單建鋒 , 亓 欣 , 馬 杰 , 戎欠欠 , 王登峰 , 陳 政

(棗莊學(xué)院 化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院 , 山東 棗莊 277160)

為了推進(jìn)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略行動(dòng)“中國(guó)制造2025”,我國(guó)迫切需要具備化工工藝和化工儀表及自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)知識(shí)的復(fù)合型高端技術(shù)、技能人才。因此,對(duì)于化工專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),如何在學(xué)校實(shí)訓(xùn)裝置較少且簡(jiǎn)單的情況下,實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程全方位的學(xué)習(xí)和操作顯得十分重要。

1 教學(xué)過(guò)程中存在的不足

目前,化工仿真系統(tǒng)能夠模擬真實(shí)的工藝流程,學(xué)生在學(xué)校就可以了解實(shí)際工藝生產(chǎn)流程,進(jìn)行操作技能訓(xùn)練。但是,在化工仿真實(shí)訓(xùn)領(lǐng)域中,培養(yǎng)人才的結(jié)構(gòu)模式一直比較單一,缺乏創(chuàng)新。每位學(xué)生僅需按照仿真程序中的操作步驟完成整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程,而在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),學(xué)生很難熟悉整個(gè)工藝流程。這就導(dǎo)致學(xué)生只為得到工藝流程的步驟分?jǐn)?shù),而忽視對(duì)整個(gè)工藝流程熟悉和各工段的聯(lián)系,使得實(shí)訓(xùn)無(wú)法得到較好的訓(xùn)練效果。同時(shí),在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,工藝流程的操作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的項(xiàng)目,而不是單人操作,現(xiàn)行的培養(yǎng)模式不能很好地培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和表達(dá)溝通的能力。而且隨著化工生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化,化工仿真實(shí)訓(xùn)對(duì)于學(xué)生化工儀表及自動(dòng)化知識(shí)的要求越來(lái)越高,自動(dòng)化儀表的使用及圖形符號(hào)的含義、控制系統(tǒng)的識(shí)別和信號(hào)流與物料流的區(qū)分等是完成化工仿真實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)。目前,化工儀表及自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)所用工藝流程一般比較簡(jiǎn)單,不能很好地符合現(xiàn)代工業(yè)流程的復(fù)雜化和高度自動(dòng)化,不能反映不同工段間的相互聯(lián)系,不能夠充分將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。因此,將化工儀表及自動(dòng)化的相關(guān)知識(shí)和實(shí)操融入到化工仿真實(shí)訓(xùn)中,并改變傳統(tǒng)化工仿真實(shí)訓(xùn)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)模式,有利于培養(yǎng)出具有熟練進(jìn)行化工仿真操作和化工專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人才。

2 教學(xué)手段改革措施

遵循以學(xué)生為中心的OBE教育理念,以培養(yǎng)大學(xué)生具備相應(yīng)的化工工藝操作技能、實(shí)用的儀表及自動(dòng)化知識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作與表達(dá)溝通能力為目標(biāo),針對(duì)化工仿真實(shí)訓(xùn)課程和化工儀表及自動(dòng)化課程的特點(diǎn),結(jié)合我校現(xiàn)有的教學(xué)資源,合理地選取相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)方法的改善。根據(jù)目前學(xué)生的學(xué)情特點(diǎn),合理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),利用雨課堂進(jìn)行線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué),利用分組教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂,有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和表達(dá)溝通能力,從而提高學(xué)生的實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練效果。

2.1 探索化工仿真和化工儀表及自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)的有機(jī)結(jié)合

化工仿真實(shí)訓(xùn)不僅僅涉及到工藝學(xué),還涉及到儀表及自動(dòng)化的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)將化工儀表及自動(dòng)化的相關(guān)知識(shí)融入到化工仿真實(shí)訓(xùn)中,在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中不僅工藝學(xué)的知識(shí)得到應(yīng)用,而且自動(dòng)化儀表及相關(guān)控制系統(tǒng)和規(guī)律也得到了應(yīng)用和實(shí)踐,使相關(guān)學(xué)科得到交叉,全面培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能。

①將每個(gè)仿真實(shí)訓(xùn)過(guò)程進(jìn)行模塊化,并在適宜的工藝流程下融入化工儀表及自動(dòng)化的相關(guān)知識(shí);同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組并選出組長(zhǎng),各小組成員選取不同模塊化的實(shí)訓(xùn)過(guò)程,在教師指導(dǎo)下小組成員各自熟悉自己的工段,并在組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下將整個(gè)工藝流程熟悉貫通,培養(yǎng)學(xué)生如何靈活地適應(yīng)任務(wù)和運(yùn)用交叉專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力。②采用線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué),課前通過(guò)雨課堂進(jìn)行相關(guān)仿真理論知識(shí)的推送,包括反應(yīng)原理、關(guān)鍵設(shè)備的構(gòu)造以及所涉及的儀表自動(dòng)化知識(shí)的PPT、慕課視頻或動(dòng)圖演示等,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和討論。③在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上對(duì)工藝流程進(jìn)行整體的講述,除了給學(xué)生必要的提示外,各模塊詳細(xì)的工藝流程留給學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)學(xué)習(xí)和討論,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和協(xié)作學(xué)習(xí)能力。減少講課時(shí)間,將課堂交給學(xué)生,教師通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生探討的方向和節(jié)奏。

2.2 基于以學(xué)生為中心的OBE教育理念,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在實(shí)訓(xùn)過(guò)程結(jié)束后,組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)心得體會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告。各小組推薦代表,要求小組代表根據(jù)本組成員實(shí)訓(xùn)過(guò)程中所做、所想對(duì)工藝流程和知識(shí)運(yùn)用等方面進(jìn)行分享,其他小組對(duì)分享內(nèi)容作出積極的反應(yīng),建設(shè)性地表達(dá)不同于他人的看法和觀點(diǎn),從而培養(yǎng)學(xué)生的展示和分享具體信息的能力。同時(shí),利用雨課堂的投稿功能,給學(xué)生展示自己團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新和解決問(wèn)題的平臺(tái);抓住一切機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點(diǎn),并以此消除學(xué)生主動(dòng)發(fā)言的顧慮,增強(qiáng)學(xué)生的自信心。并利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立暢通的信息交換渠道:在課堂上共同營(yíng)造開(kāi)放、民主、活躍的教學(xué)氛圍,消除教師與學(xué)生之間的隔閡,以便課下師生善用電子郵件、QQ、微信和雨課堂等網(wǎng)絡(luò)工具隨時(shí)隨地進(jìn)行意見(jiàn)、建議的交換,使學(xué)習(xí)不受時(shí)空的限制。

2.3 改善現(xiàn)有化工仿真實(shí)訓(xùn)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)模式

目前,化工仿真實(shí)訓(xùn)大都采取的是單人模式,一個(gè)人完成所有的工藝流程。這種培養(yǎng)模式下,大量的操作步驟使得學(xué)生應(yīng)接不暇,最終導(dǎo)致學(xué)生只重操作分?jǐn)?shù),而不注意工藝流程的熟悉。因此,采用團(tuán)隊(duì)協(xié)作的模式,一個(gè)小組完成一個(gè)工藝流程,組內(nèi)成員進(jìn)行分工、交流和協(xié)作。在工藝流程的實(shí)訓(xùn)操作過(guò)程中,小組成員進(jìn)行討論學(xué)習(xí),相互配合,使整個(gè)工藝流程正常運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。小組成員在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中根據(jù)工藝運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行討論,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和協(xié)作學(xué)習(xí)能力。同時(shí),了解其他小組成員的建議和想法,在探討中形成統(tǒng)一的意見(jiàn),形成跟任務(wù)角色、職責(zé)相關(guān)的想法;在問(wèn)題解決或決策的過(guò)程中加深小組成員對(duì)于整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中化工工藝知識(shí)和儀表知識(shí)的理解和運(yùn)用,進(jìn)一步熟悉整個(gè)工藝流程,培養(yǎng)學(xué)生溝通表達(dá)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

同時(shí),創(chuàng)新考核方式和方法,淡化或消除傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)中紙面實(shí)訓(xùn)報(bào)告的比重,課程考核成績(jī)主要考察學(xué)生對(duì)工藝流程的理解,實(shí)訓(xùn)過(guò)程的參與度、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和表達(dá)能力等。同時(shí),為了保證評(píng)分的公平性,考核方式組成主要包括:上機(jī)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)評(píng)判成績(jī)(20%),a:仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的自動(dòng)評(píng)判:為組內(nèi)評(píng)分(10%),b:組內(nèi)成員根據(jù)組員的參與度、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和表達(dá)能力進(jìn)行匿名評(píng)分;組間評(píng)分(20%);c:小組之間根據(jù)客觀觀察和各小組優(yōu)秀代表的心得體會(huì)和工藝流程的理解,對(duì)其他小組進(jìn)行評(píng)分;優(yōu)秀代表加分項(xiàng)(10%)對(duì)于主動(dòng)或推選出分享心得體會(huì)和工藝流程理解的代表設(shè)有一定的加分項(xiàng),d:教師統(tǒng)攬全局,根據(jù)客觀觀察、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告和工藝流程的仿真實(shí)操情況,并結(jié)合組內(nèi)評(píng)分、組間評(píng)分和優(yōu)秀代表加分項(xiàng)得到學(xué)生的最終成績(jī)和教師評(píng)分(40%)。

3 總結(jié)

化工儀表及自動(dòng)化和化工仿真實(shí)訓(xùn)混合式訓(xùn)練將化工儀表及自動(dòng)化的相關(guān)知識(shí)和實(shí)操進(jìn)一步深入到化工仿真實(shí)訓(xùn)中,在實(shí)訓(xùn)中提高學(xué)生對(duì)自控知識(shí)的理解和應(yīng)用能力,并通過(guò)化工仿真工藝流程的模塊化和訓(xùn)練模式的團(tuán)隊(duì)化改善現(xiàn)有的教學(xué)模式,不僅培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力,而且培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和表達(dá)溝通的能力。在新工科和工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的大背景下,混合式訓(xùn)練著眼于工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求,解決仿真實(shí)訓(xùn)與現(xiàn)實(shí)脫軌的問(wèn)題,培養(yǎng)出具有學(xué)科交叉能力背景的化工人,更符合目前工業(yè)生產(chǎn)的需要。