤離電烙鐵,移去電烙鐵的時機、方向和速度決定焊點的焊接質量。正確的方法是先慢后快,在離開焊點時,應先往回收,再迅速撤離電烙鐵,以免形成拉尖。電烙鐵移開方向與焊錫留存量有關,一般以與軸向成45°的方向撤離。在焊錫凝固之前不要使焊件移動或振動,否則會造成“冷焊”,使焊點內部結構疏松,強度降低,導電性變差。
總之,一個合格焊點的形成應具備條件是:準確無誤的安裝、氧化層的仔細清潔、正確的加熱方法和時間,焊接時間的把握,正確的移去電烙鐵的角度和速度。對一般焊點而言大約3,4秒鐘完成焊接,通常對PCB板上的小焊盤,可采用“三步法”完成焊接,即將“五步法”的第二步和第三步合并為一步,即加熱被焊件和送焊錫絲同時進行;第四步和第五步合并,即同時移去焊錫絲和電烙鐵。
4.手工焊接易產生的缺陷及其解決方法
手工焊接中造成焊點的缺陷[4][5]很多,可能對電路板上的線路連接造成隱藏缺陷,如強度不足、虛焊、斷路、短路、甚至損壞印制板等后果。總之要避免所有這些焊點缺陷要求我們必須嚴格按照操作步驟和技術要領進行操作,才能盡可能減少和避免焊點缺陷的產生,保證電子產品的良好質量。表1羅列了手工焊接中常見的焊點缺陷、焊點外形圖、外觀特征、產生原因及解決方法。
5.結論
提高手工焊接的質量和可靠性,一方面需要工藝人員制定出合理的規范和工藝流程,另一方面也要求操作者熟練掌握相關的焊接技能及操作方法。同時隨著現代電子技術的不斷發展,還要求在PCB設計時,就要考慮可制造性,如合適規范的焊盤尺寸和間距。總之,手工焊接是一項操做性很強的技能,需要在實踐中不斷總結,提高自己的感性認識和實踐能力,了解手工焊接的基本原理,熟悉影響焊點質量的各種因素,掌握正確的焊接方法,反復操作練習,才能提高焊接質量和水平。
參考文獻
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[4]張玲蕓.手工焊接的質量控制[J].電子工藝技術,2010, 31(4):219-222.
【關鍵詞】項目化教學 鍋爐運行 雙證融通 教學改革
教育部[2006]16號文精神,高職高專教育必須以職業崗位為導向,以專業技能的形成為目標,培養高技能應用型的人才。傳統的教學模式無法實現高職高專人才培養的目標,因此,高職高專教育應該樹立基于職業崗位的課程和基于工作過程的教學理念,采用適合人才培養目標的教學模式。項目化教學,就是根據職業崗位能力培養的需要,密切聯系職業崗位工作的實際,從職業崗位工作任務出發,依據職業崗位和工作過程將課程教學內容的理論和實踐有機地結合起來,設計成專業技能的訓練項目;以該項目為載體實施教學,實現人才培養的目標。
《循環流化床鍋爐運行》課程是高職熱能動力專業的一門專業必修課程,目標是培養學生的熱能動力專業技能。學生通過本課程的學習,使學生具備循環流化床鍋爐運行管理崗位所需的火電機組循環流化床鍋爐運行的基本理論知識,掌握循環流化床鍋爐的啟動、停止、正常運行調整、常見問題及故障分析處理的專業技能,初步形成分析問題和解決問題的能力;熟悉循環流化床鍋爐工作原理和生產崗位的管理制度,為今后擔任火電機組循環流化床鍋爐運行崗位值班員打下基礎,逐步培養學生的辯證思維能力,加強職業道德修養。 該課程跟職業崗位密切相關,實踐性和應用性都很強,適合采用項目化教學。
一、設計項目化教學
項目化教學設計,要以職業崗位為導向,緊密聯系職業崗位相關工作過程,以項目為載體訓練學生的職業崗位能力,用任務訓練學生的專業技能,達到理論和實踐教學一體化。首先要確定課程的教學目標,然后選擇合適的教學項目以實現教學目標,再根據完成項目的工作過程安排教學進度。
(一)確定教學目標
依據鍋爐運行崗位的實際工作,確定《循環流化床鍋爐運行》課程的教學目標,如下:
1.能力目標
(1)能夠編制設備運行操作規程計劃書;
(2)能準確地使用專業術語進行運行崗位技術交流;
(3)能按操作票規范進行循環流化床鍋爐運行正常啟動;
(4)能安全、經濟地進行循環流化床鍋爐正常運行的監控、調整、日常維護和試驗操作;
(5)能按操作票規范進行循環流化床鍋爐運行正常停止;
(6)能進行循環流化床鍋爐運行常見事故的判斷和處理。
2.知識目標
(1)熟悉循環流化床鍋爐設備的構成、分類、工作原理;
(2)理解循環流化床鍋爐空氣動力學特性、燃燒與爐內傳熱;
(3)掌握循環流化床鍋爐主要設備及系統的運行操作與停爐保養知識;
(4)了解循環流化床鍋爐及系統節能減排技術應用狀況;
(5)掌握循環流化床鍋爐的磨損及防磨措施。
3.素質目標
(1)養成規范、嚴謹、細致的工作作風;
(2)養成遵章守紀、恪盡職守的工作態度;
(3)具備崗位分工管理和團隊協作的組織管理能力;
(4)具備專業資料采集和處理的信息管理能力。
(二)選擇教學項目
項目的選擇必須充分考慮教學目標的實現,應具有一定的針對性和實用性;選擇實用的教學項目至關重要。本課程以火電廠生產過程為導向,以項目為載體,以工作任務為中心來選擇、組織教學,并以火電機組循環流化床鍋爐仿真機為載體完成工作任務的項目化教學。在虛擬火電廠循環流化床鍋爐仿真機中,實施教、學、做一體化,有利于課程教學目標的實現。
(三)安排教學進度
項目化教學改變了傳統教學的進度安排方式。在傳統教學中,教師通常根據知識的順序安排教學進度,先在課堂中講授理論模塊的內容,再到計算機仿真實訓室進行火電廠仿真實訓。比如先講循環流化床鍋爐原理和主要結構,再講循環流化床鍋爐輔助系統等理論知識,接著到火電廠仿真實訓室進行鍋爐運行和事故處理的仿真實訓操作。理論與實踐內容彼此相對獨立,理論知識的學習容易忘記,學生學習完后,往往難以與實際工作聯系起來。而在項目化教學中,教學進度安排以工作過程為依據,比如循環流化床鍋爐火電機組仿真機操作功能訓練,先認識和完成循環流化床鍋爐火電機組仿真機的入門操作任務,再完成循環流化床鍋爐輔助系統恢復、機組的啟動、正常運行調整、停機、事故處理等任務。因此,根據完成項目的工作過程來安排教學進度,教學過程把相關主要設備結構和系統的理論知識與實踐相互整合,學生學習完后能更好地與實際工作聯系起來,學習印象深刻,記得更牢。
二、實施項目化教學
項目化教學方案設計好之后,接下來就是如何實施項目化教學來實現教學目標。教學的組織是項目化教學有效實施的前提,教學的開展是項目化教學順利實施的關鍵,課程的考核是項目化教學成功實施的保障。
(一)教學的組織
為保證項目化教學的有效實施,應營造良好的職業氛圍,創造基于職業情景的學習情景,以情景教學為主。本課程將教學從傳統的課堂搬到火電廠仿真實訓室進行,實現火電廠生產場景的仿真,激發學生的職業角色意識,使其從純粹學習者的角色轉向學習者和工作者統一的角色。另外,在實際工作中,個體都不是孤立的,而是團隊合作完成任務。因此,實施項目化教學,將全班分成若干項目小組,由小組成員共同協作完成任務,有利于培養學生的團隊意識,提高團隊合作的能力;也有利于課程開展過程中的職業角色扮演,如以職業扮演、虛擬崗位(如司爐、副司爐、助手)為小組實行管理,學生是主體,教師主要起指導、組織協調、咨詢、信息提供等作用,使學生在獲得經驗和能力的同時,培養尊章守則、合作、責任感的職業素養。角色扮演的崗位根據學生每一個階段的學習能力進行任職。如(1)工作小組概況:以3名學生根據興趣和愛好自由搭配組成一個鍋爐班組;(2)司爐職責:司爐(兼鍋爐班長),負責整體協調,負責鍋爐崗位的分工、協調,組織本班組成員討論學習,總結工作經驗及改進措施并及時考核。(3)班組成員(副司爐、助手)的職責:班組成員服從司爐的安排和任務的實施,主動完成自己的任務,提出自己的觀點和創新思路,并協助司爐和其他組員共同完成任務。
(二)教學的展開
在課程改革建設過程中,突出實踐能力的培養,增強學生的職業能力。遵循高職教育高技能人才培養的目標,教師首先進行行業企業調研或到企業掛職,根據企業典型的生產過程設計學習情境,如情境1循環流化床鍋爐冷態啟動;情境2循環流化床鍋爐正常運行調節;情境3循環流化床鍋爐正常停機;學習情境4流化床鍋爐常見問題及典型事故分析處理。再根據工作流程把每個學習情境分解成若干個行動領域的工作任務。
在項目化教學過程中,學生是主體,教師起主導作用。學生小組在進行工作前,教師先給出工作任務書,讓學生思考如何完成任務。教師要注重啟發,有些知識可以先不講,操作先不演示,而是讓學生自己嘗試操作。學生完成任務的過程中完成對新知識和新技能的學習,提高自主學習和協作學習的能力,讓學生在“學中做,做中學”。如需要教師可進行適當的引導,但并不像傳統教學那樣從頭講到尾,而是抓重點難點,實現了教、學、做一體化教學。
(三)課程的考核
在項目化教學中,工作任務是由小組合作完成的,如果只對任務完成情況進行總的評價,不對每個成員進行有效評價,會導致一些成員缺乏積極性和主動性,無法保證項目化教學的實施效果。所以,課程的考核要進行全面考核,除了對小組完成的工作任務是否達到教學目標進行量化和定性的評價,還要對小組中每個成員的工作態度、溝通能力和動手操作能力等進行綜合評價。如課程教學評價中:(1)在完成任務過程中表現出來的能力和任務方案的質量占30%;(2)綜合評價占70%。
三、項目化教學實現“雙證融通”
“雙證融通”是指以學歷證書為標志的學歷教育和以職業資格證書為標志的職業技能培訓之間的相互融會貫通。高等職業院校要大力推行“雙證融通”制度,促進人才培養模式創新,重構“雙證”課程是其核心內容。
雙證融通《循環流化床鍋爐運行》課程內容特點是理論教學與實踐訓練并重、理論知識與操作技能密切結合。根據熱能動力專業實際崗位對人才知識結構、能力結構和素質結構的需要,以技術應用為關鍵,以能力培養為主線,理論知識以“必需、夠用”為度,進行內容體系的重構,實現學生知識與技能的整合。采取項目任務驅動教學法,每一任務模塊以培養學生技能為主線組織教學內容,并將考證內容融入相應的工作任務中,突出學生基本應用能力、綜合實踐能力和創新能力的培養。課程學習結束后,可通過參加職業技能鑒定考核獲取特種設備的“鍋爐工上崗證”和“鍋爐運行值班員”中級工等級證。
四、結束語
實踐證明,《循環流化床鍋爐運行》課程基于職業崗位和工作過程的項目化教學,以項目為載體,通過項目把理論與實踐有機地結合起來,按照火電廠典型工作過程組織理論知識的學習和技能的訓練,實施課、崗、證融通,能明顯激發學生的學習興趣,提高學生的專業技能,實現課程的教學目標。
【參考文獻】
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關鍵詞:高職學情 反應設備 課程改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼: A 文章編號:1672-1578(2014)7-0047-01
1 課程設置
課程的定位與作用。反應設備課程是化工技術專業學生的一門專業課程。該課程是在第4學期學習完高等數學、化工設備認知與制圖、基礎化學、物質制備與檢驗、化工檢測儀表與自控、物料輸送過程與操作、傳熱設備操作與控制等課程后開設的。為后續專業綜合實訓、畢業頂崗實習等課程提供了必要的知識基礎和能力準備。使學生畢業后能夠快速成為化工企業生產一線需要的高素質技術技能型人才。
2 學情調研與改進
通過近幾年的授課,發現高職學生的學情有以下幾點:
2.1基礎較弱,缺乏信心
學生在應試教育過程中,挫敗感長期存在,對批評習以為常,缺乏自信心。
2.2高等數學計算能力弱
學生到大二對高等數學的知識遺忘的很多,計算能力普遍較弱。
2.3對職業實踐技能感興趣
對實踐課程的興趣要大于理論課程。
2.4遺忘率高
學生自學和復習習慣較差,學生知識遺忘率較高。針對學生情況,對課程采取一定的改進措施:
2.4.1理論知識――簡化內容
簡化理論知識內容,只要求具備從事化工反應設備運行控制崗位相關的技術技能工作所必需、夠用的理論知識。授課過程中建立學生自信心,灌輸一種認真聽課就能掌握好這門課的理論知識,到工廠中就能有大用處。
2.4.2數學計算――改變思路
數學計算改變思路,將原有的高等數學計算內容要求降低,不要求學生計算只要求學生會應用公式,自制手冊,將所有的一、二級計算結果均列出,讓學生做到會查手冊。簡單的過程,極大的激發學生興趣,培養學生具有信息獲取能力和職業發展學習能力。
2.4.3實踐技能――突出強化
培養學生具有綜合運用所學理論知識解決化工生產一線技術問題的能力和熟練的化工設備控制、操作、維護技能。
2.4.4教學過程――循環遞進
學習過程循環遞進,教學以培養學生的素質能力為主。
3 教學模式設計
課程一改過去按教材章節順序講解的方法。采用“循環大課堂”,注重學生課堂上的學習狀態,授課之前,先給學生下任務單,讓學生帶著“問題”進課堂,通過獨學(查找資料)、群學(小組間合作探究探討),形成結論。在實物設備應用,在電腦上模擬操作,最后教師總結輔導。
課程設置銜接上要,做到“四化”:知識問題化,問題層次化,層次梯次化,梯次漸進化。考核過程注重理論知識和實踐技能的有機融合,過程考核為主。
4 教學實施方案
4.1觀看視頻
對設備現場安全注意事項、警示標志等內容進行講解。培養學生具有良好的質量、環境、職業健康、安全、服務意識和職業道德,具備獲取從事化工生產裝置操作崗位所必需的信息能力。講解裝置中可能發生的重大事故及造成的嚴重后果,培養學生科學嚴謹的工作作風及應對危機與突發事件能力。
4.2反應器基本結構及其零部件
按照之前下發的任務單題目內容,各小組討論后,對照學校反應器實物,介紹反應器基本結構及其零部件結構。以此來培養學生的團隊合作、溝通協調及獨立工作能力,提高學生的信息獲取能力及文字、語言表達能力。
4.3觀看聚氯乙烯等大型化生產裝置模型
讓學生觀看模型,查找反應器,在改變之前學生的認知,為什么學習了反應設備這門課,但很多是學生到工廠中看到了反應器,并不認識,認為學校老師沒講。以模型為例,就問一個問題:此模型中有幾個釜?
幾種錯誤觀念:(1)設備只進行反應過程的才叫釜;(2)設備名稱中有釜字的才是釜,罐、槽等均不是;(3)設備中必須有攪拌的,才是釜;(4)立著的才是釜。
經過講解學生了解釜式反應器的應用范圍。了解釜式反應器在化工生產中的作用及地位。使學生了解化工設備的發展現狀和趨勢,了解化工設備技術標準、規范。
4.4液體洗滌劑生產設備
講解整套洗滌劑生產設備,生產工藝。通過典型反應器設備認知的講授,培養學生具有一定的科學文化素養,具有健康的身體,能夠承受較強的工作負荷及工作、生活中的各種壓力,具有創業意識和初步的創業能力。
4.5多功能精細化工合成實驗裝置操作及事故處理
4.5.1通過裝置的操作訓練,培養學生具有良好的工作責任心和職業技術規范,具有良好的質量、環境、職業健康、安全、服務意識和職業道德,具備獲取從事化工生產裝置操作崗位所必需的能力。具備從事化工工藝運行控制崗位、化工生產裝置操作與維護崗位、化工產品質量控制崗位相關的技術技能工作所必需、夠用的理論知識。
4.5.2通過裝置故障處理的操作訓練,培養學生具有綜合運用所學理論知識解決化工生產一線技術問題的能力,具有健康的心理,能夠承受較強的工作負荷及工作中的各種壓力。
4.5.3例如講課過程中講解超壓,如不及時處理,可能造成設備爆炸,發生危險。解決辦法:(1)開備用閥門,但是需要后面進行廢氣處理,如果不進行將造成空氣污染;(2)安全裝置,爆破閥、爆破膜的安裝,給設備上了一套保險。
講解裝置中可能發生的重大事故造成及造成的嚴重后果,培養學生科學嚴謹的工作作風及應對危機與突發事件能力。
4.5.4 講解熱電偶等一些常用易損原件的原理和維修方法。培養學生具有從事化工生產技術技能工作必需的相關數學、自然科學知識。具有初步的化工生產工藝技術改造與技術革新的能力。
參考文獻:
[1]葉宛麗.化工類設備課程改革與應用[J].河南科技,2013,10.