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《化工原理》是煤炭深加工与利用专业的一门极为重要的专业基础课,是以化学工业的生产过程为研究对象,研究和探讨化工生产过程中具有共性规律的操作过程问题。
人们经过长期的生产实践,总结并归纳在各种化工产品的生产过程中遵循共同的物理学定律,根据所用设备相似、原理相近、基本过程相同的特点提出了化工单元操作的概念,研究各单元操作的基本原理,基本计算和典型设备。在传统教育中,该课程有如下特点:
①涉及的知识面广泛;②工程实践性强;③各单元操作过程相互独立;④设备类型多种多样,且结构复杂;⑤各种操作现象抽象,难于理解;⑥大量利用公式、半经验公式或关联式进行计算,学生记忆困难。高职院校的《化工原理》课程改革,必须转变教育思想,从根本上打破学科教育的模式。针对学生基础普遍薄弱的特点,降低理论要求,建立以职业能力培养为根本的课程体系,打破理论课程与实践课程的界限,加大实践教学比例,突出实践技能的培养。
1 课程内容改革
化工原理课程有完整的理论体系,经过近百年的发展完善,形成了以流体流动与输送、流体与粒子间的相对运动、传热、蒸发、精馏、气体吸收、干燥等过程为主要内容的理论体系。但单纯的讲授理论知识并不适合高职教育的培养目标的要求,以培养“道德素质强、职业技能强、吃苦精神强、适应能力强”毕业生为目标,必须对该课程的传统内容实行必要的整合。根据高职高专教学特点,在教学中应精炼理论知识而强化操作技能。
1.1 精炼理论知识
由于高职高专学生基础知识相对薄弱,而化工原理涉及到大量的高等数学、物理、物理化学、无机化学、有机化学、流体力学等内容,学生在学习过程中比较吃力。教学效果不理想,因此,对该课程理论方面的改革应做到以下几点:
首先,重点讲解方程式的应用。例如伯努利方程式简化公式的推导,重点讲解公式在流体流动问题上的应用;精馏塔理论塔板的计算,可将之前推导操作线方程和气液相平衡关系式进而逐板计算理论板数的模式改为利用现有方程式计算精馏塔板数的模式,省去公式推导过程;传热过程可将重点放在根据传热量求冷热源的需求量、换热面积大小等实际问题上来。再者,强化用理论知识解决实际工程问题的能力,例如分析讨论离心泵常见的“汽蚀”现象危害、产生原因及解决方法;离心泵灌泵的原因;精馏及吸收过程如何提高塔效率;进料量、回流比、温度、压力等对产品质量的影响等实际问题。而这些是学生在工作后常面临的实际问题,易激发学生学习兴趣。
1.2 强化操作技能
针对目前已成型的化工单元操作设备,可进行流体流动与输送、传热、精馏、吸收、干燥、萃取、过滤八个单元操作实训。根据课程特点可开发多个实训项目,突出职业技能的培养。通过实训,锻炼学生的设备操作及参数控制技能,增加学生对实际生产设备的操控能力,进而使学生在第一时间适应企业的工作要求。现代化工机械设备的机械化程度越来越高,很多工作控制环节应用智能控制。机械化、智能化的设备控制运转系统,对操作者的实际动手能力要求很高,因此,化工专业的学生不仅要熟练掌握基本的理论知识,而且更需要经过相应的实际训练,在学校学习过程中,要适当进行操作技能的训练。
1.3 培养学生的专业价值,塑造良好的职业道德
化工原理是一门很严谨的学科,对学生的专业精神有着很高的要求。在实际学习过程中需要学生认真总结化工实验原理,对实验数据要做到精益求精,培养学生的专业价值,化工原理是化学行业遵循的基本理论,在化学技术日益进步的今天,化学材料、化学实验技术,化学应用技术的运用不断向精细化、高端化发展。在实际工作过程中,由于化学实验工作的严密性,任何小的疏忽可能会造成重大失误,这就对化学行业从业者提出了更高的要求,要求每一位从业人员必须具备优良的职业负责精神。在化学工业加工、化学产品生产过程中,技术人员的职业道德素养直接影响产品生产的质量,要知道在化学工业的车间加工生产过程中,任何化学成分的细微变化都会严重影响产品的质量。可以说,职业道德素养对于化学领域从业人员的工作至关重要。
1.4 教材内容要与时俱进,结合化学领域前沿技术,加快新教材编制
化工原理课程是化学领域比较基础的课程,涉及到很多化学工业当前的实用技术,因此,在教材的编写和改革上,学校教材编写负责人员要及时掌握化学领域当前最先进的技术原理,紧密联系实际应用技术,让学生在教材上学到适应化学技术发展的新知识。当前不少学校的教材建设比较滞后,很多知识已经不适应当前社会发展的需求。因此,一定要从教材的建设做好更新工作,为学生提供优秀的教材。
2 教学方法改革
化工原理是一门工程实践性很强的课程。采用传统教科书+黑板的教学模式,教师难讲,学生难学,因此教学方法的改革应是教学改革的重点。为适应现代职业教育发展的需求,利用化工单元操作实训室,实施学训一体“体验式”教学,将教室“搬到”实训室,实现“教、学、做”一体化。具体做法是教师开出任务工单,实施 “六步骤”教学:
第一步,资讯。教师讲解本课程重点理论知识,结合多媒体教学,使理论知识更加生动形象,易于学生掌握。在此基础上提出问题,学生根据自己的理解解决问题,教师再以提问的方式得到学生反馈并对错误进行纠正。第二步,决策。教师布置本节课的实践任务,例如分离乙醇-水的精馏过程,使学生明白本节课的主要实践内容。第三步,计划。在教师的指导下,根据任务及设备性能制定操作步骤,讨论其可行性。第四步,实施。按照步骤进行实训,对设备进行正确的调节、控制。第五步,检查。学生针对自己的实训情况进行分析评价,反思在理论知识及操作中可能存在的问题。第六步,评价。教师对学生理论知识及实践过程的掌握进行评价。并对本任务的重点给予指导性意见。
“六步骤”教学法彻底改变了传统的教学模式,极大的提高了学生的学习兴趣。该方法将学生转变为教学活动的主体,教师作为过程的引导。培养了学生自主学习、分析问题、解决问题的能力。培养了学生良好的思维方式,将理论知识转变成个体经验。通过实际操作,增强学生动手能力的同时,还增强了学生对设备的掌控能力,使学生日后能根据不同的生产任务进行过程和设备的选择和调节,进而实现过程和设备的最优化操作,提高经济效益。实施学训一体“体验式”教学使每一名学生成为能熟练操作的合格技术工人,这也是职业教育的优势所在。
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】手工焊接;烙铁;焊接质量;焊点缺陷
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
随着回流焊技术和波峰焊接技术的普遍应用,电子产品生产中电烙铁使用率相应地减少了,但在批量少和品种多,以及插件元器件、贴片元器件并存的情况下,在教学、科研、返工和返修的过程中,手工焊接依然能发挥其不可替代的作用。手工焊接[1]已成为电子元器件调试维修的一项基本操作,也是高等院校电子类专业学生必备的基本技能。只有充分了解手工焊接的基本原理,熟悉影响焊接质量的各种因素,掌握正确的焊接方法,才能提高电子元器件焊接的质量。
2.焊点形成的机理
焊点的形成[2]都是经过三个阶段即润湿、扩散和形成结合层。润湿就是在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。扩散是指焊料与焊件金属彼此扩散即流动性好,这种扩散在两者之间形成一种新的金属合金层,将它们结合成一个整体。形成结合层是指熔融焊料通过毛细管作用力渗入焊缝,在接触面上形成牢固的金属合金层。其中润湿是最重要的阶段,没有润湿,焊接就无法进行。因此,手工焊接就是将焊料和焊件同时加热到一定温度时,在不同的金属表面之间相互润湿、扩散,并最终形成结合层的过程。
手工焊接应达到的工艺要求为:
①焊点必须焊牢,每个焊点都是被焊料包围的接点,具有一定的机械强度。②焊点的焊锡液必须充分渗透焊接面,形成结合层,其接触电阻要小,具有良好的导电性能。③焊点外形美观,表面干净、光滑并有光泽,大小适当。④焊点外形为以引线为中心,匀称地成裙形(弓形)拉开,弓形向下凹,近似于圆椎体,表面微下凹,椎面与电路板的夹角为40?~45?,焊料与焊件交接处平滑,接触角小。如图1所示。
图1 合格焊点的外形图
3.手工焊接的工艺方法
一个焊点的操作可分解为五个步骤,准备、加热、送焊丝、移去焊丝、撤离电烙铁,即五步焊接法[3]。如图2所示。
图2 五步焊接法示意图
3.1 准备施焊
将焊接所需材料、工具准备好,对被焊物的表面要清除氧化层及其污物,或预上焊锡。保证烙铁头的清洁,并通电加热。挺胸正座,切勿弯腰,鼻尖至电烙铁尖端20~40cm,如图3所示,一手握电烙铁,一手拿焊锡丝,电烙铁与焊丝分居于元器件引线两侧,焊锡丝的拿法为连续锡焊拿法,电烙铁拿法为握笔式。
图3 手工焊接演示图
3.2 加热被焊件
烙铁头接触被焊引线与焊盘,使元器件引线与焊盘都要均匀受热。一般让烙铁头圆斜面尽量多的接触焊件,使烙铁头与焊件形成面接触而不是点或线接触,不要施加压力或随意移动电烙铁。
加热时要靠增加接触面积加快传热量传递,不要用电烙铁对焊件施加力,以免损坏元器件和焊盘。利用电烙铁上保留少量焊锡作为加热时电烙铁头与焊件之间传热的桥梁,进行加热能使焊件更快被加热至焊接温度。送焊锡丝前,加热时间不宜过长,否则会加快被焊接对象金属的氧化。
3.3 送焊锡丝
当被焊引线与焊盘升温到焊接温度时,送上焊锡丝并与被焊部位连接处接触熔化并润湿整个焊盘与引线连接部位。焊锡应从电烙铁对称侧加入接触引线与焊盘,不应直接加在电烙铁头上。为了使焊锡润湿整个焊盘,可将电烙铁带上引线与焊盘交叉位置上的锡后撤一点,或使电烙铁与引线有一定夹角。
3.4 移去焊锡丝
熔入适量焊料后,迅速移去焊锡丝。如果焊锡堆积过多,内部就可能掩盖着某种缺陷隐患,且焊点的强度也不一定高;但焊锡如果填充得太少,焊点的机械强度可能会不够。
3.5 撤离电烙铁
当焊锡完全润湿焊点后迅速撤离电烙铁,移去电烙铁的时机、方向和速度决定焊点的焊接质量。正确的方法是先慢后快,在离开焊点时,应先往回收,再迅速撤离电烙铁,以免形成拉尖。电烙铁移开方向与焊锡留存量有关,一般以与轴向成45°的方向撤离。在焊锡凝固之前不要使焊件移动或振动,否则会造成“冷焊”,使焊点内部结构疏松,强度降低,导电性变差。
总之,一个合格焊点的形成应具备条件是:准确无误的安装、氧化层的仔细清洁、正确的加热方法和时间,焊接时间的把握,正确的移去电烙铁的角度和速度。对一般焊点而言大约3,4秒钟完成焊接,通常对PCB板上的小焊盘,可采用“三步法”完成焊接,即将“五步法”的第二步和第三步合并为一步,即加热被焊件和送焊锡丝同时进行;第四步和第五步合并,即同时移去焊锡丝和电烙铁。
4.手工焊接易产生的缺陷及其解决方法
手工焊接中造成焊点的缺陷[4][5]很多,可能对电路板上的线路连接造成隐藏缺陷,如强度不足、虚焊、断路、短路、甚至损坏印制板等后果。总之要避免所有这些焊点缺陷要求我们必须严格按照操作步骤和技术要领进行操作,才能尽可能减少和避免焊点缺陷的产生,保证电子产品的良好质量。表1罗列了手工焊接中常见的焊点缺陷、焊点外形图、外观特征、产生原因及解决方法。
5.结论
提高手工焊接的质量和可靠性,一方面需要工艺人员制定出合理的规范和工艺流程,另一方面也要求操作者熟练掌握相关的焊接技能及操作方法。同时随着现代电子技术的不断发展,还要求在PCB设计时,就要考虑可制造性,如合适规范的焊盘尺寸和间距。总之,手工焊接是一项操做性很强的技能,需要在实践中不断总结,提高自己的感性认识和实践能力,了解手工焊接的基本原理,熟悉影响焊点质量的各种因素,掌握正确的焊接方法,反复操作练习,才能提高焊接质量和水平。
参考文献
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[2]陈增生.SMC/SMD的手工焊接工艺技术[J].电子工艺技术,2009,30(5):279-281.
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【关键词】项目化教学 锅炉运行 双证融通 教学改革
教育部[2006]16号文精神,高职高专教育必须以职业岗位为导向,以专业技能的形成为目标,培养高技能应用型的人才。传统的教学模式无法实现高职高专人才培养的目标,因此,高职高专教育应该树立基于职业岗位的课程和基于工作过程的教学理念,采用适合人才培养目标的教学模式。项目化教学,就是根据职业岗位能力培养的需要,密切联系职业岗位工作的实际,从职业岗位工作任务出发,依据职业岗位和工作过程将课程教学内容的理论和实践有机地结合起来,设计成专业技能的训练项目;以该项目为载体实施教学,实现人才培养的目标。
《循环流化床锅炉运行》课程是高职热能动力专业的一门专业必修课程,目标是培养学生的热能动力专业技能。学生通过本课程的学习,使学生具备循环流化床锅炉运行管理岗位所需的火电机组循环流化床锅炉运行的基本理论知识,掌握循环流化床锅炉的启动、停止、正常运行调整、常见问题及故障分析处理的专业技能,初步形成分析问题和解决问题的能力;熟悉循环流化床锅炉工作原理和生产岗位的管理制度,为今后担任火电机组循环流化床锅炉运行岗位值班员打下基础,逐步培养学生的辩证思维能力,加强职业道德修养。 该课程跟职业岗位密切相关,实践性和应用性都很强,适合采用项目化教学。
一、设计项目化教学
项目化教学设计,要以职业岗位为导向,紧密联系职业岗位相关工作过程,以项目为载体训练学生的职业岗位能力,用任务训练学生的专业技能,达到理论和实践教学一体化。首先要确定课程的教学目标,然后选择合适的教学项目以实现教学目标,再根据完成项目的工作过程安排教学进度。
(一)确定教学目标
依据锅炉运行岗位的实际工作,确定《循环流化床锅炉运行》课程的教学目标,如下:
1.能力目标
(1)能够编制设备运行操作规程计划书;
(2)能准确地使用专业术语进行运行岗位技术交流;
(3)能按操作票规范进行循环流化床锅炉运行正常启动;
(4)能安全、经济地进行循环流化床锅炉正常运行的监控、调整、日常维护和试验操作;
(5)能按操作票规范进行循环流化床锅炉运行正常停止;
(6)能进行循环流化床锅炉运行常见事故的判断和处理。
2.知识目标
(1)熟悉循环流化床锅炉设备的构成、分类、工作原理;
(2)理解循环流化床锅炉空气动力学特性、燃烧与炉内传热;
(3)掌握循环流化床锅炉主要设备及系统的运行操作与停炉保养知识;
(4)了解循环流化床锅炉及系统节能减排技术应用状况;
(5)掌握循环流化床锅炉的磨损及防磨措施。
3.素质目标
(1)养成规范、严谨、细致的工作作风;
(2)养成遵章守纪、恪尽职守的工作态度;
(3)具备岗位分工管理和团队协作的组织管理能力;
(4)具备专业资料采集和处理的信息管理能力。
(二)选择教学项目
项目的选择必须充分考虑教学目标的实现,应具有一定的针对性和实用性;选择实用的教学项目至关重要。本课程以火电厂生产过程为导向,以项目为载体,以工作任务为中心来选择、组织教学,并以火电机组循环流化床锅炉仿真机为载体完成工作任务的项目化教学。在虚拟火电厂循环流化床锅炉仿真机中,实施教、学、做一体化,有利于课程教学目标的实现。
(三)安排教学进度
项目化教学改变了传统教学的进度安排方式。在传统教学中,教师通常根据知识的顺序安排教学进度,先在课堂中讲授理论模块的内容,再到计算机仿真实训室进行火电厂仿真实训。比如先讲循环流化床锅炉原理和主要结构,再讲循环流化床锅炉辅助系统等理论知识,接着到火电厂仿真实训室进行锅炉运行和事故处理的仿真实训操作。理论与实践内容彼此相对独立,理论知识的学习容易忘记,学生学习完后,往往难以与实际工作联系起来。而在项目化教学中,教学进度安排以工作过程为依据,比如循环流化床锅炉火电机组仿真机操作功能训练,先认识和完成循环流化床锅炉火电机组仿真机的入门操作任务,再完成循环流化床锅炉辅助系统恢复、机组的启动、正常运行调整、停机、事故处理等任务。因此,根据完成项目的工作过程来安排教学进度,教学过程把相关主要设备结构和系统的理论知识与实践相互整合,学生学习完后能更好地与实际工作联系起来,学习印象深刻,记得更牢。
二、实施项目化教学
项目化教学方案设计好之后,接下来就是如何实施项目化教学来实现教学目标。教学的组织是项目化教学有效实施的前提,教学的开展是项目化教学顺利实施的关键,课程的考核是项目化教学成功实施的保障。
(一)教学的组织
为保证项目化教学的有效实施,应营造良好的职业氛围,创造基于职业情景的学习情景,以情景教学为主。本课程将教学从传统的课堂搬到火电厂仿真实训室进行,实现火电厂生产场景的仿真,激发学生的职业角色意识,使其从纯粹学习者的角色转向学习者和工作者统一的角色。另外,在实际工作中,个体都不是孤立的,而是团队合作完成任务。因此,实施项目化教学,将全班分成若干项目小组,由小组成员共同协作完成任务,有利于培养学生的团队意识,提高团队合作的能力;也有利于课程开展过程中的职业角色扮演,如以职业扮演、虚拟岗位(如司炉、副司炉、助手)为小组实行管理,学生是主体,教师主要起指导、组织协调、咨询、信息提供等作用,使学生在获得经验和能力的同时,培养尊章守则、合作、责任感的职业素养。角色扮演的岗位根据学生每一个阶段的学习能力进行任职。如(1)工作小组概况:以3名学生根据兴趣和爱好自由搭配组成一个锅炉班组;(2)司炉职责:司炉(兼锅炉班长),负责整体协调,负责锅炉岗位的分工、协调,组织本班组成员讨论学习,总结工作经验及改进措施并及时考核。(3)班组成员(副司炉、助手)的职责:班组成员服从司炉的安排和任务的实施,主动完成自己的任务,提出自己的观点和创新思路,并协助司炉和其他组员共同完成任务。
(二)教学的展开
在课程改革建设过程中,突出实践能力的培养,增强学生的职业能力。遵循高职教育高技能人才培养的目标,教师首先进行行业企业调研或到企业挂职,根据企业典型的生产过程设计学习情境,如情境1循环流化床锅炉冷态启动;情境2循环流化床锅炉正常运行调节;情境3循环流化床锅炉正常停机;学习情境4流化床锅炉常见问题及典型事故分析处理。再根据工作流程把每个学习情境分解成若干个行动领域的工作任务。
在项目化教学过程中,学生是主体,教师起主导作用。学生小组在进行工作前,教师先给出工作任务书,让学生思考如何完成任务。教师要注重启发,有些知识可以先不讲,操作先不演示,而是让学生自己尝试操作。学生完成任务的过程中完成对新知识和新技能的学习,提高自主学习和协作学习的能力,让学生在“学中做,做中学”。如需要教师可进行适当的引导,但并不像传统教学那样从头讲到尾,而是抓重点难点,实现了教、学、做一体化教学。
(三)课程的考核
在项目化教学中,工作任务是由小组合作完成的,如果只对任务完成情况进行总的评价,不对每个成员进行有效评价,会导致一些成员缺乏积极性和主动性,无法保证项目化教学的实施效果。所以,课程的考核要进行全面考核,除了对小组完成的工作任务是否达到教学目标进行量化和定性的评价,还要对小组中每个成员的工作态度、沟通能力和动手操作能力等进行综合评价。如课程教学评价中:(1)在完成任务过程中表现出来的能力和任务方案的质量占30%;(2)综合评价占70%。
三、项目化教学实现“双证融通”
“双证融通”是指以学历证书为标志的学历教育和以职业资格证书为标志的职业技能培训之间的相互融会贯通。高等职业院校要大力推行“双证融通”制度,促进人才培养模式创新,重构“双证”课程是其核心内容。
双证融通《循环流化床锅炉运行》课程内容特点是理论教学与实践训练并重、理论知识与操作技能密切结合。根据热能动力专业实际岗位对人才知识结构、能力结构和素质结构的需要,以技术应用为关键,以能力培养为主线,理论知识以“必需、够用”为度,进行内容体系的重构,实现学生知识与技能的整合。采取项目任务驱动教学法,每一任务模块以培养学生技能为主线组织教学内容,并将考证内容融入相应的工作任务中,突出学生基本应用能力、综合实践能力和创新能力的培养。课程学习结束后,可通过参加职业技能鉴定考核获取特种设备的“锅炉工上岗证”和“锅炉运行值班员”中级工等级证。
四、结束语
实践证明,《循环流化床锅炉运行》课程基于职业岗位和工作过程的项目化教学,以项目为载体,通过项目把理论与实践有机地结合起来,按照火电厂典型工作过程组织理论知识的学习和技能的训练,实施课、岗、证融通,能明显激发学生的学习兴趣,提高学生的专业技能,实现课程的教学目标。
【参考文献】
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关键词:高职学情 反应设备 课程改革
中图分类号:G642 文献标识码: A 文章编号:1672-1578(2014)7-0047-01
1 课程设置
课程的定位与作用。反应设备课程是化工技术专业学生的一门专业课程。该课程是在第4学期学习完高等数学、化工设备认知与制图、基础化学、物质制备与检验、化工检测仪表与自控、物料输送过程与操作、传热设备操作与控制等课程后开设的。为后续专业综合实训、毕业顶岗实习等课程提供了必要的知识基础和能力准备。使学生毕业后能够快速成为化工企业生产一线需要的高素质技术技能型人才。
2 学情调研与改进
通过近几年的授课,发现高职学生的学情有以下几点:
2.1基础较弱,缺乏信心
学生在应试教育过程中,挫败感长期存在,对批评习以为常,缺乏自信心。
2.2高等数学计算能力弱
学生到大二对高等数学的知识遗忘的很多,计算能力普遍较弱。
2.3对职业实践技能感兴趣
对实践课程的兴趣要大于理论课程。
2.4遗忘率高
学生自学和复习习惯较差,学生知识遗忘率较高。针对学生情况,对课程采取一定的改进措施:
2.4.1理论知识――简化内容
简化理论知识内容,只要求具备从事化工反应设备运行控制岗位相关的技术技能工作所必需、够用的理论知识。授课过程中建立学生自信心,灌输一种认真听课就能掌握好这门课的理论知识,到工厂中就能有大用处。
2.4.2数学计算――改变思路
数学计算改变思路,将原有的高等数学计算内容要求降低,不要求学生计算只要求学生会应用公式,自制手册,将所有的一、二级计算结果均列出,让学生做到会查手册。简单的过程,极大的激发学生兴趣,培养学生具有信息获取能力和职业发展学习能力。
2.4.3实践技能――突出强化
培养学生具有综合运用所学理论知识解决化工生产一线技术问题的能力和熟练的化工设备控制、操作、维护技能。
2.4.4教学过程――循环递进
学习过程循环递进,教学以培养学生的素质能力为主。
3 教学模式设计
课程一改过去按教材章节顺序讲解的方法。采用“循环大课堂”,注重学生课堂上的学习状态,授课之前,先给学生下任务单,让学生带着“问题”进课堂,通过独学(查找资料)、群学(小组间合作探究探讨),形成结论。在实物设备应用,在电脑上模拟操作,最后教师总结辅导。
课程设置衔接上要,做到“四化”:知识问题化,问题层次化,层次梯次化,梯次渐进化。考核过程注重理论知识和实践技能的有机融合,过程考核为主。
4 教学实施方案
4.1观看视频
对设备现场安全注意事项、警示标志等内容进行讲解。培养学生具有良好的质量、环境、职业健康、安全、服务意识和职业道德,具备获取从事化工生产装置操作岗位所必需的信息能力。讲解装置中可能发生的重大事故及造成的严重后果,培养学生科学严谨的工作作风及应对危机与突发事件能力。
4.2反应器基本结构及其零部件
按照之前下发的任务单题目内容,各小组讨论后,对照学校反应器实物,介绍反应器基本结构及其零部件结构。以此来培养学生的团队合作、沟通协调及独立工作能力,提高学生的信息获取能力及文字、语言表达能力。
4.3观看聚氯乙烯等大型化生产装置模型
让学生观看模型,查找反应器,在改变之前学生的认知,为什么学习了反应设备这门课,但很多是学生到工厂中看到了反应器,并不认识,认为学校老师没讲。以模型为例,就问一个问题:此模型中有几个釜?
几种错误观念:(1)设备只进行反应过程的才叫釜;(2)设备名称中有釜字的才是釜,罐、槽等均不是;(3)设备中必须有搅拌的,才是釜;(4)立着的才是釜。
经过讲解学生了解釜式反应器的应用范围。了解釜式反应器在化工生产中的作用及地位。使学生了解化工设备的发展现状和趋势,了解化工设备技术标准、规范。
4.4液体洗涤剂生产设备
讲解整套洗涤剂生产设备,生产工艺。通过典型反应器设备认知的讲授,培养学生具有一定的科学文化素养,具有健康的身体,能够承受较强的工作负荷及工作、生活中的各种压力,具有创业意识和初步的创业能力。
4.5多功能精细化工合成实验装置操作及事故处理
4.5.1通过装置的操作训练,培养学生具有良好的工作责任心和职业技术规范,具有良好的质量、环境、职业健康、安全、服务意识和职业道德,具备获取从事化工生产装置操作岗位所必需的能力。具备从事化工工艺运行控制岗位、化工生产装置操作与维护岗位、化工产品质量控制岗位相关的技术技能工作所必需、够用的理论知识。
4.5.2通过装置故障处理的操作训练,培养学生具有综合运用所学理论知识解决化工生产一线技术问题的能力,具有健康的心理,能够承受较强的工作负荷及工作中的各种压力。
4.5.3例如讲课过程中讲解超压,如不及时处理,可能造成设备爆炸,发生危险。解决办法:(1)开备用阀门,但是需要后面进行废气处理,如果不进行将造成空气污染;(2)安全装置,爆破阀、爆破膜的安装,给设备上了一套保险。
讲解装置中可能发生的重大事故造成及造成的严重后果,培养学生科学严谨的工作作风及应对危机与突发事件能力。
4.5.4 讲解热电偶等一些常用易损原件的原理和维修方法。培养学生具有从事化工生产技术技能工作必需的相关数学、自然科学知识。具有初步的化工生产工艺技术改造与技术革新的能力。
参考文献:
[1]叶宛丽.化工类设备课程改革与应用[J].河南科技,2013,10.