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Xin Gui-qiang
(Guangxi Liuzhou Chemical Industry Technical Schools Liuzhou Guangxi 545000)
【Abstract】“chemical engineering principle ” is a specialized basic course by a variety of chemical unit operations. The basic principles and operation teaching of chemical unit operation which is done by using DCS simulation system, laboratories, glass chemical simulation training room , thus improves the methods of traditional teaching. Meanwhile, the organic combination of theory and and practical operation which is more adapted to the requirements of vocational education in the new situation
【Key words】Chemical;Simulation;Practical Training
在化工專業教學中，《化工生產基礎》是很重要的一門專業基礎課，其特點是以各類化工單元操作為主線，重點介紹各類單元操作的基本原理、流程以及相關設備的設計、調節與操作。在當今職業教育強調操作動手能力培養的形勢下，對于《化工生產基礎》的實際教學過程中，除了理論知識的傳授外，還要進行化工實驗、實訓基本技能的訓練，以滿足我們培養從事化工生產合格技術工人的需要，達到全面提高學生動手能力的目的。近年來，我校對《化工生產基礎》課程教學進行了一些改革探索，豐富了化工生產基礎的教學方法和手段。本文就此方面的探索做一個總結：
1. 化工生產基礎實訓室的建立與構成 化工實訓室是以化工單元操作為主，單元操作系統包括流體輸送、傳熱、傳質三大化工傳遞過程。結合化工仿真的情況，化工生產基礎實訓室由三個項目構成：
（1）DCS仿真室。所謂仿真，就是虛擬現實技術，由計算機硬件、軟件及各種傳感器構成的虛擬環境，在此環境下，用戶可以與之交互作用。DCS仿真融合了圖像處理等各種技術，利用操作軟件，以實際生產流程為基礎，提高建立生產裝置中各種單元操作的動態特征模型以及各種設備的特征模型，從而建立起與各種化工生產操作相關的虛擬環境。其流程原理、控制手段、操作場景、操作界面與化工生產實際情況基本的呈現在學生面前，學生在互動良好的仿真實驗平臺上進行模擬操作，以便掌握復雜控制系統的運行和調整技術，提高對化工過程動態運行的分析、判斷、調整能力。
（2）化工生產基礎實驗室。該室包括離心泵、傳熱、雷諾準數、伯努利方程式、吸收等五個化工生產單元的典型項目。
（3）全玻璃化工仿真實訓室。該套設備是由天津職業大學模仿化工生產實際研制開發的，共有精餾等七個化工操作單元。該設備的特點是模仿化工實際操作裝置，以玻璃制成，其透明，便于學生觀察設備運行情況。
2. 化工仿真技術在化工生產基礎教學的應用 我校對化工生產基礎課程理論和實操的課時、內容進行了一定的調整及運行，從整體教學效果看較為明顯，在教學中我們的具體做法是：
2.1 教學方式。
2.1.1 集中式教學。由于我校的實驗設備有限，受場地、課時、師資的影響，我們采用了集中時間進行實訓的方法。該方法是：采用將DCS仿真為一塊內容，玻璃仿真和化工原理為另一塊內容，分別由2位老師專門負責實訓。DCS仿真開展精餾塔、離心泵、換熱器、吸收-解吸、液位控制系統、固定床、間歇反應釜等項目的培訓共56學時，實訓學生停課三周，專門進行三個項目的操作實訓，安排如下：
（1）課時安排見下表：
（2）學生安排： 將每班的學生分為3組，其中2個組進行DCS仿真實訓， 1個組的學生進行玻璃仿真與化工生產基礎實驗的實訓，這三個組的學生進行輪換。每個組共完成玻璃仿真實訓28學時，DCS 仿真56學時。
2.1.2 整合式：其特點是將化工生產基礎理論、DCS仿真、全玻璃仿真、化工生產基礎實驗四個內容進行整合，實施時將化工生產基礎基礎按基本單元拆分為流體輸送、傳熱、蒸發、蒸餾、吸收解吸等模塊，采用先理論、再DCS仿真、后實訓的方式，進行教學。
2.2 化工仿真技術在化工生產基礎教學的展開。
（1）DCS仿真教學。在學習了化工生產基礎課程中的某個基本單元的理論學習后，進行DCS仿真實訓。首先要制定訓練計劃一覽表，讓學生明白實訓的目的、要求及掌握的程度，每一次上課要掌握的內容，引導學生閱讀行操作訓練。DCS仿真除了開、停車與正常運行外，還允許教師（或學生）自行設置故障，模擬故障現象，達到提高學生判斷問題和解決事故的能力的目的。DCS仿真軟件對學生的操作會作出一個評價，學生根據成績可以判斷自己的操作水平；在現實生產中，由于操作失誤會出現安全事故，但DCS仿真教學不會引發任何安全問題，學生可以直接從計算機屏幕觀察到錯誤操作所帶來的后果，通過所學的知識來判斷和糾正錯誤，掌握正確的操作方法，有利于增強學生分析、解決問題的能力。經過訓練一段時間后，學生通過在計算機上對各個單元進行模擬操作，較好的掌握了設備的基本結構、工藝流程以及基本的開、停車步驟和故障判斷、處理的方法。
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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。
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中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）13-0061-02
高職高專的人才培養目標是為經濟社會培養出適應生產、建設、管理、服務一線需要的、掌握“必需、夠用”的專業理論知識、具有較強的高素質技能型人才。“熱工理論及應用”是高職高專“電廠熱能動力裝置”和“火電廠集控運行”（以下簡稱熱動、集控）等專業的一門必修的重要的職業技術基礎課程，是福建電力職業技術學院（以下簡稱“我校”）熱動、集控專業開設的第一門職業技術基礎課程，安排在大一下學期開課。多年的教學座談會反饋，該課程難教難學。那么如何在一學期內組織有效的教學，達到培養目標的要求，是擺在任課教師面前的一個重要課題。筆者在多年教學的經驗上，總結了以下幾點體會。
一、了解學生
1.文化基礎總體比較薄弱，學習積極性不高
高職高專學生的錄取批次是普通高校的最后一批，文化基礎較本科高校的學生要差一些。同時不少學生由于高考成績的限制，無法進入自己喜歡的學校或專業就讀，學習缺乏動力；加上部分學生不適應老師的教學方法，或某些知識點聽不懂，又未得到及時解決等原因，造成學生對所學專業或某課程缺乏熱情，學習動力不足，影響了學習的積極性。
2.注重動手能力和專業技能
高職高專學生的學習情緒化較強，對于內容枯燥的理論性太強的內容，學習興趣不高，學習效果不好；而對于實用的實踐教學環節，他們的學習興趣明顯高于理論課程的學習，學習的積極性和主動性較高。
二、熟悉教材
1.課程的內容和教學目標
我校選用的教材，是由武漢電力職業技術學院景朝暉主編的《熱工理論及應用》（第二版）。該教材包括工程熱力學和傳熱學兩部分的內容，其中工程熱力學部分是研究熱能和機械能相互轉換的規律，以及在火電廠中的應用；傳熱學部分是研究熱能傳遞的規律，以及在火電廠中的應用。[1]
學生通過學習，應掌握熱力學和傳熱學的基本理論，能正確運用熱力學知識定性分析和定量計算基本熱力過程和蒸汽動力循環的技能，運用傳熱學知識定性分析和定量計算傳熱過程的技能，為后續的如鍋爐、汽輪機、熱力發電廠等職業技術課程的學習奠定基礎，并為今后從事相關工作提供重要的基礎理論。
2.課程的特點
工程熱力學部分內容的特點是：內容多而且理論性較強、概念多而且抽象難理解、公式較多而且應用條件復雜。[2]傳熱學部分內容的特點是：三種傳熱方式有不同的傳熱機理、表現，自成體系，所以內容連貫性和系統性較差，但又有一定的規律可循。[3]
三、講究教學方法、注重教學手段
1.培養學生的學習興趣
筆者安排在學院的仿真機教室上第一次課，通過投影簡介火電廠的生產過程和各種熱工設備在火電廠中的應用、作用及所處的地位，讓學生初步了解該課程所介紹的熱工設備都是電廠生產中實實在在的東西，這些設備運行得正常與否，會直接影響到電廠生產的安全性和經濟性；再提出一些諸如冬天用手分別觸摸同一環境中的木塊和鐵塊，為何感到鐵塊很涼，是因為鐵塊溫度比木塊溫度低嗎，[4]夏天吹電風扇為何感到涼快等生活中的實例。這些是生活中的常識，但又無法完全地解釋清楚，這樣學生就會帶著好奇心去學習，于是就激發了學生的學習動機，培養了學生的學習興趣。
第一次課，就給學生簡介該課程的內容、特點和教學目標，讓學生對該課程的總體情況有所了解，以便做好心理準備。另外，第一次課就給學生交代清楚該課程的學業成績評價方法，并非僅僅通過期末閉卷考試來確定的，而是采用綜合的評價方法，并且非常注重學習過程的成績，使學生重視該課程的各個教學環節。
2.重組教學內容
在有限的課時里，緊緊圍繞技能型人才的培養目標，根據“按需施教、學以致用”的原則，重組教學內容。“精講”重點內容，比如對工程熱力學部分，精講壓力、功、熱量、焓、熵、可逆過程等基本概念和性質，理想氣體的四個基本熱力過程，熱力學第一、二定律的涵義和在電廠中的應用，以及水蒸氣的性質，狀態和狀態參數的確定和蒸汽的動力循環等，特別是蒸汽的動力循環；傳熱學部分，精講三種傳熱方式的基本規律和傳熱器在電廠中應用的傳熱實例分析，傳熱的增強與削弱等，特別是傳熱器在電廠中應用的傳熱實例分析。
同時，上每一次課之前都要先給學生說明教學目標和重點、難點，這樣就不會讓學生感到盲目和主次不分。
3.靈活多樣的教學方法
在教學中，教師可實行啟發式、討論式、互動式等教學方法，采用歸納法進行講授，鼓勵學生在自學的基礎上提出問題、相互探討、獨立思考，然后由教師進行分析、總結，使學生不僅知其然，也知其所以然，能夠建立自己的知識體系。[5]對一些有區別又有聯系，而且難以理解的內容，教師通過上述教學方式，再列表歸納比較，可幫助學生加深理解。例如工程熱力學部分：開口系穩定流動能量方程式的四個簡化式；體積功、技術功、軸功、流動凈功的涵義、表達式；理想氣體四個基本熱力過程的方程、比熱、內能和焓的變化以及功和熱量交換的表達式；朗肯循環、再熱循環、回熱循環、熱電合供循環的汽耗率、熱效率的表達式；傳熱學部分導熱、對流、輻射三種傳熱方式的機理、表達式等內容，都可通過多種方法來組織教學，充分發揮學生的潛能，活躍課堂氣氛，以此提高教學效果。在講授傳熱學中用到的熱阻和網絡圖時，將其與電工學中的電阻和電路圖聯系起來，學生就很容易理解并掌握了。
在講授各知識點的時候，應時刻牢記高職高專的培養目標是培養第一線技能型的人才，因此應盡量講該知識在電廠生產實際中的應用。
4.精選例題
由于受時間的限制，為了加深對重要公式的理解，必須精選有關本專業方向的、緊密聯系電廠生產實際的例題，例如開口系穩定流動的能量方程的應用，朗肯循環、再熱循環、回熱循環和熱電合供循環的經濟指標的計算，導熱、對流、輻射及換熱器的傳熱計算等。
5.采用現代化的教學手段
高職高專教育是要培養高素質技能型人才，其特點是強化理論聯系實際，因此在教學方法方面要強調工程實踐性。在教學中，組織學生看幻燈片、動畫展示，到學院模型室參觀鍋爐、汽輪機、回熱加熱器、空氣預熱器等模型，到學院實訓中心參觀水泵、風機等實物的辦法，來分析它們構造、工作原理，以提高學生的感性認識，增強直觀教學效果。但在推導一些簡單的公式和講解例題時，要用傳統的板書方法，以展示分析和計算的過程。同時為了彌補多媒體教學進度太快的不足，教師可讓學生把課件拷貝回去復習。
同時，為了理論聯系實際，我校安排了下廠參觀、認識實習、運行或檢修實習（實訓）等實踐教學環節，讓學生親身感受電廠實際的工作氛圍，縮小學校與電廠的距離。
6.培養獲取信息的能力
工程熱力學部分的內容已建成院級精品課程，一些相關的教學資料，如教師電子教案、課件、習題解答、實驗指導書、學習指導書、參考文獻目錄、授課錄像等均已上網絡，任課教師應指導學生上網查閱，方便了學生自主學習。同時，我校還開通了教學論壇，便于師生課外交流、探討。傳熱學部分的教學內容還未建成和上網，這樣就告訴學生上其他兄弟院校的精品課程網站。
隨著經濟全球化的不斷深入及知識、信息技術等的不斷普及和火電廠新設備、新技術、新工藝的不斷應用，高職高專學生需要培養創新精神和開拓能力，因此教師要在教學中訓練學生利用Internet 獲取相關信息的能力。
7.適時開展第二課堂，提高學生實踐能力[6]
學院從設備、場地和資金上給予大力支持，選派教師跟蹤指導、組織學生開展各類競賽活動，如專業論文評獎、專業知識競賽，適時結合實驗、參觀畢業班學生火電廠仿真系統的操作技能競賽和就業應聘現場模擬會等活動，將課堂教學與課外活動有機結合起來，讓學生感受職業氛圍，培養嚴謹的工作作風，進一步激發學生的專業興趣，提高學生職業素質和專業實踐能力。
8.采用綜合的學業成績評價方式
改革一門課程、一份試卷、一個成績的傳統的學生學業成績評價方式，采用綜合評價，注重學習過程。此外，還應考慮學生的獨特見解方面的成績，且所占比例不應該小。如通過課外作業、課堂提問、課后輔導等途徑加以收集，列成表格，建立《學生學業成績登記表》，如表1。
四、結束語
為了使畢業生符合高素質技能型人才的要求，筆者通過分析高職高專學生的特點、培養學生的學習興趣、重組教學內容、適時開展第二課堂、綜合評價學生的學業成績等教學方法和手段等方面進行了改革與創新，創造一個良好的學習氛圍，培養了學生的自學能力、分析問題和解決問題的能力，提高了教學效果。
參考文獻：
[1]景朝暉.熱工理論及應用(第二版)[M].北京:中國電力出版社,2009.
[2]曾冬琪,林小鬧.提高“工程熱力學”教學質量的方法漫談[J].中國電力教育,2010,(16).
[3]吳怡,雒婧.“傳熱學”教學方法探討[J].中國電力教育,2011,(7).
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1應用型本科學校與“傳熱學”課程的主要特點與矛盾
1.1應用型本科學校的主要特點
應用型本科學校的主體是“應用”，這類學校的出現也正體現了當今社會的發展趨勢。在新的社會發展背景下，高等教育的主要方向逐漸轉向培養滿足社會和經濟發展需要的綜合性人才。高校應積極探索新的學科方向、專業結構和課程體系，教師應通過更新教學內容和教學手段，提高教學質量，為社會培養具有更強適應力和競爭力的畢業生。
南京工業大學浦江學院作為我國本三類應用型學校，其生源質量上不如本一、本二類院校，普遍具有以下特點：心理上表現為思想不夠成熟，意志薄弱、缺乏刻苦鉆研的精神；學習上表現為知識儲備量少，基礎知識相對薄弱，并且缺少良好的學習習慣。因此，本三類學生的培養既不能以本一、本二類學術型、科研型人才為目標，也不能按照高職類純操作型、崗位型的人才培養，而是應該立足于自身情況，在教育中既讓學生掌握理論知識，又鍛煉學生動手能力，從而培養出一批既具有專業知識，又具備動手技能，符合社會和經濟發展需求的應用型人才。
1.2“傳熱學”課程的主要特點
“傳熱學”是建環、能源、動力等理工科專業交叉的經典學科，始于工業革命時期，發展至今已經有了一百多年的歷史，核心理論體系是傳熱的三大基本理論，即熱傳導、熱對流和熱輻射。該課程建立在基礎課“高等數學”、專業基礎課“工程熱力學”、“流體力學”等課程之上。其基本理論，如傳熱基本定律、傳熱方式、傳熱條件、影響傳熱的因素、增強和減弱傳熱的方法等，又是暖通空{、供熱工程、制冷技術等工程技術中所有涉及熱量傳遞規律理論的基礎。所以，傳熱學中涉及的定律多、公式多、概念多、方法多，且這些定律、公式、概念與方法應用十分廣泛。
針對應用型本科學校的學生，在學習該門課程時，首先要注意系統掌握有關熱量傳遞的基本知識，提高分析和計算傳熱問題的能力，提升基本的實驗技能。另外，教師還應通過實驗、實習等實踐教學方式，培養學生的動手能力，從而使之掌握相關熱工流體設備的設計與使用方法，培養學生的工程實踐能力。
1.3應用型本科學校與“傳熱學”課程的主要矛盾
應用型本科學校的生源大多不具備較為豐富的知識儲備和較強的學習能力，但是由于傳熱學中涉及的公式、概念和定律數量多、范圍廣，學生在學習過程中普遍存在以下問題：“
（1）概念理解不深刻。傳熱學以高等數學等學科為基礎，涉及的實際應用學科又較為廣泛，并經常會用到較深的數理基礎知識。因此本來就基礎薄弱的學生對如此龐雜的概念和公式只能機械記憶，而難以深刻理解。
（2）分析計算能力弱。傳熱學課程中的熱傳導、熱對流與熱輻射的計算和推導涉及大量的經驗公式與數理方法，計算過程繁雜且難度較大。很多學生面對計算時只會生搬硬套已有公式，不能捋清正確的計算步驟和方法。
（3）理論、實踐結合能力弱。受傳統教學方式的影響，學生在學習過程中更多停留在理論層面，難以針對實際問題的特點運用已有的知識進行具體分析，并利用傳熱理論解決實際生產、生活問題。
針對上面幾點普遍存在的問題，結合應用型本科學校的培養方針和具體特點，在培養方式上，首先應該引導學生正確認識應用型本科學校的培養方針和目標，具體到學習傳熱學的基本要求及在專業學習中的重要性，幫助學生正確定位傳熱學在專業知識體系中的位置；同時切實改革“傳熱學”課程的教學方法，以將學生培養成符合社會和經濟發展需求的應用型人才為目標，合理安排課程教學。
2課程建設
2.1認真了解授課對象
該課程的授課對象是指該校建環專業大二或大三的全體學生，教師應充分了解這些學生的心理特征、知識基礎與培養目標，根據學生的具體特點，結合學校的教學能力，樹立正確的教學目標，選擇合適的教學方法，活化自己的教學藝術。
2.2合理選擇教學內容
南京工業大學浦江學院建環專業使用的教材是由楊世銘、陶文銓編著（高等教育出版社，2006）的“傳熱學”（第四版），該教材將學生對基本概念、基本理論和基本計算方法的理解作為第一任務，對基本知識點進行詳細的敘述，對傳熱學中一些重要概念、公式和計算進行分步介紹，并深入剖析公式背后的理論，并適時的結合實際的例題，闡述傳熱學在建環專業相關案例中的應用。
2.3積極重組考核內容
傳熱學考核應分為閉卷考試（60%）、平時作業（15%）、學習表現（10%）和研究性學習（15%）四個部分。其中閉卷考試主要是為了加強學生對課程的記憶，考試內容為傳熱學的基本概念、理論和計算方法；平時作業是為了幫助學生在課后鞏固當天的學習內容，包括一般性的習題，綜合性工程問題的解答以及安排的相關實驗等；學習表現主要是反映學生在平時課堂上的表現，如回答問題、參與課堂討論的情況。研究性學習可以培養學生的動手能力，訓練學生運用知識的熟練程度，提高學生獨立思考的能力，同時積極調動學生的主觀能動性，為培養創新能力創造機會。如：通過給定一個換熱目的，讓學生自行設計一臺換熱器或完成換熱相關的數值模擬等。相比于傳統的考核方式，通過這四個方面的組合，可提高學生對傳熱學的學習興趣，從而提高教學質量。
2.4打造“雙師型”教師
所謂“雙師型”教師是指具備以下兩方面能力的教師：在理論上具有較高的專業理論水平和教學水平，同時具有較強的科研能力：在實踐上具有熟練的專業實踐技能，能夠組織生產經營，能夠指導學生進行自主創新創業。
作為應用型本科學校的教師，都應該以成為“雙師型”教師為目標，嚴格要求自己：及時了解和掌握所授專業最新科技動態和行業發展水平；在教學中通過專業授課、實訓、實習等方式，使學生掌握必需的職業技能；引領學生學會理論聯系實際，掌握分析問題和解決實際問題的能力，提高學生自身技能；通過介紹當下最新研究成果和行業新型技術等活動，培養學生的技術革新意識和動手能力。
3課程教學方法的改革
3.1注重啟發、注重興趣
“傳熱學”課程貼近生活，可以很好地解決生活中遇到的問題，應該引導和啟發學生主動進行思考，提高學生的學習興趣。
例如學習之初，在課堂上提出生活中顯而易見但卻容易被大家忽略的問題，如“冬天的時候為什么白天太陽曬過的棉被，晚上蓋起來會比較暖和？并且經過拍打之后，效果會更加明顯？”這種與生活息息相關的問題，可以讓學生帶著疑問與熱情跟著老師去探索傳熱學藏在生活當中的秘密。
3.2融入最新科技
隨著科技的不斷發展，傳熱學的許多理論被應用到很多專業工程領域的最新成果中，在課堂上應向學生介紹傳熱學發展的最新研究成果，如抵蕩熱學、微尺度傳熱學以及納米流體、微肋管等新型換熱設備等。當然對于剛剛接觸本學科的本科生而言，理解這些新概念、認識這些新現象、了解這些新設備都是比較困難的，但從人才培養的長遠角度來講，這樣的教學方法可以拓展學生的視野，提高學生的創新意識。
3.3教學多樣化
（1）多媒體教學：隨著信息技術的飛速發展，使得傳統的教學模式有了很大的變化，PPT、動畫、視頻等多媒體技術的介入，對理解一些抽象的術語、概念和定理有了很大的幫助。教師應該充分利用這些新的教學工具，解決教學中的一些復雜問題，例如可以用動畫等方式將傳熱學中一些難以理解的問題直觀、生動地傳遞給學生，從而營造一種立體的、全面的、輕松的、動態的學習場景，激發學生的學習熱情。（2）模型教學：課堂教學時配備一部分教學模型，如換熱器模型，讓每位學生在學到相應知識點時，能夠近距離接觸設備實體，有個感官的概念，以培養學生的動手操作能力及空間想象思維。
3.4注重實用軟件
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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
篇6
引言：
我校《鍋爐原理》課程的授課對象是能源與動力工程（原熱能與動力工程）專業的本科生，本課程是一門綜合性、實踐性較強的主干專業學位課程，具有濃郁的電力生產特色。我校這門課程為上海市教委重點建設課程和上海市精品課程。為了適應能源與動力工程專業“卓越工程師教育培養計劃”要求，強化學生工程能力和創新能力的培養，本課程在教學過程中加強了實驗教學，培養學生分析和解決實際問題的能力。
《鍋爐原理》課程是以“電站鍋爐”為研究對象，通過本課程的學習，使學生初步掌握綜合應用已學的專業工程熱力學、工程流體力學、傳熱學和工程燃燒學合分析的方法。本課程以其他專業基礎課程（比如：工程熱力學、工程流體力學、傳熱學和工程燃燒學）為基礎，與實際電廠生產之間聯系緊密，需要在講授過程中將理論與實踐緊密結合，使學生注意掌握將理論應用于實踐的方法。
實驗、實踐教學在培養學生嚴謹的科學思維和創新能力、理論聯系實際，特別是與科學技術發展相適應的綜合能力方面有著不可替代的作用。在《鍋爐原理》課程教學過程中，運用鍋爐原理的基本知識及方法解決工程實際問題是教學的目的也是教學的難點。為此，必須加強實踐教學環節，增加實習和綜合性實驗內容，以助學生對《鍋爐原理》課程理論教學內容的理解和解決工程實際問題方法的掌握。針對電力行業特色，課題組對《鍋爐原理》課程實驗內容進行了精心設計、改革了實驗方法、改進了考核方式，形成了一套完整的實驗教學體系，包括綜合性實驗、鍋爐實習參觀、計算機仿真訓練以及檢修實訓。在幫助學生充分理解并掌握教學內容的基礎上，增強動手能力，拓展第二課堂、提高創新能力。
一、《鍋爐原理》課程的實驗教學目的與基本要求
實驗教學的目的：通過鍋爐課程的實驗使學生獲得鍋爐實驗技能的基本訓練，掌握鍋爐實驗的基本方法，學會常規測量儀器的使用方法，同時借助實驗中顯示的物理化學的現象和數據，進一步深化對“鍋爐原理”課程中有關重要理論和概念的理解。同時掌握實驗基本方法，鍛煉動手能力，培養創新思維。
基本要求：
（1）通過實驗使學生強化對鍋爐理論知識的認識、驗證理論知識的結論。
（2）使學生掌握常規儀器的基本原理與使用，學會完成實驗的方法和操作程序。
（3）學會從實驗數據的分析中得出反映基本原理和定律的結論。
（4）整理實驗過程取得的數據，完成實驗報告。
（5）學習完成簡單的設計性的實驗。
（6）通過實驗教學環節培養學生實事求是、遵循客觀規律的科學態度和嚴謹認真的工作作風。
二、《鍋爐原理》課程的實驗教學內容
依據實驗教學的開課目的，《鍋爐原理》實踐教學內容設計為綜合性實驗、鍋爐實習參觀、計算機仿真訓練以及檢修實訓四個部分。通過綜合性實驗和電廠實習參觀，使學生進一步加深燃料成分、鍋爐熱平衡、鍋爐熱偏差的形成機理以及鍋爐設備及系統的理解，并掌握基本實驗方法和測試技術；通過計算機仿真訓練，開展形象教學，可從根本上改變專業課程教學中存在的涉及大型設備、復雜系統，在課堂上難以講解和學習的設備運行及工作過程等問題；而檢修實訓的主要目的是培養和提高學生動手能力和綜合應用能力的實踐環節，也是強化學生工程師基本技能的訓練，培養和加強學生的實踐能力和創新能力。通過實訓，學生可以了解鍋爐的泵與風機、燃燒設備等的結構特點、工作方式及有關的技術經濟指標，熟悉鍋爐設備的結構和性能、設計及計算方法，將理論和生產實踐相結合，鞏固和擴大專業知識面。
結合《鍋爐原理》理論教學的授課模塊：燃料及燃燒特性、燃料燃燒計算和鍋爐機組熱平衡、煤粉制備及系統、鍋爐受熱面、鍋爐工作原理等，開設了相應的實驗教學：燃料的工業分析實驗、燃料的元素分析實驗、燃料發熱量測定實驗、灰熔點測定實驗、鍋爐熱平衡實驗、煤粉細度測量實驗、過熱器熱偏差實驗。受實驗時數的限制，上述實驗部分是作為第一課堂必修實驗進行的，而部分是放在第二課堂選做的。再結合校企合作平臺，第二課堂上還開展了相應的鍋爐檢修和實訓，作為相應實驗課程的有力補充，鍛煉動手能力，培養創新思維能力，提高創新能力。
三、鍋爐原理實驗教學模式的探索
為了培養學生的動手能力和創新能力，《鍋爐原理》課程的實驗室是開放式實驗室，實驗分為必做和選做兩類。對于教學必做的實驗，由于受到實驗臺套數的限制，所以每個實驗都按照實驗臺套數將學生人數控制在與實驗臺套數相適應的組別來排實驗，使學生有獨立操作機會。每次實驗，實驗老師都付出很多的時間和心血。對于選做的鍋爐實驗，學生提前一周提交實驗申請，實驗教師把相關的儀器、設備、系統、實驗工具等準備好，學生可以隨時到開放式實驗室進行相關實驗的操作。對于復雜的實驗，學生可以自行組隊，然后進入實驗室進行團隊協作，操作實驗設備和儀器，并主動思考實驗過程中遇到的現象和問題，通過團隊合作解決實驗中出現的問題，記錄和整理實驗數據，進行數據分析和實驗總結。學生在做實驗的過程中，可有效提高動手能力、團隊協作精神、獨立思考并分析解決問題能力以及自主創新能力。
四、鍋爐原理實驗教學考核方式
實驗考核是對學生實驗能力的全面檢查，也是對教師教學效果的檢查。同時，實驗進行相應的考核能夠給學生壓力和動力，促使學生重視實驗課程。實驗課程傳統的考核方式多是依據學生提交的實驗報告質量來確定，這種實驗考核方式重點考察了實驗成果而忽視了做實驗的過程，有一定的合理性，但同時也帶有實驗指導教師的主觀性，導致一部分學生不重視實驗過程，甚至出現了個別學生抄襲他人實驗報告的情況，而教師僅根據實驗報告是無法判定哪份報告是抄襲的，這就不可避免會出現個別對待實驗敷衍了事的學生，但其實驗報告寫得很好，所以其實驗考核成績比那些認真做實驗學生的要高的不合理現象，這會挫傷部分學生進行實驗的積極性、主動性和創造性。為此，課題組對傳統的考核方式進行了改革，將成果考核改為過程考核。把成績分為五部分，包括：實驗準備過程、實驗操作過程、實驗數據分析、實驗報告和實驗創新。采用過程考核方式，可以考察學生的綜合表現。實驗準備過程考核主要是考查學生對實驗的預習情況；實驗操作過程考核主要考查學生實驗操作過程的動力能力、實驗操作的規范性和正確性；實驗數據分析主要考查學生實驗數據的準確性及數據處理方法的合理性；實驗報告主要考查學生對整個實驗的綜合整理能力；實驗創新主要考查學生通過本次實驗，在操作方法上、數據處理上有無改進或創新，或把本次實驗的理念、原理等向外拓展，提出新的實驗。實驗教師根據以上五個環節進行綜合評分，給出總評成績。通過這種考核方式給出的實驗綜合成績，實現對學生的學習態度、觀察能力、動手能力、思維能力、綜合分析能力、創新能力的全面考查。這種考核方式可充分反映學生對實驗課的學習態度、知識掌握、動手能力和拓展創新能力等綜合素質，進一步促進實驗教學質量的提高。
五、結束語
《鍋爐原理》課程的實驗教學是將《鍋爐原理》教材的理論知識與工程實踐相結合、基礎理論學習與實驗能力培養相結合的教學活動，是培養學生創新能力的重要環節。針對電力行業特色，進行了《鍋爐原理》課程實驗內容的設計、實驗方法的改革、考核方式的改進，形成了完整的實驗教學體系，包括綜合性實驗、鍋爐實習參觀、計算機仿真訓練以及檢修實訓，有利于學生充分理解并掌握教學內容，增強動手能力，拓展第二課堂，提高創新能力。這種實驗教學方法得到了學生的一致好評，教學質量提高明顯。
篇7
一、基于工作過程導向，重構課程內容體系，全面實施“項目化教學”
“化工原理”課程遵循學生職業能力培養的基本規律，打破學科體系，重新構建教學內容。以真實工作任務及其工作過程為依據，整合序化教學內容，與行業企業合作進行基于工作過程的項目化課程開發與設計，全面實施“項目化教學”，把整個學習內容歸納分解為“流體輸送系統的認識”“液體的壓力測量”“管子的連接和閥門的安裝及使用”“列管換熱器的選型”等16個項目，科學引導學生對知識的掌握和強化應用能力的訓練，突出本課程的應用性、工程性特點，激發學生學習本課程的積極性。“項目化教學”是以項目為載體，工作任務為驅動，工作過程為行動導向，以能力為目標，以學生為主體，將理論與實踐有機結合，“教、學、做”一體化，使學生在完成任務的過程中掌握知識和技能。
通過教師到企業生產崗位調查，對企業一線技術骨干、工程技術人員和管理人員的訪談，完成化工單元操作崗位核心能力工作分析表，然后在企業人員共同參與的情況下，針對工作分析表分解出任務表，確定化工單元操作的工作過程作為課程的主線，并據此設計教學項目和學習任務。它是從生產實際出發，選擇典型事例作為教學的主題，以實踐為導向，教師為主導，學生為主體，師生通過共同實施一個完整的項目工作，并且共同評價項目工作成果而進行的教學活動。遵循“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”這一“行動導向的教學觀”進行教學設計。本課程采用“教、學、做”合一的職教模式，在理實一體多媒體教室，實施開放式的教學方式，采取分組教學，發揮學生的主體作用，學生自主設計、策劃、完成、評價整個工作任務。學生為完成工作任務，在獲取信息、設計方案、制定操作規程、操作等完整實踐過程中“做中學，學中做”，從而掌握職業技能、獲得專業知識。根據“行為導向”原則，使學生在完成工作任務的同時，構建自己的經驗和知識體系，運用新學習的知識與技能解決過去從未遇到的問題。在每個項目教學內容完成后，選用實際工程案例對其綜合分析、解剖和總結，由此鞏固學生所學知識和增強工程應用的意識。
基于建構主義的項目教學法與傳統的教學法相比，有很大的區別，主要表現在改變了傳統的三個中心：由以教師為中心轉變為以學生為中心，由以課本為中心轉變為以“項目”為中心，由以課堂為中心轉變為以實際經驗為中心。課程追蹤企業對崗位人員的考核評價標準，根據行業技術水平的不斷發展，定期開展崗位工作調查，進行典型工作任務分析，努力追求工作過程系統化的課程教學模式，以滿足不斷提高的技術對從業人員的要求。
二、建立基于行動導向的“教學做”一體化職教模式
本課程主要是將“項目化教學”“案例教學”“多媒體教學”“化工單元操作綜合實訓”“化工單元操作課程設計”“計算機化工單元仿真實訓”“參觀實習”“生產性實訓”“企業頂崗實習”“先進輔助教學手段”“網絡教學技術”等多種教學方式有機地結合起來，融專業知識培養和素質教育、教學和生產實踐為一體。構建全面提高學生職業素質，突出實踐能力的“教、學、做”一體化的技能培養模式。
以培養學生具備基本職業素養和技能為目標，把工學結合作為高等職業教育人才培養模式改革的重要切入點。科學設計學習性工作任務，改革教學方法和手段，合理設計實訓、實習等教學環節，融“教、學、做”為一體，強化學生能力的培養。進行化工單元操作實驗，探索學生校內學習與實際工作的一致性，課堂與實習地點的一體化。化工課程設計包括：列管式換熱器設計、填料吸收塔工藝設計、板式精餾塔工藝設計等。計算機化工仿真實訓技術，開發了虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗。加強優質教學資源和網絡信息資源的利用，把現代信息技術作為提高教學質量的重要手段，不斷推進教學資源的共建共享，擴大受益面。 轉貼于
1 化工單元操作綜合實訓室。學院投資300萬元建成了“化工生產實訓基地”，包括化工單元操作實訓室、化工校內實訓基地，總建筑面積達2000平方米，擁有雷諾實驗、柏努利實驗、流體流動綜合實訓裝置、阻力綜合實訓裝置、離心泵性能綜合實訓裝置、管路拆裝實訓裝置、傳熱綜合實訓裝置、過濾綜合實訓裝置、精餾操作綜合實訓裝置、吸收操作綜合實訓裝置、干燥綜合實訓裝置、流態化干燥綜合實訓裝置、氣體膜分離綜合實訓裝置、洞道干燥實驗裝置、板框過濾機及過濾實驗裝置、雙錐回轉真空干燥器、箱式干燥器、水環式真空泵、結晶器、DCS化工過程控制系統等實驗實訓裝置一百多臺套。經過多年的建設，綜合實訓室現具有符合要求的各種設備，功能齊全，實訓效果良好，能夠滿足化工原理“教、學、做”一體化教學的要求。
2 化工仿真實訓室。學院建設了化工單元仿真實訓室及化工裝置仿真實訓室，配置了200臺計算機和北京東方仿真公司的化工仿真實訓軟件。通過形象、科學、簡易、安全、經濟、有效的化工仿真模擬技術，可進行化工單元仿真實訓和模擬真實的化工生產操作。化工單元仿真實訓包括：離心泵、精餾塔、換熱器、液位控制、吸收解吸、固定床反應器、流化床反應器、壓縮機等。化工生產仿真實訓操作包括：乙烯、聚丙烯、乙醛氧化制醋酸、催化裂化、催化重整等裝置，具有模擬工廠開車、停車、正常運行和各種事故現象的處理，再現真實生產過程的實施動態特性。達到了既能對生產實際有一個很好的認識，又能親自動手進行反復操作，更全面、具體、安全和深入地了解不同的化工生產操作，鍛煉提高了學生的專業應用技能。
3 先進輔助教學手段和網絡教學資源。配套了先進的輔助教學設施，如教學課件、教學錄像片以及教學模型等。圍繞教學內容制作課程的ppt、Flash動畫素材、CAI教學短片，以及網絡教程和習題訓練等，利用人機相交界面的多媒體效果，拓展學生視野，提高了學生的學習積極性、學習興趣和學習效果。同時提升了教學團隊應用現代教育技術設施的能力，顯示了利用現代教育技術和教學設施開展專業課教學的優勢和成果。《化工原理》課程配套的課程標準、授課計劃、教案、習題、授課錄像、實訓指導書及參考文獻目錄等都已經在校園網上開放，初步實現了優質教育資源共享。
三、大力推進工學結合，校企合作，培養高素質技能型人才
1 校外實習基地的建設與利用。加強建設實訓實習基地是彰顯高職辦學特色、提高教學質量的重點。學院大力開展校內實訓基地建設，不斷改善實訓實習條件，建成中央財政支持的校內生產性實訓實習基地；并且根據化工技術專業的人才培養要求，充分利用瀘天化、四川天華等二十多家大型化工企業，建設適合化工專業人才培養要求的校外實訓實習基地。校企共建“校中廠、廠中校”實訓實習基地。以校企合作為模式，進行參觀實習，師生共同參與校內外生產性實訓和企業頂崗實習，提高了學生的實際動手能力，強化了學生能力的培養。并且建立了完整的教學質量保證體系和“多元性”的考核評價體系，取得了良好的教學效果。
篇8
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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[2]陳增生.SMC/SMD的手工焊接工藝技術[J].電子工藝技術，2009，30（5）：279-281.
[3]杜江淮.電子手工焊接工藝及質量控制[J].安徽職業技術學院學報，2011，10（3）：17-23.
篇9
1、課程定位是基礎
化工設備機械基礎課程的定位應符合高職教育課程的特點，即具有職業性、針對性和應用性，突出“以能力培養為目標”的教育理念，考慮授課對象的實際情況，基于崗位需求，注重職業素質和能力的培養。通過校企合作進行課程建設，企業參與課程標準的制定與審核，將企業文化、行業標準直接滲透到課程建設中。通過該課程的學習，使學生掌握化工設備機械基礎知識和操作維護方法，具備基本的機械設計能力，培養學生的工程觀念，提高其分析問題和解決實際問題的能力。
2、教學內容設計是重點
教學內容是課程建設的核心，是打造精品、提升質量的先導。根據化工行業對從業人員的要求、專業培養目標、崗位職業能力的基本要求，與行業企業密切合作，完成化工崗位所需要的知識、能力、素質要求來選取《化工設備機械基礎》課程的教學內容，并為學生可持續發展奠定良好的基礎。
本課程是一門實用性極強的課程，課程內容設計打破傳統的模式，以模塊、項目取代章節。注重理論聯系實際，遵循崗位職業能力培養的基本規律，重組和整合教學內容，融知識傳授與能力培養為一體。注重教學過程的實踐性、開放性和職業性，加大實踐教學環節的比重。確定理論和實踐教學內容，將知識點、技能要求與具體工作任務聯系起來，突出知識與技能要求的崗位針對性。
教學內容設計采用“認識――深入――強化”三段式展開。
課程認識階段：主要以感性的認識為主，以參觀、圖片展示、討論等活動為手段，讓學生了解課程概論和一些淺顯的專業知識，引發學生學習該課程的興趣。例如，化工容器結構這一節內容，可以采取現場教學得到感性認識，再輔以圖片進一步了解內部結構，使學生易于接受。
課程深入階段：主要通過創設工作情境、項目實訓等多種方式，使學生在工作情境中學習專業知識，不斷鞏固上一階段對該課程建立起來的興趣，并通過項目、任務演練初步嘗試成功，增強學生學習的信心、掌握相關的專業技能。利用學院的化工實訓基地和煤化工實訓基地，讓學生在仿工廠情境化環境中學習，通過創設模擬的現場實訓教學環境，進行基于工作過程的實訓項目的訓練，強化職業技能和職業素質的培養。例如，通過閥門的認識與拆裝項目，學生以小組為單位在創設好的工作情境中學習，不僅增強了學習興趣和信心，掌握了職業技能，而且通過團隊合作鍛煉了同學們的溝通交流能力、語言表達能力和團隊協作意識。
課程強化階段：通過操作性強的項目或任務，培養學生分析、解決問題的能力，使學生逐步建立起工程概念。例如，學生在完成換熱器拆裝、試壓綜合項目中，已經對換熱器結構、性能、壓力試驗、拆裝操作規程等知識都有了較全面的學習，通過項目訓練，將理論與實踐結合起來，進一步強化職業技能，獲得相關的“工作經驗”和“工作訣竅”，培養學生綜合分析和處理實際問題的能力。在此階段，充分發揮學院化工單元操作裝置、仿真實訓、模擬工廠化情境的實訓車間以及校外實訓基地在人才培養中的重要作用，開發利用好校內外資源。
3、教學團隊建設是關鍵
化工設備機械基礎課程所涉及的理論知識面寬（包括多門學科）、實踐性強，因此對教師的要求較高，不僅要求教師具備扎實的專業功底，而且還要求教師具備相當的實踐經驗，將理論知識靈活應用到實踐當中去。我院近幾年通過骨干教師培養、雙師素質教師培養、新老教師結對子工程、兼職教師隊伍建設不斷提高教師團隊的專業技能和實踐經驗。組織專業教師參加教育部高職高專師資培訓基地培訓、行業組織的相關技術類培訓、精品課程師資培訓、相關實訓基地設備使用和教學功能開發等各級各類教師培訓。新、老教師結對子，起到了老教師“傳、幫、帶”的作用，使得新教師迅速成長，增強了教學團隊的競爭力。此外，學院不斷加強與行業企業的合作，聘請企業技術人員和能工巧匠作為兼職教師指導學生生產性實訓和實習，培養學生職業技能。通過以上舉措，大大提高了教學團隊的教學實力，為課程建設提供了強有力的支持。
4、教學條件建設是支撐
實踐性教學的重要性在高職教育中的地位日益凸顯。教學條件的建設成為課程建設的重要支撐。我院化工實訓基地集實習實訓、仿真、培訓、技能考核和科研于一體，擁有精餾、流體輸送、傳熱、干燥、吸收解析、過濾、管路拆裝、純水制備、固定床反應器、流化床反應器、釜式反應器等設備，通過教師們的努力，開發出配套的實訓項目，編制了相應的實習、實訓講義，制定出設備的操作規程和規范，為課程改革打下了良好的基礎。
我院在加大院內實訓基地建設的同時，不斷深入校企合作，與神華煤制油公司合作共建“校中廠”――煤化工教學工廠，仿現代化煤化工企業程度高、融入了企業管理文化，擁有煤制甲醇典型裝置、模擬生產、DCS自動化控制，可以進行開車、運行、停車、設備維護保養、事故判斷處理、崗位管理等實訓。為課程教學提供了可靠的保障。
5、教學方式靈活多樣
采用多媒體教學、現場教學、模型演示等教學手段，增強了教學的直觀性、生動性、互動性，大大增加了課程的信息量，便于學生理解，提高了教學效率。例如，在講授常見化工設備的過程中，組織學生到我院化工實訓基地進行現場教學，建立起感性認識后，利用多媒體教學進行深入講解，并不斷引導學生獨立思考，將同類設備進行對比分析，探索內在聯系與規律，培養學生分析問題和解決問題的能力。
采用小組討論法、案例教學法、總結歸納法、頭腦風暴法等教學方法，引導學生自主學習的積極性，鼓勵學生參與討論、分析和思考，要適時地給予學生必要的肯定。在這個教學過程中，教師不再是知識的傳播者，而是教學活動的設計者和激勵者，教學過程不是授之以“魚”應是授之以“漁”。
6、實施效果
在《化工設備機械基礎》課程的教學過程中，嘗試從課程定位、教學內容設計、教學團隊合作、教學條件的充分利用和教學方式的改革等方面入手，積極開展課程的建設與研究。實踐表明，這些措施改進和提高了該課程的教學效果，開闊了學生視野，培養了學生運用所學知識分析解決工程實際問題的能力，提高了學生的綜合素質。
基金項目：本文為2011年度高等學校科學研究項目《化工設備機械基礎課程建設研究與實踐》的部分成果（項目編號NJC11256）。
參考文獻：
篇10
實驗教學在實踐教學中，實驗教學是重要的一個環節，本專業原有實驗教學內容中演示型實驗較多，存在一定問題。原有實驗教學是基于建筑環境與設備工程專業而設置的，主要配合專業基礎課流體力學、傳熱學、工程熱力學、電工電子學和專業核心課程供熱工程、鍋爐及鍋爐房設備、制冷技術、空調工程、通風工程、建筑電氣、建筑設備自動化等而設立，實驗開設種類齊全。但是受實驗場地和實驗設備數量的限制，許多實驗設備數量不夠，僅能進行演示型實驗，在實驗過程中學生被動地聽教師講解，沒有機會實際操作，設計實驗方案更無從談起。在這種實驗課中，學生被動接受，其教學效果可想而知。這種實驗教學條件不能滿足新工科所要求的建筑環境與能源應用工程專業的實踐教學要求。課程設計本專業原有的課程設計是針對這一門課程設置，并沒有兼顧統籌其他課程，缺乏綜合性和總體性。原有課程設計分別為供熱工程、冷熱源工程、工業通風、空調工程、工程概預算、建筑給排水、建筑電氣、建筑設備自動化等課程對應的課程設計，每一個課程設計的時間一般為2～3周。這種課程設計的方案時間短，學生往往剛剛理清思緒，明白該怎么做，方案怎么選擇，負荷計算的方法是什么，就花費了大量時間；接下來還要熟悉規范，進行圖紙繪制等工作，可以想象對于一個剛接觸工程設計行業的學生，這樣完成的課程設計計算的準確性和圖紙的完善度都不會太高。同時，經過長期與學生的溝通發現，把這種課程設計安排加在一個剛入設計行業的學生身上，只會使他對這個行業充滿畏懼，最終僅僅為了完成課程設計而做課程設計，畢業后也不會再選擇這個行業，這是這種教學方法最大的問題。畢業設計在本專業的畢業設計中，以前主要是進行一個完整項目的工程設計，但是存在一定的問題。這些項目不都是真實存在的項目，有的是虛擬項目，這樣就會導致建筑上可能存在不合理，設計出來的方案與實際中的方案相差較大。比如建筑是按照北方的標準設計，而進行暖通設計時卻采用南方的氣候條件，或者采用了過時規范設計的建筑，將會導致建筑本身就與現有規范沖突，讓學生無所適從。另外，地方高校的學生也存在考研熱，每年都有大量學生在本科畢業后能夠升學，進入科研型大學從事科研工作；而地方高校的年輕教師大都是博士畢業，有一定的科研基礎，考上研的學生沒有人將其帶入科研大門，而想做科研的教師又缺乏助手，實際上畢業設計正是這兩種需求能很好結合的途徑。實習實訓實習實訓是工科教育中最重要的一個環節，在這個環節學生直接與企業接觸，能比較深入地了解本專業的應用情況并能提高實踐能力。以前的實習實訓，除了在校辦工廠內進行實踐操作外，企業一般難以接待如此規模的學生進行實踐動手操作，所以實習實訓往往停留在走馬觀花的參觀中。雖然一般都有工程技術人員參與實習中為學生答疑解惑，但是通過長期觀察，整體效果不佳，需要找到一條合適路徑來提高實習實訓的質量，這也是目前各個高校都面臨的困境。
3建環專業實踐教學改革
篇11
《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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［2］戴士弘.職業教育課程教學改革[M].北京：清華大學出版社，2007.
篇12
Research on Experiment Platform Construction of Process Engineering//Liu Changhai, Deng Kaiye, Liu Xiaoyan
Abstract On the basis of the characteristics of popular process and the realization of college education purposes such as integrated stuff, practice ability and creativity, it was proposed and discussed that involves the functions, experiments contents, teaching methods, laboratory construction, plan layout and management of process engineering laboratory. Then, it was assumed that the high level unit operation laboratory would be built as a common practice teaching platform used by the whole college, but its necessity and advantages were also discussed in the paper.
Key words unit operation; experiment; teaching platform
Author’s address Zhongkai University of Agrotechnical, Guangzhou, China 510225
過程工程實驗以研究制造業共有的單元操作過程與設備為特點,在不同的學校有不同的稱謂,如化工原理實驗、食品工程原理實驗,環境工程原理實驗等。仲愷農業工程學院過程工程實驗室承擔食品科學與工程專業的食品工程原理實驗、生物化工與生物工程等專業的化工原理實驗、機電工程學院熱能與動力工程專業流體力學實驗及傳熱學實驗、環境工程專業的環境工程原理實驗等課程實驗,是一個重要的專業基礎平臺。隨著高等教育大眾化的進展及教育改革的不斷深入,辦學規模進一步擴大,新的專業不斷增加,目前的實驗室在規模以及設備狀況等方面已經不能滿足教學的需要,建設高水平以單元操作為特點的實驗教學平臺成為學校基本建設的重要任務。本文將根據21世紀人才需求特點,結合學校實際情況,探討過程工程實驗室建設問題,為高等院校過程工程實驗平臺建設提供參考。
1 過程工程實驗室的功能
近年來,高等教育的觀念和培養目標發生很大的變化,主要表現:以專業為主的技術教育轉向以學科為主的綜合教育;教育目標從單純業務教育培養“專”才,向綜合素質教育培養通才轉變;在教學內容方面從以講授當代水平為主轉為講授當代水平與啟發未來創造并重;畢業生的素質從過去只適合本專業轉變為不僅能適應本專業,而且可以適應不斷變化的專業與技術。隨著高等教育的大眾化和教育觀念的轉變,社會對高等教育培養學生規格的要求與過去也不同。進入21世紀,教育更加重視學生全面素質的提高及適應能力和創造能力的培養,在教學內容上寬基礎、重實踐成為主流方向[1-3]。
過程工程實驗室是工科類學生重要的實踐教學基地之一,功能上應該把過去單一驗證型實驗的實驗室逐漸建設成集驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗及過程研究與開發為一體的綜合型實驗教學平臺。通過開展設計性、綜合性的實踐教學環節,培養學生的綜合實驗能力和獨立工作能力,增強創新意識和創新能力。在實驗教學手段上通過引進電子教案和計算機仿真實驗系統等現代教學手段,加大教學信息量,在多方面培養學生的實踐能力,提高教學質量[4-5]。
綜上所述,過程工程實驗室建設的功能定位應該是多功能實踐教學平臺。這個平臺應能適應多種專業方向本科學生進行流體力學、傳熱學、傳遞工程等方面的驗證性、設計性、綜合性的實驗;并具有一定的化工過程、食品加工過程、生物轉化過程、環境治理過程等方面的開發與優化能力及產品分離純化的能力。近年來,學校新開辦生物化工、生物工程、環境工程等新專業,及時建設多功能單元操作實驗平臺,不但可以提高教學質量,而且有利于學科間相互滲透與學科互補,避免重復建設,提高實驗室和設備的利用率。
把過程工程實驗室建設成多專業公用的實驗平臺,是因為單元操作為特點的課程(盡管名稱有區別)是多種專業都開設的重要技術基礎課程,課程研究各單元操作過程及設備原理與操作,實驗內容豐富。這些實驗教學對培養學生的工程觀念,提高學生分析與解決工程實際問題能力具有重要的作用。國內很多高校都把過程工程實驗室作為重點實驗室建設,并獲得很好的教學效果[5-6]。
2 過程工程實驗室的實驗內容與結構
結構設計是發揮實驗室功能和建立良好教學秩序的基礎。結構設計包括兩方面的內容,首先是根據學校的實際情況分析確定實驗的內容,然后根據學生的數量與教學計劃確定實驗室設備的臺套數與實驗室的面積,并進行實驗室平面布置設計。下面介紹過程工程實驗室承擔的實驗教學內容和建設的基本要求。
1)完善基本實驗,使其開出率達100%。演示實驗基本實驗內容包括:流體流型的觀測與測定;流體機械能的轉換;干燥設備;塔設備及附件;管件、閥門、支座、法蘭等。驗證性實驗基本實驗內容包括:流體流動阻力測定;離心泵特性曲線的測定;傳熱實驗;過濾實驗;板式精餾塔實驗;填料吸收塔實驗;干燥速率曲線測定實驗;壓力表、流量計及熱電偶的校驗;顯示儀表的校驗;電動溫度變送器、控制器性能測試及調校。
按照本科教學評估優秀水平的標準和化工原理課程指導委員會的要求,化工基礎實驗為每4人一組共用一套裝置。可以考慮將所有的驗證實驗臺套數建設為8套,單項實驗一次可以接納1個標準班進行實驗。
2)在通用驗證性實驗設備上配套測試儀器設備,以適應現代化工、食品工程、生物工程、環境工程等專業人才培養需要。
3)實驗室具備開設綜合性和設計性實驗的基本條件。綜合性實驗內容可以考慮:離心泵的計算機自動采集與控制;計算機自動采集與控制板式精餾塔實驗等。設計性實驗內容包括:膜分離實驗;離子交換與脫色;蒸發與結晶聯合實驗;化工單元設備的設計、安裝與性能測試;噴霧干燥與產品回收實驗;反應―分離集成中試實驗集與控制;全數字化板式精餾塔實驗裝置安裝調試實驗(含氣相色譜儀及計算機數據處理系統)。
把綜合性和設計性實驗內容設計成開放性實驗,指派責任心強的教師管理;對各相關專業的本科生、碩士研究生實行預約開放。
3 過程工程原理實驗室的布局
過程工程原理實驗室的合理布置,對于有效利用資金,提高建筑面積的利用率和土地利用率都是十分重要的,同時也是組織有序教學工作的基礎。平面布置不合理不但占據大量無效面積,而且會給組織實驗教學帶來很多不便。目前我國各院校的單元操作實驗室的布置基本上是按單項實驗獨立設置的,這樣的實驗室每項單元操作實驗需要一個獨立的空間,加上實驗的設備較其他學科實驗設備體積大,占地面積較大。建設一個功能齊全的實驗室至少需要2 500平方米,通常需要較大的投入。若各專業都建設相對獨立的實驗室,資金投入分散,不但會造成大量的重復建設,水平也難以提高。
參考現代建筑的特點,結合專業結構以及過程工程實驗的實際特點,可以把驗證性實驗分成3個大類,即流體力學基礎及流體輸送相關實驗;傳熱學基礎及蒸發、結晶類單元實驗;傳遞過程相關實驗,如精餾、吸收、萃取、干燥等。3類實驗室相對獨立,每個實驗室設計成實驗平臺式,實驗設備設計成移動式,需要進行哪個實驗就把相應的設備移上平臺,其余暫時不用的設備相對集中放置。采用這樣的設計完成相同實驗所需的實驗室面積至少可以減少一半,省出來的建筑面積足以用來建設設計性、綜合性實驗及清潔生產過程開發實驗室。這樣的實驗室不但可以供本科生教學用,研究生實驗也可以使用。
4 過程工程實驗室及實踐教學管理系統
把過程工程實驗室建設成相對獨立的工程實驗中心,可以強化實驗室管理和設備管理,使其成為多專業共用的實驗教學平臺。實驗室除了安排本科生正常教學實驗外,其他時間對全校師生開放,通過預約有效安排時間,最大效率利用實驗設備,使實驗室成為開發學生創造潛力,提高學生實踐動手能力,集教學與技術開發于一體的教學基地。單元操作實驗可以單獨開設實驗課,列入教學計劃。教師通過講述實驗設計、數據處理、單元操作規程和組織實驗等系列教學活動,培養學生的工程觀點,提高學生分析解決工程問題的能力,增強創新意識和創新能力。
根據本科學生培養目標要求,為了保證教學質量,實現高校優質教學管理,可以考慮如下安排。
1)實驗指導教師的確定。學生創新能力的培養是一個非常復雜的問題,涉及許多方面,但教師的作用是非常重要的[6]。教學問題,首先是教師問題,良師出高徒。應選擇責任心強,具有較高理論水平、豐富實踐經驗的教師擔任實驗指導教師。根據學校實際情況,建議每個實驗安排2名指導教師,其中1名是青年教師。2名教師指導實驗有利于新老教師優點互補,保證實驗效果,同時有利于青年教師的快速成長。
2)基礎實驗學生小組的規模。實驗小組人數減少,學生可以獲得更多動手操作的機會,有利于學生操作能力的提高。工程設備的實際操作通常是由一組人共同完成的,所以幾個人共同承擔實驗工作,相互配合完成預定的實驗任務,可以培養學生的合作精神和團隊意識。因此,實驗小組人數確定為4人。這個分組方案與教育部本科教學水平評估方案中優秀水平的標準及化工原理課程指導委員會的要求是一致的。
3)設計性、綜合性實驗的安排。盡量多安排一些設計性和綜合性實驗內容,通過開設設計性和綜合性實驗,擴大學生的知識面,啟發創新思維,培養創新能力。通過開放實驗室,保證學有余力的學生獲得更多實驗機會。
如:通過實驗設備管道安裝與組合,可以使學生了解更多化工單元操作的實際操作知識,縮短學生畢業后對新工作的適應期;在膜分離實驗中,針對不同的專業學生提出不同的處理體系和分離要求,而具體的工藝流程參數、操作方案、測試方法等則可根據實際物系,由學生查閱文獻資料擬定,教師審查通過后再實施;在反應―分離集成中試實驗中,對學生實驗的要求是得到某種產品,具體的反應條件、后續的分離純化、產品成形、質量檢測等一系列的工藝流程方案均由學生自行設計,這樣的實驗過程能給學生完全工程化的鍛煉,使學生分析和解決實際工程問題能力得到極大的提高。
4)采用先進的教學手段。由于化工單元操作種類及設備類型較多,新的設備不斷涌現,學校不可能把所有的設備搬入校園。因此,采用如投影、幻燈、錄像、計算機仿真等現代教學手段,增大教學信息量,使學生了解更多當代單元操作過程與設備知識,加深對理論教學內容的理解是必要的。過程工程綜合實驗室應配備較先進的現代教學設備,實驗教師應充分利用先進的教學手段擴大信息量,提高教學質量。
5)學生實驗成績的評定。學生實驗成績應該根據學生在實驗中的表現、實驗報告的質量來決定。注重考查學生出勤情況和預習情況、動手操作情況、數據處理的方法與準確情況、分析問題與解決問題的能力、有無創新思維等。教師要及時進行實驗報告批改與實驗情況總結,及時解決學生實驗中的問題,鼓勵學生采用創新方法,把學生對知識的理解引向深入。
6)實驗室開放與管理系統。過程工程類實驗室建設成相對獨立教學單位,國內已經有很多成功的經驗。如清華大學、北京化工大學的化工原理實驗室是相對獨立的教學單位,是學校的一級實驗室,實驗室有穩定的教師隊伍,由二級學院管理。天津大學的化工基礎實驗中心、鄭州輕工業學院的化學與化工基礎實驗中心管理方式也可以參考。上海大學的化工實驗中心包括化工原理實驗室、化學工程實驗室、化學工藝實驗室和化工仿真實踐基地等,可以滿足多專業的技術基礎課與專業課的教學和實訓。北京化工大學實驗室改革的經驗表明,學校的過程工程實驗室在管理上相對獨立有利于發揮實驗室的作用,有利于實驗室建設和開放實驗室的管理。在實驗室建立實驗操作監控系統,是實驗室全面開放的基礎建設之一。單元操作實驗課程獨立開課,建立實驗教學多媒體教室和開放實驗室等一系列實驗室建設與改革,有利于學生動手能力的提高,加深對化工單元操作過程的認識,培養學生的計算機應用能力。
5 結束語
綜上所述,過程工程實驗室建設的目標是把實驗室建設成多學科教學需要的、可以為多專業共用的實踐教學基地,建設成培養學生分析問題、解決問題能力,提高學生實踐動手能力,強化創新意識和培養創新能力的專業基礎實驗教學平臺。
建設高水平過程工程實驗室是大學擴大招生后很多學校急需解決的辦學條件問題。為了保證實驗教學的質量,充分發揮過程工程實驗室的作用,對實驗室進行準確的功能定位,合理設計實驗室結構是必要的。新建設的過程工程實驗室應根據學校教學的具體情況安排設備的數量和實驗室面積,根據當前社會對各種專業人才的要求設計實驗類型和實驗內容。通過配備現代教學手段,擴大信息量。通過多樣化的實驗裝置、開放式的教學過程、分層次的教學模式以及動態化、綜合式的成績評定方式,強化學生的主體作用、教師的主導作用。整體教育與個性化教育相互配合,調動學生學習的主動性、積極性,強化創新意識和創新能力的培養。
把過程工程實驗室建設成多專業共用的高水平實驗平臺,可以避免各專業的重復建設,節約資金;有利于開放實驗室的管理;也有利于集中高水平教師,提高教學質量;方便實驗教師間的交流與提高,從而把我國高等教育實踐教學質量提高到一個新的水平。
參考文獻
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篇13
一、研究背景
中國政府歷來重視煤礦安全工作，2006年國務院專門會議討論瓦斯治理問題，加之煤礦安全的嚴峻形勢以及安全欠賬的實際情況，近幾年數次撥專款投入煤礦安全（每年約30億元），各地方政府也積極響應，配套相應的資金，這些措施都會直接推動煤礦安全工作的發展。另外，《安全生產法》及其行政追究制度等的頒布與實施，也迫使各級政府及企業領導進一步重視安全工作。還有企業領導自身的覺悟及認識的提高，必將進一步推動煤礦安全工作的發展。鑒于國家對煤炭生產企業安全重視，因此，如何培養高素質、具有實踐和創新能力的安全技術與管理人才，如何將煤炭進行過程中事故率降到發達國家水平，加強煤礦安全與管理人才的培養是非常必要的，而且是十分迫切的，加強煤礦安全人才的培養，確保煤礦安全生產形勢根本好轉，促進中國煤炭工業可持續發展，同時對中國煤炭工業安全生產和經濟可持續發展都有著重要意義。
二、培養目標
培養滿足新時期煤礦安全生產的需求，具有良好的基礎理論、實踐技能、外語和計算機應用能力，掌握安全工程系統理論，具有寬廣的國際視野、開拓創新意識以及結合生產實際提出和解決問題的能力，能在煤礦從事工程設計與施工、科技開發與生產經營管理等方面工作，具有較好的人文社會科學素養與團隊精神、較強的社會責任感和良好的工程職業道德的本科工程型創新人才[1～2]。
三、培養標準
1.掌握相關的自然科學和工程理論基礎知識。（1）自然科學基礎知識與人文、社會科學知識。掌握中國特色社會主義理論與唯物主義哲學思想，具有社會責任感；經濟、管理、法律、英語等方面的基礎知識。（2）理論基礎知識。掌握并能應用數學、物理、化學等基礎知識；掌握安全工程所需要的工程力學、流體力學以及工程熱力學等深厚的力學基礎知識；熟練應用計算機軟件、高級編程語言等現代工具與及相關信息技術；掌握電工、電子等相關基本理論知識；掌握地質學基礎理論及工程制圖基本方法；具有系統工程知識及系統思維方法。（3）工程專業知識。掌握礦井開采工藝及相關設計與管理技術；掌握礦井通風技術基本原理及相關設計與管理技術；掌握井巷工程設計與施工基本知識；掌握礦井災害防治理論及防治工程設計方法；掌握礦山安全生產相關法律法規；掌握礦山經濟理論基礎及礦山企業管理知識；掌握礦山安全與勞動衛生基本原理；掌握礦山環境保護與可持續發展政策及相關技術；熟悉采礦技術規范，掌握礦山設計和數字礦山技術的基本方法。
2.具有運用理論知識和專業技能解決工程實際問題的能力。（1）工程項目評價、分析與決策能力。具備認識和系統表述安全工程領域各環節設計、技術和施工管理等問題，以及初步系統規劃研發的能力；具備建立本領域技術分析模型的能力；具備識別及分析影響礦山安全生產的不確定性因素、風險因素的能力；具備提出解決礦山安全生產問題的方法和建議的能力；具備應對危機與突發事件的初步能力。（2）實驗和分析能力。熟悉本專業國家和行業的標準與規范；具備查詢相關資料或者電子文獻的能力；掌握相關實驗操作技能，具備分析實驗數據、書寫實驗報告與歸納總結的能力。（3）系統思維能力。具備運用整體思維方式，全局性和系統性地考慮礦山通風與安全工程項目實現的能力；具備梳理礦山安全生產各環節的關鍵問題、難點以及影響因素的能力；具備針對解決問題的方案進行論證、總結并得出結論的能力。（4）創新精神以及吃苦耐勞的敬業品質。積極探索安全工程領域的新問題、新發展；具有執著的工作態度，并能夠結合具體條件善于運用靈活方式合理解決問題；敢于質疑，勇于創新的精神；謙虛謹慎，戒驕戒躁；保持求知欲和終生學習的態度；高效、合理地管理時間和資源；培養吃苦耐勞的精神 [3～4]。（5）職業道德和職業精神。具有高尚的職業道德，正直，富有責任感；遵守職業行為規范，遵紀守法，遵守行業準則；主動規劃個人職業方向與發展；與世界安全工程界保持同步，與時俱進。（6）進行安全工程專業技術產品開發和技術改造與創新的初步能力具備發現問題的能力；具備創新的意識；具備創新所需的專業知識；掌握一定的創新方法。
3.具有團隊協作和溝通交流的能力。（1）團隊精神。培養合同協作的團隊精神；具備組織協調和領導能力；善于技術分工和協作，共同完成目標。（2）交流與溝通。具備交流與溝通的意識和能力；建立與安全工程界進行交流的組織結構；具備運用寫作、圖表、電子和多媒體進行交流的能力；善于口頭表達，能夠作報告和會議進行交流。（3）國際交流。能夠運用外語進行交流；具備參加國際專業合作項目的初步能力；熟練運用外語查閱相關文獻。（4）團隊管理及組織協調能力。具有豐富的團隊管理經驗，善于調動團隊積極性，激發團隊戰斗力；良好的組織能力以及沖突協調能力。（5）項目評估能力。掌握正確的項目評估方法；了解項目評估的過程；具有發現問題并及時提出改進意見的能力。
4.具備在一定的企業和社會環境下的綜合工程實踐經驗。（1）參與礦山安全國際化。了解礦山通風與安全的發展及礦業工程發展國際化趨勢，了解相關國家礦山安全生產領域的政策和法規，具備參與礦山安全國際化的能力。（2）適應社會背景環境。應用礦山通風與安全專業基礎知識與可持續發展相關理論，分析礦山通風與安全對社會財產、生命安全、礦山綠色可持續發展的推動作用，能夠利用專業知識為社會作貢獻。（3）礦山通風與安全工程項目設計。應用學科基礎知識和安全工程專業知識，進行礦山通風與安全工程項目的設計能力。（4）礦井災害防治規劃與設計。綜合應用學科基礎知識和專業知識，進行礦井災害防治規劃、技術設計及施工設計的能力。（5）安全工程實施能力。應用安全工程專業知識及管理知識，進行礦山工程項目施工組織管理、質量控制及成本控制能力。（6）礦山企業運營與管理。熟悉礦山企業運營特征，確定礦山企業生產運行的方式和資源優化，規范企業職工培訓與崗位管理，具備通風與安全技術管理、礦井災害防治和礦山生產經營管理能力。
四、培養方案
培養模式為“3＋1”模式：即三年在校培養，以及累積一年在企業的生產實訓培養。第1～4學期按安全工程專業大類培養。第4學期末，采取雙向選擇的方式，在安全工程大類學生中選拔有志于從事“礦山通風與安全”工作的學生60名左右進入本計劃，按本培養方案培養[5～6]。
企業參與學生培養的整個過程：除參與學生在企業實訓期間的指導工作外，企業導師還參與學生培養方案的制定、教學計劃的編制、部分校內課程的講授以及畢業答辯等過程。
以礦業工程、安全科學與工程主干學科，主要課程為：流體力學與流體機械、工程力學、工程熱力學、傳熱學、物理化學、安全系統工程、煤礦地質學、采礦學、礦井通風學、煤礦安全管理、礦山安全法規、安全經濟學等。特色課程為：礦井通風學、礦井瓦斯災害防治工程實踐、礦井火災防治工程實踐、礦井安全新技術講座。
主要實踐性環節：礦井開拓開采工程實訓、礦山地質工程實訓、礦井通風系統測控工程實訓、礦井災害防治工程實訓、礦井災害應急救援工程實訓、礦井開拓開采與通風安全綜合設計等。
學生至少應修滿200學分，其中理論課程151學分，實踐環節4分（含素質拓展環節4學分）。標準學制為四年，學分修滿后授予工學學士。
五、結論
通過優化安全科學技術專業課程體系，凝練基礎理論課教學內容，更新專業核心課程的內容，突出專業課新知識和實踐教學環節、新技術；改革現有選修課的設置提高學生的科技創新能力，構建既實用又可靈活銜接的專業課程體系，帶動專業整體教學質量的提高。形成安全科學技術專業人才“基礎實、知識面寬、能力強”素質高、創新能力強的鮮明特色。
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