化工單元操作實訓裝置建設初探

閆 曄

北京聯(lián)合大學 北京 100101

化工單元操作實訓裝置建設初探

閆 曄

北京聯(lián)合大學 北京 100101

建設與企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平相適應、具有通用性和實用性的實訓設備，是職業(yè)學校亟待解決的問題?；卧僮鲗嵱柺腔I(yè)學生的重要實訓環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的單元操作實訓教學存在著“以實驗代替實訓”的問題。因此應建設具有真實性、可操作性的化工單元操作實訓裝置，使學生在“模擬車間、真實設備”的環(huán)境中提高職業(yè)技能。

職業(yè)教育；化工單元操作；實訓裝置；操作技能

Abstract: Chemical engineering unit operations practical training is a key process for chemical majors. This paper analyzes the unsatisfactory situation of traditional practical training in which experiments replacing training, and introduces the construction of real and operational chemical engineering unit operations practical training devices, which will help improve students’ occupational skills in a full-equipped simulation workshop.

key words: vocational education; chemical engineering unit operations; training devices; occupational skills

職業(yè)教育以培養(yǎng)技術(shù)應用性專門人才為根本任務，其實踐性、開放性和職業(yè)性是人才培養(yǎng)模式改革的重點?！秶鴦赵宏P于大力推進職業(yè)教育改革與發(fā)展的決定》中指出：要努力提高職業(yè)院校學生的綜合實踐能力，培養(yǎng)大批技能型緊缺人才。

由于化工及相關行業(yè)的特點，對從業(yè)人員的技術(shù)性要求較高，因此職業(yè)技術(shù)教育中的實訓環(huán)節(jié)尤為重要?；卧僮鲗嵱栕鳛閷I(yè)核心課程之一，對培養(yǎng)學生的工程實踐能力和職業(yè)技能起著重要作用。因此該課程的實訓裝置要結(jié)合行業(yè)背景和專業(yè)特色，建設與企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平相適應、具有通用性和實用性的實訓設備，著力提高學生的實踐操作技能，轉(zhuǎn)變教學模式，優(yōu)化實訓內(nèi)容，解決技能人才培養(yǎng)的“瓶頸”。

1 化工單元操作實訓課程的重要性

化工原理是各層次化工類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課程，主要研究化工單元操作過程規(guī)律以及設備在生產(chǎn)中的應用，在基礎課與專業(yè)課之間起著“承上啟下、由理及工、由教材到車間”的橋梁作用。與之配套的化工單元操作實訓是使學生理解化工生產(chǎn)的原理及過程，認識典型設備，掌握操作技能的重要實踐環(huán)節(jié)。作為一門工程學科，該課程強調(diào)對學生工程觀念和實踐操作技能的培養(yǎng)。

化工單元操作應用于不同的生產(chǎn)過程，由于其原理相同，所用設備基本相通，具有很強的通用性和實用性。通過該課程的學習，使學生理解流體流動、傳熱、傳質(zhì)等單元操作的規(guī)律，能夠認識并會操作常見的生產(chǎn)設備，通過合理、有效的實訓，使學生建立工程概念，實現(xiàn)從理論到生產(chǎn)、從課堂到車間的過渡，鍛煉學生的化工專業(yè)操作技能，提高職業(yè)素質(zhì)。

2 目前化工單元操作實訓存在的問題

2.1 以實驗內(nèi)容代替實訓操作

目前化工原理的教學內(nèi)容依然會受傳統(tǒng)教學模式影響，跳不出傳統(tǒng)的“學科本位”意識，過分強調(diào)理論的連貫性和知識體系的完整性。實驗課程的設置多以理論驗證為目的，教學過程按照“理論帶動實驗、實驗驗證理論”的模式進行。實驗過程通常是學生按照指導書的操作步驟做，記錄數(shù)據(jù)后再套公式算一遍。這樣的實踐環(huán)節(jié)缺乏實用性，不能很好地提高學生的實踐能力。而職業(yè)教育要求實訓基地建設的目標以學生職業(yè)能力訓練為核心，使學生“邊學習、邊實訓、邊提高”，成為學生鞏固理論知識、練就實踐能力、培養(yǎng)職業(yè)素質(zhì)的實踐性學習與訓練場所。

2.2 以實驗裝置代替實訓裝置

目前職業(yè)學校建立的實訓裝置大多數(shù)來自于高等院校，主要為與教學內(nèi)容配套的驗證性實驗裝置，以理論驗證為目的。而高等院校的培養(yǎng)目標與職業(yè)院校有很大區(qū)別。盡管實驗裝置制作精良、靈敏度高、控制手段先進，操作穩(wěn)定性很好，但其通用性和可操作性不強，無法進行操作技能的訓練。如常見的離心泵特性曲線測定裝置、流體阻力測定裝置、傳熱膜系數(shù)測定裝置、塔板效率測定裝置、干燥速率曲線測定裝置等。由于實驗裝置的可操作性不強，與生產(chǎn)實際有較大差別，使得學生在實驗過程中經(jīng)常出現(xiàn)“一邊站、轉(zhuǎn)著看、沒事干”的現(xiàn)象。花費大量資金建立此類裝置，以“實驗”代替“實訓”，無法真正提高學生的實踐操作技能。

2.3 以實驗室代替實訓車間

傳統(tǒng)的化工原理實驗各單元內(nèi)容沒有內(nèi)在聯(lián)系，裝置規(guī)模較小，且由于資金、場地的限制，很多學校把實訓車間建立在普通實驗室中，所使用的設備、測量儀表、閥門管件等類型也以實驗室規(guī)模為主，這與工作現(xiàn)場的實際環(huán)境和真實的生產(chǎn)裝置有很大距離，其操作方法和控制手段也與實際生產(chǎn)過程不同。學生在這樣的環(huán)境中，缺乏對“生產(chǎn)設備”“工藝流程”“車間環(huán)境”“操作規(guī)程”的直觀認識，不利于工程觀念的建立，不能滿足企業(yè)的用人需求。

3 化工單元操作實訓裝置建設思路

職業(yè)教育是一種以能力為基礎的教育，定位于培養(yǎng)生產(chǎn)、服務、技術(shù)和管理第一線的技能型人才。在專業(yè)技能訓練的過程中，應突出“能力本位”的思想，以“理解操作原理，簡化理論計算；認識儀器設備，明確操作規(guī)程；強化技能訓練，培養(yǎng)職業(yè)意識”為教學目標，提高學生實際動手能力。本著這個原則，在設計、建設化工單元操作實訓裝置時，應結(jié)合化工生產(chǎn)的特點，注意體現(xiàn)工程性、可操作性、真實性等特色，使其建成后能充分發(fā)揮作用，讓學生在“模擬車間、真實設備”的環(huán)境中，提高綜合實踐能力，達到企業(yè)的崗位技能需求。

3.1 實訓環(huán)境“車間化”

單元操作實訓裝置在規(guī)劃和建設時，應盡量按照化工車間的要求進行布置。實訓車間除布置有黑板、投影、臺凳等，還應按照生產(chǎn)車間的模式布置，如管廊管架的敷設、冷卻水的循環(huán)利用，操作空間的預留、工具的擺放要求、逃生通道、緊急出口的標識，安放急救箱、消防設施、緊急噴淋裝置、配套勞動保護設施等。墻面上掛放與裝置相關的圖片、工藝流程圖、操作規(guī)程、危險標識以及安全警示詞等，盡量貼近真實的職業(yè)環(huán)境，體現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)推行的SHEQ(安全、健康、環(huán)境、質(zhì)量)理念。這樣可以減小學校和生產(chǎn)車間的距離，使學生在就業(yè)時，能很快適應企業(yè)的環(huán)境和要求，體現(xiàn)職業(yè)教育的優(yōu)勢。

3.2 實訓裝置“真實化”

要達到最佳的實訓效果，采用真實的生產(chǎn)裝置無疑是最佳的選擇。如常用的泵、壓縮機、膜分離裝置、儀表測量裝置(壓力表、液位計、流量計等)、管路、閥門(各種類型的手動、氣動、安全閥)、管件等，應盡量選擇與實際相符的設備。而規(guī)模較大的設備，如攪拌釜、換熱器、塔設備、過濾器等裝置，可以采用中試規(guī)模，但結(jié)構(gòu)和操作應與真實生產(chǎn)過程一致。這樣的實訓裝置具有較強的操作性，其規(guī)模與生產(chǎn)的中試車間類似，可以把理論課程和實踐課程完全融合，使學生建立“工程”的概念，提高了專業(yè)意識，操作技能得到充分鍛煉。

特別強調(diào)的是，要達到如上所述的裝置規(guī)模和操作要求，要克服以下困難：一是要根據(jù)實際情況自行設計裝置流程，使其具備一定的綜合性和實用性；二是要有足夠空間作為實訓車間；三是資金投入要大于普通的單項實驗裝置。

3.3 實訓項目“典型化”

化工生產(chǎn)過程千差萬別，典型的單元操作有十幾個，所采用設備更是結(jié)構(gòu)、型號繁多，且隨著技術(shù)發(fā)展而不斷出新。因此，在有限的條件下，應選擇有代表性的操作進行實訓，如常見的閥門、管件的安裝、應用，離心泵的操作、切換(條件許可還可增加其他類型泵，如往復泵)，換熱器的操作、維護，篩板塔和填料塔的操作、控制等，因在生產(chǎn)中應用廣泛而具有代表性。由于單元操作的相通性，使學生技能通過對典型設備的操作獲得較為全面的提高。

3.4 實訓要求“規(guī)程化”

以往的實訓過程通常以“指導書”的形式進行操作指導，表現(xiàn)出較強的理論性，與實際生產(chǎn)過程有很大差距。而真實的生產(chǎn)裝置在操作時有嚴格的“生產(chǎn)操作工藝規(guī)程”為依據(jù)，其內(nèi)容與“指導書”差別很大。因此，在以真實設備為基礎的實訓裝置上進行實踐訓練，必然要按照生產(chǎn)工藝的要求進行操作，編寫“操作規(guī)程”，體現(xiàn)生產(chǎn)過程的系統(tǒng)化和完整性，從過程上講求職業(yè)性，使學生的生產(chǎn)管理、安全意識以及職業(yè)道德教育在實踐中得到訓練，培養(yǎng)學生的職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)精神。這也與“車間化”的環(huán)境相適應。

3.5 實訓任務“生產(chǎn)化”

以真實設備為基礎的單元操作實訓，其目的不再是“測數(shù)據(jù)、導公式、套結(jié)論”，驗證理論的正確性。因此，實訓目標應以完成“生產(chǎn)任務”的形式驅(qū)動學生完成學習任務，即“任務驅(qū)動式”教學。學生用所學的理論知識和掌握的操作技能，根據(jù)技能訓練的要求，設計制定工藝操作規(guī)程，完成相關生產(chǎn)任務，實現(xiàn)“作業(yè)、產(chǎn)品一體化”。學生實訓課程成績也以“生產(chǎn)效果”的好壞進行評價。如蒸餾技術(shù)單元操作，要求學生使用精餾裝置在規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的能源消耗，應用掌握的知識、操作技能，將物料提純到規(guī)定指標。傳熱技術(shù)單元操作，要求學生使用傳熱裝置在規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的能源消耗，確定冷卻劑流量，將熱物料冷卻到規(guī)定溫度等。在完成“生產(chǎn)任務”的過程中，不僅能使學生掌握專業(yè)知識、實際操作技能，而且還能訓練學生的技術(shù)應用能力，更能檢驗學生的職業(yè)素質(zhì)。

3.6 事故處理實訓“仿真化”

由于化工生產(chǎn)具有易燃易爆、危險性高、操作條件嚴格、影響因素多等特點，對事故的應急處理有較高要求，但事故處理訓練不可能與生產(chǎn)“零距離”。目前各校廣泛應用仿真軟件進行實訓。通過仿真操作，學生能夠較為真實地感受到化工生產(chǎn)過程中工藝控制、開停車的異?，F(xiàn)象，學習緊急事故處理操作，彌補了實操裝置中一般無法設置的故障處理技能，使學生在仿真環(huán)境中，訓練、提高學生的事故處理、應急響應能力。

4 結(jié)束語

針對職業(yè)技術(shù)教育開發(fā)和建設的化工單元操作實訓裝置目前還處于探索階段，面臨著資金不足、場地有限、“雙師型”指導教師匱乏等困難。但目前已有幾所職業(yè)院校在此方面做了大膽嘗試，并取得了良好的效果，其經(jīng)驗值得推廣和借鑒。

[1] 顧莉潔.制藥設備及化工單元操作實訓教學初探[J].化學工程與裝備，2010，1：193～194

[2] 齊廣輝，張宏麗，丁春燕.化工單元操作技術(shù)實訓課程改革的實踐與思考[J].河南科技，2010，11：70

[3] 陳炳和.以四個結(jié)合六個合一新理念構(gòu)建高職化工實訓基地建設模式[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2006，30：52～53

Exploration on the construction of the chemical engineering unit operations practical training device

Yan Ye
Beijing union university, Beijing, 100101, China

2011-05-05 稿件編號：1105025

閆曄，碩士，講師。