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1.1绿色化学工程
绿色化学这个词汇已被人们所熟知。绿色化学是通过化学工程与工艺实现的。研究化学工程与工艺不仅能够使人们获得最大的利益,而且减少消耗资源和环境的污染。许多国内外的公司运用化学工程与工艺,研发符合公司要求的绿色产品。化学工程与工艺促进了化学的发展。运用化学工程与化学工艺能够减少催化剂等有害的原料的使用。绿色化学的技术就是在源头上阻止环境污染的产生,从根本上杜绝产生环境污染,并且回收再利用一些废弃物品。
1.2分离工程
物质在一些重力、压力还有温度和电的影响下,通过外力的作用,将物质自发的从无序转变成有序的过程被称为分离工程。化学工程与化学工艺的分离工程是一个消耗能量的过程,分离工程是化学工程与化学工艺研究的重点之一。目前使用最多的分离工程方法就是蒸馏法,虽然我国在蒸馏分离法方面的研究已经有深厚的理论依据和实践经验,但是蒸馏分离方法在蒸馏速度方面需要进一步改善。除了改进蒸馏速度外,还要采用最先进的蒸馏设备,采用新型的材料才会获取更好的经济效益。采用新型的吸收剂不仅能够影响蒸馏时间的长短,而且能够提高蒸馏吸收的效率。膜分离技术因其具有节能、高效、易于清理等特点,成为现如今比较流行的分离技术,备受各个国家的科学家关注。膜分离的吸附分离法在气体干燥、废水等污染物的处理等方面得到了广泛的运用。膜分离重点开发新型吸附剂和实现膜的高效的使用寿命,但是膜分离存在着膜的污染和防治。
1.3SupereriticalFluid,SCF(超临界流体)
超临界流体是一种具有液体和气体的性质的一种流体,在温度和压力临界点之上的无气体液体的相界面。这项技术广泛应用在化工、食品加工、生物医药工程中。对质量和工艺的要求较高。开发超临界流体有着广泛的发展前景,并且会为企业带来丰富的发展利润。近几年来,超临界水氧化法在环境治疗保护方面的研究较多,但是在化学工程与工艺方面的研究较少,现如今处于研究试验期。
2结语
一、理论教师与实训教师一体化
一体化的教学模式需要具有双师型教师来实施,实训指导教师必须具备相应专业的扎实的理论水平和过硬的技能操作水平,才能胜任一体化教学模式的工作需求。
以数控专业为例,教师必须具备机械制图、公差与测量技术、机械加工工艺、刀具与切削原理、金属材料的热处理、机床夹具等相关机械专业理论知识;同时还要具有数控加工设备的操作、编程、维护、维修和保养的技能;熟练使用至少一种常用自动编程及加工的软件(如UG、MASTERCAM、CAXA等);较为丰富的实际机械加工生产经验;以及教学组织、学生管理及协调能力。
二、理论教室与实训车间的一体化
自去年以来,笔者所在学院陆续开展了一体化教学车间的改造,例如新建成的数控一体化实训车间,在空间上主要划分为教学区、演示区、操作区、展示区等几个区域。教学区主要利用多媒体等教学设备进行教学,同时便与组织学生进行分组讨论和总结;演示区主要是教师进行示范操作讲解用途;操作区主要用于实训学生进行实训操作使用;展示区用来进行数控车床加工相关的工、卡、量具和学生的优秀加工作品的展示。几个区域相互独立又有联系,同时将多媒体教学设备直接安装到实训车间,丰富了教师的教学手段,极大的改善了教学条件,方便了教学。自投入使用以来,受到了教师和学生的好评。
三、教与学的一体化
在教学过程中我们采用了基于工作过程的行为导向教学法(六步法),即将教学过程划分为资讯、决策、计划、实施、检查、评价等六个步骤(图1)。在课程教学中,普遍采用任务设计教学法、讲授教学法、引导文教学法、示范教学法、讨论教学法、案例教学法、运用团队工作法等行为导向教学方法,围绕职业岗位能力,以工作过程为主线组织实施教学。
1.资讯
该步骤主要是明确教学任务。
2.决策
该步骤主要是明确学习、工作方法和目标。
3.计划
在该步骤,主要完成以下任务:编制工艺流程;填写工艺文件;确定走刀路线;编写零件程序。
该步骤主要采用讲授教学法、引导文教学法、讨论教学法等。引导文教学法是一种借助于专门的教学材料,教师将需要解决的问题或需要完成的任务以引导的形式交给学生,通过工作计划引导学生自行控制学习和独立工作的教学方法。
本学习情境中在加工零件的工艺制订,包括工序卡和刀具清单的制订,主要采用了引导文教学法。教师需要提供给学生工序卡片和刀具清单表,同时还提供给学生一些工艺手册作为参考,要求学生能通过查阅这些参考资料填写工序卡片和刀具清单表。一开始教师还可以通过提供一些规范的工艺文件让学生作为参考,采取先模仿,后主动分析的方式来学习。通过这种方法,能够引导学生通过自主的查阅相关资料,获取所需的信息,增强自主的学习能力。作为职业院校的学生来说,这一项能力其实是学生最匮乏,也最需要我们去培养的一项能力。只有这样,学生在走向工作岗位之后,才能获得持续学习和提高的能力。
4.实施
在该步骤,主要完成以下任务:工件加工程序的输入和调试;加工之前的准备及对刀;零件的加工
该步骤主要采用任务设计教学法和讨论教学法。在该过程中,指导教师应加强巡回指导,确保实习过程的安全进行,对于学生操作过程中出现的一些错误及不规范操作及时进行纠正和指导,以利于学生改进和提高,顺利完成实施的步骤。
5.检查
在该步骤,主要完成以下任务:根据评分标准对加工零件进行检测;根据检测结果进行质量分析;根据出现的问题,提出改进的方法和建议。
6.评价
在该步骤,主要完成以下任务:自评;互评;教师总结评价;资料的保存。在该环节,教师应根据学生的态度、纪律出勤安全文明操作和团结协作,任务的完成情况及考核,资料整理保存等内容进行综合评价。
四、理论教材和实训教材的一体化
新的一体化教学模式的构建,对于我们的教材编写也提出了新的要求,原有的教材体系已经不适合我们对于新的教学模式的需求,因此我们有必要根据新的教学模式编写更加适合一体化教学模式的教材。
关键词:“一体化教学”;教学实践;工程机械焊接技术
随着国家对职业院校发展的大力推进,我校也对教学结构进行不断地探索及相应的改革,逐步将教学模式从“先理论课,后实践课”到“一体化”教学。这样可以建立全新的师生互动教学模式,真正将理论知识和实践技能融为一体的学习方式。该教学模式充分体现了“以学生为中心,以教师为主导,以培养学生的技能为目标”的教学观念,营造出师生双方共同参与教学的全过程形式,即形成“教”“学”和“做”密切关联的关系。工程机械焊接技术教学采用一体化的教学模式,打破了之前焊接专业传统的课程体系,以学以致用为目的,遵循够用原则。不是之前单纯的“先学后做、先理论后实习”的教学方法。
一、“一体化教学”的内涵
1.“一体化教学”的定义
一体化教学就是指一体化教师,通过一体化教室运用一体化教材,把专业理论教学和实践教学有机结合的教学过程。
2.“一体化教学”的紧迫性
(1)“一体化教学”是现代化教学内在规律的需要。在现代化教学环节中,教与学是密不可分的,离开了任何一个教学都变得毫无意义。上课时教师的提问、启发对学生是一种促进作用,可以使学生能够积极思考问题、深化理解所学内容和灵活运用知识点;学生在回答问题、相互讨论、补充甚至为不同的意见引发面红耳赤的争论时都能提高学生的学习兴趣,从而提高教学水平,同时,教师通过观察学生的学习情况进行及时补充也能不断开阔自己的视野,提高应变水平,有时教师通过学生的答案也能得到意想不到的收获。
(2)“一体化教学”是改变学生厌学的重要手段。现在技校学生的学习状态普遍是厌学,学生为什么厌学?这是因为学生没有了学习动机,失去了学习的需要。“一体化教学”的目的是使学生真正成为教学的主体,成为学习的主人,这就需要教师在教学设计上要彻底改变过去那种要学生学的做法,让学生明白为什么学和引导学生如何学和学习什么,当学生在学习过程中出现问题的时候要及时给予指导。只有这样,才能提高学生的学习动机和兴趣。
二、“一体化教学”的教学方法与实践
1.实践背景
工程机械焊接技术广泛应用于工程机械行业,它是一种可靠、精确、低成本实现金属连接的一种工艺方法。焊接技术是一门综合性专业课程,涉及金属熔化焊、焊接结构、材料力学、金属材料和热处理等内容,是一门既重理论知识又重实际操作的课程,要求学生具有较高的综合素质。但是现在技校的生源整体水平普遍偏低,在招生时又不分文理科,特别是高中学文科的同学到技校学习技术时在专业学习上遇到的困难可想而知。
在以往的教学过程中,主要采用的是传统的灌输式教学方法,认为把内容讲得越详细越透彻越好。为了巩固所学内容,每次课讲完以后都布置一些作业。认为课堂上的理论教学和课后动手练习,会有很好的教学效果,但事实上却达不到想象中的教学效果。很多学生认为:“这门课太难,基础知识点背很多遍,当时能记住,可是过一段时间又记不住了,学了也没用。”从而导致在技校课堂上或沉闷,或无序、低效。在采用“一体化教学”方法后,根据学生认知及职业成长规律将行动领域序化组合,充分考虑教学的可实施性,以行动为导向,抓住每篇、每章教材内容的重点和难点,理论联系实际,并和企业实例相结合,将行动领域转换成为学习领域,然后把提取出来的任务布置给学生,把学习的主动权交给学生,最后根据学生的完成情况,以形成性评价和结果性相结合、单项考核和综合考核相结合的方式对学生的专业等能力进行综合评价,取得很好的教学效果。
2.教学方法与实践
(1)培养学生的学习兴趣,开发学生学习的主动性。兴趣是最好的老师。学生的学习过程不仅是教师的传授过程,而且是学习者自己构建知识体系的过程。为了提高学生的学习积极性和主动性,教师应在实践教学环节中,通过完成相应任务培养学生解决问题、创新和自主学习的能力;通过到企业实习和引进来自企业一线的工程技术人员作为兼职教师等途径,对学生进行企业文化熏陶,培养学生的学习兴趣,将教师的被动教学转变为学生的主动学习。
如在讲到手工电弧焊仰焊时,先让学生观看企业用到的起重机固定腿的图片,说明焊缝是由两块12毫米厚材质为16Mn的钢板对接焊缝,让企业的工作人员讲解固定腿的重要性,然后讲解固定支腿的要求为焊缝需全焊透且焊缝外观不能有气孔、夹渣、裂纹、咬边缺陷;焊缝宽度控制在20毫米以内,焊缝余高2毫米以内;焊缝射线探伤达到国家二级标准。为保质保量地完成修补工作学生进行小组讨论:①结合现场条件对于开裂的焊缝应采用什么方法处理?开什么形状的坡口修补?②工艺规定每层焊缝的熔深不超过4毫米,那么,这道焊缝应采用几层完成焊接?③完成开裂焊缝的修补我们应采用什么焊接材料?
学生拿到任务后就会以小组的形式积极讨论然后给出答案,根据各组不一样的答案最后给出最优答案,教师进行补充完善,最后学生实习操作,这样学生很快就会领会,提高了他们的学习兴趣。
(2)应用先进的教学手段。随着教学改革的不断深入发展,教师的教学方式发生了巨大变化,我们应该用最先进的教学手段提高学生的学习效率,而且还可以节约成本。例如在各种焊接方式中,我们先让学生到焊接模拟室进行模拟练习,在模拟练习的过程中学生可以观察自己调整出来的焊接参数及操作姿势焊出来的焊缝,自己发现模拟焊接时出现的问题,分析问题并总结问题。模拟熟练以后直接在实际设备上操作就会起到事半功倍的效果,而且还大大节约了成本。
师生还可以通过网络提供互动交流的平台。在网络教学环境中,教师和学生广泛参与,发挥网络技术的优势,促进教学改革。通过网站传递信息,不但可以解决学生的疑难问题,而且可以使教师及时了解学生对知识点的掌握程度,便于因材施教,展现个性化的教学。
(3)学生参与式教学。在完成教师给的任务时,为了锻炼学生的合作精神,课题以小组的形式进行。座次安排也是以六边桌(如图2所示),而不像以前那样传统的座次安排(如图1所示)。小组形式的教学便于学生讨论问题,教师在中间也可以随时指导学生解决遇到的问题,而且还能观察学生讨论的状况。
给学生的任务应尽可能真实并与生产实际特别是企业实例相结合,每一个任务都是从第一手原始资料的整理开始,这样可以促使学生利用图书馆、互联网等手段查找相关的资料,不断进行整合,整个完成过程中学生完全按照科学的思路进行,中间出现偏差时教师给予及时纠正,只不过学生是任务的完成者,老师是场外指导,这样就可以调动学生的学习积极性,还可以提高学生运用知识的能力,实现“一体化教学”的现代化方法。学生也得到了一个展现自我、挑战自我的机会,也增加了他们的自信。为他们以后的工作打下良好的基础。
三、实施“一体化教学”的看法和建议
“一体化教学”教学模式是一个复杂的系统,它是主张教师适时启发引导、学生积极参与、师生平等互动的教学模式。课程教学环节是学生参与的主要教学环节,所以只有真正实施“一体化教学”的方法,才能真正使学生实现知识学习和积累过程。
笔者认为“一体化教学”教学应注意以下几个方面:
第一,学生在完成任务时,在已学理论知识的基础上运用自己的学习能力接受新的知识,这样学生才能有一个循序渐进接受新知识的过程。第二,要相信学生并给予足够的空间,通过“一体化教学”获得的新东西能使学生有较强的成就感和愉悦感,从而体会到一体化学习带来的快乐。第三,教师对在教学过程中出现的问题有及时把控的能力,这就需要教师具有扎实的专业知识和教学基本功。
关键词:职业教育;数控机床编程与加工;理实一体化;Mastercam软件
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2013)-03-0166-01
“模式”一词是英文model的汉译名词。model还译为“模型”、“范式”、“典型”等。一般指被研究对象在理论上的逻辑框架,是经验与理论之间的一种可操作性的知识系统,是再现现实的一种理论性的简化结构。最先将模式一词引入到教学领域,并加以系统研究的人,当推美国的乔伊斯(B.Joyce)和韦尔(M.Weil)。
乔伊斯和韦尔在《教学模式》一书中认为:“教学模式是构成课程和作业、选择教材、提示教师活动的一种范式或计划。”实际教学模式并不是一种计划,因为计划往往显得太具体,太具操作性,从而失去了理论色彩。将“模式”一词引入教学理论中,是想以此来说明在一定的教学思想或教学理论指导下建立起来的各种类型的教学活动的基本结构或框架,表现教学过程的程序性的策略体系。
数控机床编程与加工课程是机械设备装配与自动控制专业一门重要的课程,也是一门实践性很强的课程。在长期的数控加工教学中,不少学生存在厌学、动手能力差的问题。将理实一体化教学法引入教学中,将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕项目组织和开展教学,使学生直接参与项目全过程从而解决问题。
一、课程内容的更新
根据职业院校的专业以及教学特点,我们在应用理实一体化教学时,注重课程内容的更新。
首先,选择适合本专业以及工程实际特点的专业软件,在机械数控加工制造方面首选Mastercam,它是由美国CNC Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等功能于一身。它具有方便直观的几何造型Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境,其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。Mastercam9.0以上版本还有支持中文环境,是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。
其次,学院极具战略眼光地一举购进成套Mastercam软件包及数据库40多套用于数控机床编程与加工的教学工作,并组织了校优秀年青教师进行了该软件相关培训和授课教材的编写。同时还引进了数十台数控加工设备,用于学生的实践环节操作,明显地增强了学生的实际动手能力,因而毕业后能迅速的为企业创造效益。
最后,在教学过程中,我们特别注重知识的更新。紧随新理论新技术的发展的步伐,对现有教学内容不断进行适当的删减和增加。不断更新教学软件,使用最新版本的教学软件。
二、教学方法和手段的更新
将理实一体化教学方法引入课题,将理论教学、实践教学、多媒体教学、课内教学、课外教学、网络教学有机结合,使教师的教学行为规范化、教学手段立体化、教学内容实用化,使学生爱学、易学、会学。从而解决教师教得吃力,学生学得困难的矛盾。总结经验,针对职业教学特点,以“必须、够用”为原则,注重学生的实际应用能力培养,让学生在学中练,练中学,从而掌握一定的绘图和编程技能,为以后从事具体的实践工作打下坚实的基础。
三、实践项目建设的更新
本课程在建设过程中通过对企业调研、专家论证,确定了未来工作的实际需要,具体的课程教学设计是以项目为导向、能力为核心,构建新的实践化课程内容体系,确保教学内容的合理性、实用性和先进性以及符合学生的认知规律。
针对企业要求,我们也设计了一些既简单又能满足本课程教学要求和工程实际要求的项目,让学生在乐趣中学习,使实训场地类似于车间。实践项目以已学课程为基础,以实用性为内容进行构建。
四、课程学分和认证资格证书同时获得的实施方案
学生修完本课程,考核合格者可以获得本课程的学分。同时,在课程结束后,学生参加由市人力资源与社会保障部组织的职业技能考试,考试合格者授予不同等级的技能证书。这样,学生在毕业时即有学历证又有技能等级证,在参加招聘时就更加的具有竞争力。
随着我国社会主义市场经济的发展,各种职业岗位对人才质量的要求也不断提高。“理实一体化”教学是高职院校提高人才培养质量的有效措施。值得注意的是,任何教学模式都是一个动态的、发展的过程,要真正的做好“理实一体化”教学,不仅要认识“理实一体化”教学实施中面临的问题,还需要根据学校实际情况,不断修改完善,构建符合自身条件和专业特点的教学实施方案,只有这样“理实一体化”教学才会促进教学实效。
参考文献
[1]乔伊斯,荆建华,宋富钢,花清亮译.教学模式[M].中国轻工业出版社.
在化学课程中,课堂演示实验是大家所熟悉的常用教学手段。化学工程是研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。化学工程的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是在放大中的效应,以解决关于过程开发、装置设计和操作的理论和方法等问题。它以物理学、化学和数学的原理为基础,广泛应用各种实验手段,与化学工艺相配合,去解决工业生产问题。化学工程是一门基础工程学科,它虽发源于近代化学工业,但经过与各种科学理论和先进技术相结合,业已形成了独具一格的科学体系。近来化学工程虽日趋理论化和数字化,但它仍然是一门切合实际又饶有兴趣的学科。可是对于缺乏实际知识的青年在校学生来说,初次接触这门课程时,往往反而觉得该课程比数理课程还难以捉摸,大学低年级学生更觉困惑。在进行化学工程启蒙教学时,不仅需要按学科自身的逻辑进行严谨的数理演绎,还需要运用一些生动直观的教学手段,为初学者铺平入门之路。因此,在化工课程中,课堂演示实验的地位和作用,显得尤为重要。在教学过程中强化演示实验,训练学生的研究性思维,培养学生观察实验现象、研究实验规律、理解事物本质的能力。
2.强化化学工程课堂演示实验
在当今多媒体教学盛兴的时代,课堂演示实验仍然是一种不可缺少的教学手段。其根本原因,是它具有较强的真实感。这种特性对于科学实验尤为重要。多媒体教学手段虽有很多优点,但屏幕上显示的形象,毕竟与现实的事物或现象有差异,如果不与生活中已经熟悉的对象相比较,就难以感知事物的真实形象。因此,学生还要进一步开动脑筋,去再现视频形象与真实事物或现象之间那些缺少了的环节。课堂演示实验可以直接感知真实的形象,这正是它同多媒体教学手段相比,所具有的突出特点之一。但实验装置或模拟实验设备与工业规模的化工设备相比毕竟有所不同,还需要实物教具、幻灯片、电视录像或是电影等手段来补充。这正好说明,不可能存在一种在任何条件下都适用的,尽善尽美的教学手段和教学方法,而是根据学科性质、教学内容和教学环境等具体条件,选择采用,或者多种手段配合使用,以各展其长。课堂演示实验与实验室教学实验,各有其不同的目的。如上所述,课堂演示实验是课堂教学的一种手段,旨在提高课堂教学的效率。实验室的实验教学则是教学过程的一个重要环节,或可作为一门独立开设的课程,其主要目的是让学生初步掌握一些有关化学工程的实验研究方法和实验技术,培养学生从事科学实验的实践能力。因此,两者对于实验装置的要求,以及实验的能容和方法都有所不同。对于学生来讲,某些实验训练价值不大的项目,例如雷诺实验、流体阻力测定、流体机械能转换实验等这一类实验,作为课堂演示实验是必要的,而作为实验室教学的意义就不是很大。对于既有作为演示实验的必要,又有实验训练价值的某些实验项目,在实验内容和方法上,应尽可能使两者在小型化的基础上结合起来。在设计时,尽量考虑到教学实验的需要,以提高实验设备的利用率。自然,课堂演示实验与实验室教学实验的目的要求不同,期望所有装置都能通用也是不现实的。
3.化学工程演示实验需要注意的几个问题
化学工程演示实验最大的特点是工程实践性。它不同于化学类实验课程,实验对象从烧瓶、酒精灯、玻璃棒变为实际生产的模型设备,具有显著地工程实践性,而学生的实践经验往往非常匮乏,这就要求教师把握化工实验的特点,注重研究性教学模式,在课堂演示实验中采取教师为主导,学生为主体的形式,尽量让所有学生都参与演示课程,并且尽可能的引用一些与实际生产紧密联系的工程问题进行演示。在演示过程中,教师要鼓励学生积极主动思考,勇于提出自己观点,敢于创新。课堂演示实验是一种很好的教学手段,这种手段的合理运用,则是一种教学艺术。如果运用得法,与教学内容配合紧密,视听结合得巧妙,就一定能发挥它应有的效能,否则就会事倍功半。化学工程的课堂演示实验,能否达到提高课堂教学效率的目的,演示实验装置的性能也尤为重要。为此,在实验装置方面至少要达到如下一些基本要求:①实验装置应尽可能做到小型化和仪器化;②演示实验装置尽可能做到直观、生动、形象;③演示实验装置应做到稳定、快速、准确、合乎科学;④演示装置需尽最大努力消除噪音和其他污染。此外,在实验物系的选择上,也需综合考虑原料价格、气味、毒性等要求,一般以空气、水等价廉易得且环保原料为佳。课堂教学中演示实验侧重点不同,大致可分为:①展示现象,该类演示实验通过学生观察实验,了解现象,进而验证并巩固所学知识;②展现概念,该类演示实验通过化抽象为具体,从而实现抽象概念直观化、具体化;③获得规律,该类演示实验通过显现的结果,通过观察分析并进一步归纳演绎从而得出其中的规律。这就需要教师准备多套课堂演示实验,从而根据情况有选择的开展相应课堂演示实验工作。
4.结语