馮建華,吳 剛,葛秀濤,鄭建東,李永紅,王俊海

滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院,安徽滁州,239000

基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的化工儀表及自動化課程教學(xué)改革與實踐

馮建華,吳 剛,葛秀濤,鄭建東,李永紅,王俊海

滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院,安徽滁州,239000

根據(jù)滁州學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)特點,以培養(yǎng)應(yīng)用型化工人才為出發(fā)點,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核模式三個方面對化工儀表及自動化課程的教學(xué)改革與實踐進行了探討。面向滁州地方化工企業(yè)實際生產(chǎn)控制,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容;利用校企合作班,加大實踐教學(xué)力度,采取適應(yīng)應(yīng)用型化工人才培養(yǎng)的靈活多樣的教學(xué)方法與手段;建立了“N+ 2”考核模式 ,以能力考核為本。

應(yīng)用型人才;化工儀表及自動化;教學(xué);改革;實踐

化工儀表及自動化課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生的專業(yè)必修課。該課程是一門綜合了化工原理、物理學(xué)、電工學(xué)、電子技術(shù)及自動控制技術(shù)等理論知識的綜合性技術(shù)學(xué)科,綜合性、交叉性強,涉及的專業(yè)基礎(chǔ)知識范圍非常廣泛[1]。本課程從研究生產(chǎn)工藝參數(shù)(溫度、壓力、流量及物位)的基本測量方法和儀表的工作原理及特點入手,探求化工對象的基本特性及其對控制過程的影響,掌握其基本控制規(guī)律;讓學(xué)生了解化工儀表及自動化的基本知識,根據(jù)工藝需要與自動控制設(shè)計人員共同討論和提出合理的自動控制方案;正確選擇常見的測量儀表和控制儀表;在自動控制系統(tǒng)運行過程中,分析、發(fā)現(xiàn)和解決出現(xiàn)的一些問題,對于學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)、專業(yè)實習(xí)和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用。本課程的建設(shè)對于培養(yǎng)應(yīng)用型化學(xué)、化工人才,促進科技成果產(chǎn)業(yè)化,實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)更好地為經(jīng)濟建設(shè)、科技進步和社會發(fā)展服務(wù)具有重要的意義[2]。新建地方應(yīng)用型本科院校的化工儀表及自動化課程教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)有一定區(qū)別:在儀表及控制規(guī)律理論方面要求有所降低,但在化工儀表及自動控制應(yīng)用技能方面有所加強。該課程的發(fā)展要與滁州學(xué)院“培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才,服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展”的要求相適應(yīng),學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí),掌握自控系統(tǒng)基本知識和常見自動化儀表的特點及其使用方法,了解化工生產(chǎn)過程自動化的現(xiàn)狀和發(fā)展方向,逐步培養(yǎng)起參與自動控制系統(tǒng)選型、設(shè)計、改造以及現(xiàn)場操作控制能力;強調(diào)工程觀點,提倡理論與實際的結(jié)合,著重對學(xué)生設(shè)計能力的訓(xùn)練及提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院的化工儀表及自動化課程從 2007級化學(xué)工程與工藝專業(yè)開設(shè),目前已面向四屆化學(xué)工程與工藝專業(yè) 271名本科生開展了化工儀表及自動化教學(xué)工作。在教學(xué)過程中,將化工儀表及自動控制系統(tǒng)的理論和在化工生產(chǎn)實際中的應(yīng)用作為教學(xué)重點,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式等方面進行了探索和實踐。

1 面向滁州地方化工企業(yè)實際生產(chǎn)控制,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)滁州學(xué)院服務(wù)地方經(jīng)濟社會全面發(fā)展的要求,結(jié)合化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型高等化工專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)目標,針對新建地方應(yīng)用型本科院校的特點,在已有應(yīng)用型人才培養(yǎng)探索與實踐成果的基礎(chǔ)上,面向滁州地方化工企業(yè)實際生產(chǎn)控制過程,構(gòu)建適宜于培養(yǎng)應(yīng)用型化學(xué)化工人才的化工儀表及自動化課程教學(xué)體系與教學(xué)內(nèi)容。在優(yōu)化化工儀表及自動化課程教學(xué)內(nèi)容時,針對滁州地方化工企業(yè)發(fā)展及人才戰(zhàn)略需求,結(jié)合定遠鹽化工、安徽中普石油能源有限公司及安徽金禾化工有限公司等滁州地方化工企業(yè)的實際要求,構(gòu)建了符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求的化工儀表及自動化課程教學(xué)內(nèi)容。校企合作,引企入校,以地方化工企業(yè)化工儀表和化工生產(chǎn)控制實際為依據(jù),以培養(yǎng)地方化工企業(yè)化工儀表及自動化操作和維護的技能型人才為目標,以生產(chǎn)過程控制為導(dǎo)向,對化工儀表及自動化課程教學(xué)內(nèi)容進行適當?shù)恼{(diào)整,確定適用于地方化工企業(yè)化工儀表及自動控制操作和維護能力培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容,重點要求學(xué)生掌握化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中自動控制系統(tǒng)方面的基本知識,熟悉化工儀表的結(jié)構(gòu)和性能,熟悉各類檢測器、控制器、執(zhí)行器,了解各類控制系統(tǒng)的基本原理,能夠根據(jù)說明書,結(jié)合理論原理對儀器儀表進行操作,熟悉計算機控制系統(tǒng)和DCS系統(tǒng),能夠評價各類控制方案的優(yōu)劣;結(jié)合滁州地方化工企業(yè)實際生產(chǎn)控制過程,討論有代表性的幾種典型化工單元操作的控制方案,掌握地方企業(yè)常見自動化儀表的特點及其使用方法,了解化工生產(chǎn)過程自動化的現(xiàn)狀和發(fā)展方向,逐步培養(yǎng)學(xué)生參與自動控制系統(tǒng)選型、設(shè)計、改造以及現(xiàn)場操作控制的能力。

為進一步提高滁州學(xué)院應(yīng)用型化學(xué)化工人才培養(yǎng)水平,推進“雙能型”師資隊伍建設(shè),提升專業(yè)課和實踐課教師職業(yè)技術(shù)能力,增強教師對專業(yè)前沿和發(fā)展趨勢的了解與掌握,促進校企間的溝通與交流,加快專業(yè)課教學(xué)改革步伐,化工儀表及自動化課程任課教師集中時間到滁州地方化工企業(yè)進行生產(chǎn)實踐鍛煉,認真學(xué)習(xí)企業(yè)員工手冊,并經(jīng)考核合格后進入具體崗位。通過深入車間生產(chǎn)實踐鍛煉,對企業(yè)采用的儀表類型、結(jié)構(gòu)、工作原理及化工自動控制系統(tǒng)的組成、設(shè)計等有了較為詳盡的了解,并對具體崗位的生產(chǎn)控制、分析過程進行了總結(jié);進一步結(jié)合生產(chǎn)控制實際,將典型的儀表及化工單元控制方案應(yīng)用于化工儀表及自動化課程教學(xué)中,引入滁州地方化工企業(yè)實際生產(chǎn)控制過程作為教學(xué)內(nèi)容的一部分,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及教學(xué)效果,同時也進一步為學(xué)生畢業(yè)實習(xí)、就業(yè)、服務(wù)地方等打下了較好的基礎(chǔ),對化工專業(yè)學(xué)生理論聯(lián)系實際能力的提高起到了促進作用。

2 采取適合應(yīng)用型化工人才培養(yǎng)的靈活多樣的教學(xué)方法與手段

通過生產(chǎn)實踐鍛煉,把實際生產(chǎn)中的案例拿到課堂上用于學(xué)生分析,結(jié)合具體案例去教學(xué),將企業(yè)淘汰的各種儀表、器件、裝置等作為實物教具,結(jié)合實物進行展示講解,學(xué)生可以動手拆裝,老師邊講邊演示,學(xué)生邊觀看邊動手,這樣生動直觀的教學(xué)能引導(dǎo)學(xué)生積極參與到教與學(xué)的過程中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,突出了專業(yè)理論知識應(yīng)用和實踐能力培養(yǎng)的結(jié)合,增強了專業(yè)課教學(xué)的針對性和實用性,學(xué)生分析、解決問題的能力有了極大的提高[3]。根據(jù)滁州地方企業(yè)生產(chǎn)的特點,講述麥芽酚、硫酸和甲基叔丁基醚的生產(chǎn)控制過程,將教學(xué)搬進化工儀表及自動化實訓(xùn)中心或化工生產(chǎn)企業(yè)中?；诨どa(chǎn)過程,按照參數(shù)檢測的實際結(jié)果,對企業(yè)目前存在的問題,引導(dǎo)學(xué)生討論,為企業(yè)出謀劃策,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,鞏固了所學(xué)的知識,突出了以培養(yǎng)應(yīng)用型化工人才為目的的教學(xué)特色,為滁州地方化工企業(yè)服務(wù)。在實施互動式等教學(xué)方法中,要突出重點,精選內(nèi)容,考慮教學(xué)進度、知識難度,要注意學(xué)生接受能力,尊重學(xué)生的心理需要,傾聽學(xué)生對問題的想法。教學(xué)中,還可結(jié)合問答式、比較式等多種教學(xué)方法,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性、創(chuàng)造性。同時,通過互動教學(xué),建立良好的師生關(guān)系。另外,在教學(xué)中,讓假期進入工廠實習(xí)的“金禾化工班”同學(xué)介紹車間實際生產(chǎn)控制方法,開展學(xué)生報告式教學(xué)。以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),在課堂教學(xué)過程中,隨時觀察學(xué)生的反應(yīng),根據(jù)學(xué)生具體情況因材施教,使學(xué)生從被動的接受變?yōu)橹鲃拥乃伎己蛥⑴c。把鍛煉所得應(yīng)用于人才培養(yǎng),帶著學(xué)習(xí)計劃進駐企業(yè),在實踐中學(xué)習(xí)技術(shù)和技能,接受企業(yè)新技術(shù)、新理念,將在實踐活動中的收獲切實應(yīng)用到教育教學(xué)當中,拉近了課堂教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)實踐的距離。

由于 2012版應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中化工儀表及自動化課時較少,內(nèi)容較多,如果只采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,很難取得令人滿意的教學(xué)效果。充分利用多媒體技術(shù),將文字、圖形、動畫、視頻、聲音等多種信息加工組合在一起,以直觀、生動的形式描述知識形成過程,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進而提高教學(xué)效果。例如,對于控制閥,通過 FLASH動畫,學(xué)生能很清楚地看到各種閥門的差別。在講解彈簧管壓力計時,以動畫的方式進行原理的演示;利用圖片進行實際設(shè)備的展示;利用視頻短片進行工業(yè)現(xiàn)場操作的回放;利用學(xué)生已了解的生活常識,將生活實際應(yīng)用中常見的儀表及自動控制引入課堂教學(xué),比如,醫(yī)院和實驗室常見的氣體鋼瓶上所使用的彈性式壓力表、家庭電飯煲中常用的位式控制系統(tǒng)等,教師結(jié)合生活實際的講解及師生之間探討式的互動交流,取得了很好的教學(xué)效果[4-5]。在學(xué)習(xí)典型化工單元控制方案時,將一些小的案例穿插在講授過程中,以案例為模型輔助理論內(nèi)容的講述,當該部分章節(jié)內(nèi)容講授完畢后,以課題的形式布置典型化工單元控制方案。如精餾操作過程的自動控制方案,讓學(xué)生通過分組查閱文獻資料,根據(jù)自己所掌握的控制系統(tǒng)理論和原則去找出控制方案的控制點、被控變量、操縱變量等,各小組分別拿出完整的設(shè)計控制方案。在每個小組對案例形成自己的見解后,再組織討論,各小組代表詳細闡述他們對案例的看法,然后由其他小組對他們的見解進行質(zhì)疑和討論,提出自己不同的觀點,在老師組織引導(dǎo)下,對各小組觀點進行對比和分析,找出其中不合理的地方并加以改進,最終得到最優(yōu)化的控制系統(tǒng)方案。鼓勵學(xué)生查閱網(wǎng)絡(luò)上和圖書館里的技術(shù)刊物,調(diào)查儀表自動化技術(shù)的發(fā)展狀況,寫出調(diào)查報告。另外,對于比較難理解的部分章節(jié)可走出課堂,到滁州化工企業(yè)邊實習(xí)邊講課,同時也可以讓學(xué)校外聘的企業(yè)工程師參與教學(xué)工作,完成一部分教學(xué)任務(wù)。利用“金禾化工班”學(xué)生到工廠生產(chǎn)實習(xí)的機會,提前布置關(guān)于檢測儀表及自動控制方面的實習(xí)任務(wù),讓學(xué)生帶著問題在化工生產(chǎn)的第一線仔細了解,認真請教,從而提高了學(xué)生的感性認識,加深了對理論知識的掌握。將抽象的理論知識同化工生產(chǎn)實際結(jié)合起來,有助于學(xué)生更好地理解與掌握基本理論知識,也有利于加強學(xué)生工程意識的培養(yǎng),符合滁州學(xué)院應(yīng)用型化工人才培養(yǎng)的要求。

3 建立以能力考核為本的“N+2”考核模式

傳統(tǒng)的教學(xué)效果和學(xué)生能力的評價考核采取以期末卷面考試為主的考核方式,不能夠全面地考核學(xué)生的綜合能力,已不能適應(yīng)新建地方應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的需要。科學(xué)合理的考核形式和內(nèi)容,能夠更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,有利于學(xué)生個性的發(fā)展。圍繞“培養(yǎng)和提高學(xué)生的專業(yè)技能”來設(shè)置考核內(nèi)容和形式,變單一的考核為多種形式的考核,提高學(xué)習(xí)過程中測試成績所占比例,建立面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式需求的、注重能力發(fā)展的考核模式。

“N+2”考核模式注重平時學(xué)習(xí)過程的考核與能力考核,改變了傳統(tǒng)的一考定結(jié)果的考核方式。在“N+2”考核模式中,“2”代表期末考試(占總成績的50%)和課程學(xué)習(xí)記錄(占總成績的 10%),“N”代表除了“2”之外的考核次數(shù)(占總成績的40%),N的內(nèi)容可以是課堂討論、平時出勤、單元測驗、以“典型化工單元控制方案”為主題的小組報告會、課外創(chuàng)新活動、章節(jié)小結(jié)等,教師可以根據(jù)實際情況,選擇 N的內(nèi)容。在化工儀表及自動化課程考核改革中,實行“N+ 2”考核模式,注重能力和素質(zhì)的考察,較為合理、公正地反映了學(xué)生的成績,同時促進了學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,對于應(yīng)用型化工人才的培養(yǎng)具有重要意義。

4 結(jié)束語

作為新建的地方應(yīng)用型本科院校,化學(xué)工程與工藝專業(yè)要順應(yīng)化工行業(yè)的進步和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,加大對現(xiàn)代化應(yīng)用型化工人才的培養(yǎng)力度。為適應(yīng)學(xué)?！芭囵B(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才,服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展”的要求,從2011年起,材料與化學(xué)工程學(xué)院對化學(xué)工程與工藝專業(yè)化工儀表及自動化課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段及考核模式等方面進行了改革,通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、采取適應(yīng)應(yīng)用型化工人才培養(yǎng)的靈活多樣的教學(xué)方法與手段、利用校企合作“金禾化工班”加大實踐教學(xué)力度、建立以能力考核為本的“N+2”考核模式等方面探索與實踐,取得了很好的教學(xué)效果。隨著專業(yè)改革的不斷深入和應(yīng)用型化工人才培養(yǎng)力度的不斷加大,在化工儀表及自動化課程教學(xué)過程中,結(jié)合生產(chǎn)實際更新、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,突出工程應(yīng)用,加強實驗及實踐環(huán)節(jié),不斷探索注重學(xué)生應(yīng)用及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程教育方式是十分必要的。在新建地方應(yīng)用型本科院?；x表及自動化課程教學(xué)過程中,只有不斷進行教學(xué)改革,與時俱進,從學(xué)校培養(yǎng)目標及地方企業(yè)需要出發(fā),才能為快速發(fā)展的社會培養(yǎng)出符合地方化工企業(yè)需要的高素質(zhì)應(yīng)用型化工人才。

[1]厲玉鳴.化工儀表及自動化 [M].4版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006:1-2

[2]孟華,劉娜,厲玉鳴.化工儀表及自動化 [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:2-4

[3]周建偉.化工儀表及自動化課程改革初探 [J].平原大學(xué)學(xué)報,2003,20(2):33-34

[4]劉鴻雁,李金紅,居蔭軒.《化工儀表及自動化》中的教學(xué)改革與實踐[J].河北工業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報,2007,22(1):9-11

[5]石梅,李中,郝紅,等.化工儀表及自動化教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式的改革與探討[J].化工高等教育,2010(2):78-80

G642

A

1673-2006(2013)10-0100-03

10.3969/j.issn.1673-2006.2013.10.031

2013-08-30

安徽省質(zhì)量工程項目(2012jyxm536);安徽省質(zhì)量工程項目“應(yīng)用化學(xué)省級重點學(xué)科建設(shè)”(200802187C);安徽省教育廳教學(xué)研究重點項目(20101038);安徽省質(zhì)量工程項目(2012jyxm534)。

馮建華(1981-),河南太康人 ,碩士,講師,主要研究方向:精細化工工藝。

(責任編輯:劉小陽)