基于工作過(guò)程的“化工自控系統(tǒng)構(gòu)成”課程開發(fā)與實(shí)踐

吉林 王景芝

基于工作過(guò)程的“化工自控系統(tǒng)構(gòu)成”課程開發(fā)與實(shí)踐

吉林 王景芝

本文敘述了基于工作過(guò)程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程“化工自控系統(tǒng)構(gòu)成”的開發(fā)實(shí)施過(guò)程，具體闡述了該課程的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)思路、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和組織、課程的特色。

工作過(guò)程；學(xué)習(xí)領(lǐng)域；化工自控系統(tǒng)

引言

“化工自控系統(tǒng)構(gòu)成”課程是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專業(yè)（化工方向）的核心課程，為了實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)化工自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)技能的高素質(zhì)技能型專門人才的目標(biāo)，提高學(xué)生職業(yè)能力，克服以往課程理論與實(shí)踐相脫節(jié)，不利于技能形成這一弊端，進(jìn)行課程改革，以滿足工學(xué)結(jié)合課程教學(xué)需要。

1 課程設(shè)計(jì)理念

以職業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)，以教育部2006年16號(hào)文件精神、化工儀表維修工國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和化工企業(yè)儀表崗位能力要求為依據(jù)，借鑒德國(guó)基于工作過(guò)程的課程開發(fā)理念，改革課程的教學(xué)內(nèi)涵，與企業(yè)專家合作開發(fā)課程，課程內(nèi)容依據(jù)崗位工作任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域具備職業(yè)能力和可持續(xù)學(xué)習(xí)能力。

2 課程設(shè)計(jì)思路

根據(jù)崗位工作任務(wù)及化工自控系統(tǒng)安裝、調(diào)試崗位職業(yè)能力要求，與實(shí)踐專家共同進(jìn)行基于工作過(guò)程課程開發(fā)與設(shè)計(jì)，明確課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容和學(xué)時(shí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容用與本課程有關(guān)的職業(yè)工作任務(wù)來(lái)構(gòu)成其基本成分，同時(shí)包括完成該工作任務(wù)所涉及的必要基礎(chǔ)知識(shí)，課程設(shè)計(jì)主要有教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)模式設(shè)計(jì)、課程考核方案設(shè)計(jì)三方面。

2.1 教學(xué)內(nèi)容來(lái)自企業(yè)真實(shí)控制系統(tǒng)

教學(xué)內(nèi)容來(lái)源于企業(yè)實(shí)際控制系統(tǒng)，選取時(shí)考慮內(nèi)容的普適性、實(shí)用性、代表性，根據(jù)崗位實(shí)際工作任務(wù)所需要的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求，對(duì)實(shí)際工作任務(wù)進(jìn)行分析、整合，選取化工生產(chǎn)過(guò)程中四大典型操作單元為載體，將生產(chǎn)實(shí)際工作任務(wù)融入相關(guān)的理論知識(shí)及行業(yè)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)化為適合學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容。

2.2 采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)做一體化”教學(xué)模式

在各學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)中，以工作任務(wù)及其工作過(guò)程為依據(jù)進(jìn)行組織和安排，通過(guò)在理實(shí)一體實(shí)訓(xùn)室的學(xué)做一體化教學(xué)，完成學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師在教學(xué)中主要是組織、答疑、糾錯(cuò)和評(píng)價(jià)作用，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在學(xué)做中提升應(yīng)用能力、決策能力、創(chuàng)新能力。

2.3 考核方式靈活多樣

將學(xué)習(xí)結(jié)果考核評(píng)價(jià)與學(xué)習(xí)過(guò)程考核評(píng)價(jià)結(jié)合起來(lái)，考核不僅涵蓋職業(yè)技能和專業(yè)知識(shí)，還包括知識(shí)的運(yùn)用能力、檢查、判斷能力等方法能力和與人溝通及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等社會(huì)能力。在考核評(píng)價(jià)中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己在學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)進(jìn)行“自我反思性評(píng)價(jià)”，采取考核主體多元化，既有教師的單獨(dú)考核，也有教師、學(xué)生的聯(lián)合考評(píng)及學(xué)生互評(píng)、自評(píng)，每個(gè)學(xué)習(xí)情境的考核結(jié)果告之學(xué)生，并說(shuō)明理由，使學(xué)生知道自己的不足，在下一個(gè)學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)過(guò)程中有所改進(jìn)。

3 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、組織

通過(guò)專業(yè)課教師走訪企業(yè)，與行業(yè)企業(yè)專家、一線技術(shù)骨干反復(fù)研究討論，確定生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的核心崗位是化工自控系統(tǒng)安裝與調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)崗位，崗位的典型工作任務(wù)包括化工生產(chǎn)中四大參數(shù)（壓力、物位、流量、溫度）測(cè)量?jī)x表、控制儀表、執(zhí)行器及控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、維護(hù)等工作任務(wù)，歸并與本課程有關(guān)的職業(yè)典型工作任務(wù)系列，對(duì)這些典型工作任務(wù)進(jìn)行分析、整合，歸納出本課程的學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)情境的內(nèi)容要涵蓋所要傳授的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，并將專業(yè)知識(shí)點(diǎn)與工作過(guò)程整合。

3.1 合理選擇載體

載體的選取本著來(lái)源于企業(yè)，適用于教學(xué)原則，化工生產(chǎn)中常用的設(shè)備有各種塔器、換熱器、冷凝器、分離器、槽、罐等，化工操作單元設(shè)備很多，控制系統(tǒng)各種各樣，本課程選擇化工生產(chǎn)典型操作單元離心泵、換熱器、精餾塔、反應(yīng)器設(shè)備為學(xué)習(xí)情境載體，這四個(gè)典型單元控制方案不僅涵蓋了化工生產(chǎn)中四大參數(shù)，同時(shí)融合各種控制技術(shù)，既有簡(jiǎn)單控制，又有復(fù)雜控制，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠?qū)⑺膫€(gè)典型單元的特性、工藝條件與控制理論知識(shí)結(jié)合起來(lái)，更加貼近生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)這四個(gè)載體的控制方案完成從簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)到復(fù)雜控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)程。

3.2 課程內(nèi)容融通職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

細(xì)化各學(xué)習(xí)情境的知識(shí)能力目標(biāo)，在每個(gè)控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、實(shí)施過(guò)程中，融入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程SH3505、石油化工儀表工程施工技術(shù)規(guī)程SH/T3521-2007、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥GB/T4213-92、儀表檢修規(guī)程、儀表操作規(guī)程等，并參考化工儀表維修工國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求掌握的內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。

3.3 教學(xué)內(nèi)容的組織符合認(rèn)知規(guī)律

本課程共設(shè)計(jì)九個(gè)學(xué)習(xí)情境，如第一個(gè)學(xué)習(xí)情境到第四個(gè)學(xué)習(xí)情境是培養(yǎng)學(xué)生初步了解涉及化工生產(chǎn)過(guò)程中物位、流量、壓力、溫度四大參數(shù)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)構(gòu)成、方案設(shè)計(jì)、實(shí)施。同時(shí)它們也是構(gòu)成其他復(fù)雜控制系統(tǒng)的基本單元，是基礎(chǔ)。第五個(gè)學(xué)習(xí)情境到第八個(gè)學(xué)習(xí)情境為串級(jí)、均勻、比值、分程控制等復(fù)雜控制系統(tǒng)，第九個(gè)學(xué)習(xí)情境前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合訓(xùn)練，由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，符合學(xué)生認(rèn)知過(guò)程。

3.4 學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)考慮全面能力培養(yǎng)

學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)綜合考慮專業(yè)能力、社會(huì)能力和方法能力三方面的培養(yǎng)，在不同的學(xué)習(xí)情境中貫穿社會(huì)能力和方法能力的培養(yǎng)，有利于形成學(xué)生良好的職業(yè)素質(zhì)習(xí)慣。

例如，學(xué)習(xí)情境1精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構(gòu)成共有五個(gè)子情境，分別是：

1.1 精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構(gòu)成方案4學(xué)時(shí)

1.2 差壓變送器的選型與應(yīng)用4學(xué)時(shí)

1.3 執(zhí)行器的選型與應(yīng)用4學(xué)時(shí)

1.4 智能PID調(diào)節(jié)器的使用4學(xué)時(shí)

1.5 精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)施8學(xué)時(shí)

教學(xué)實(shí)施時(shí)首先布置任務(wù)，下發(fā)引導(dǎo)文，引導(dǎo)文使學(xué)生了解要完成工作任務(wù)，需要進(jìn)行哪些技術(shù)資料查詢、學(xué)習(xí)哪些知識(shí)、需要哪些工具、儀器設(shè)備等，通過(guò)五個(gè)方面的引導(dǎo)完成本學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)，在子情境1.1精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構(gòu)成方案中，要求學(xué)生以小組方式通過(guò)查閱圖書資料或上網(wǎng)查詢，熟悉單回路液位控制系統(tǒng)的組成及各部分作用，分析所給工藝，在方案設(shè)計(jì)時(shí)，小組成員討論，一致通過(guò)方案，共同完成控制系統(tǒng)控制圖繪制，在這個(gè)過(guò)程中主要培養(yǎng)學(xué)生資料收集與整理能力，制定、實(shí)施工作計(jì)劃的能力等方法能力；在子情境1.2差壓變送器的選型與應(yīng)用、1.3執(zhí)行器的選型與應(yīng)用、1.4智能PID調(diào)節(jié)器的使用三個(gè)子情境中，要求學(xué)生能讀懂產(chǎn)品說(shuō)明書、會(huì)儀表基本操作及調(diào)試、選型等，通過(guò)這三個(gè)子情境的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)工藝與控制要求合理選擇常用的溫度、壓力、流量和物位檢測(cè)儀表、控制儀表、執(zhí)行器等專業(yè)技能；子情境1.5精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)施，要求學(xué)生以小組方式在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用常用工具和專用儀表及計(jì)算機(jī)軟件完成精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)構(gòu)成、初步調(diào)試等工作，并對(duì)所遇問(wèn)題提出解決方案，這個(gè)過(guò)程主要培養(yǎng)學(xué)生精餾塔塔底液位控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試等專業(yè)能力，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力等社會(huì)能力，而小組學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)了學(xué)生的溝通能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

4 教學(xué)組織

教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過(guò)程要通過(guò)課堂的組織實(shí)施來(lái)完成，在實(shí)施中通過(guò)實(shí)際崗位工作過(guò)程和工作任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手過(guò)程中動(dòng)腦，有利于技能與知識(shí)的綜合運(yùn)用，能盡早讓學(xué)生進(jìn)入工作實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)從學(xué)生到工人的角色轉(zhuǎn)換。教師在教學(xué)過(guò)程中負(fù)責(zé)教學(xué)的設(shè)計(jì)、教學(xué)環(huán)節(jié)的安排、教學(xué)資源的準(zhǔn)備、知識(shí)點(diǎn)的講解、技能要領(lǐng)的傳授和考核考評(píng)，完成從知識(shí)傳授者到學(xué)習(xí)過(guò)程的組織者、指導(dǎo)者、評(píng)估者的角色轉(zhuǎn)換。

4.1 學(xué)生為主體的工作過(guò)程

采用小組學(xué)習(xí)方式，每組5-6人，強(qiáng)調(diào)合作和交流，學(xué)生為主體，根據(jù)布置的工作任務(wù)，按照實(shí)際工作流程學(xué)習(xí)，采用獨(dú)立學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、企業(yè)參觀、報(bào)告撰寫及答辯等方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的方法能力和社會(huì)能力。

4.2 教師主導(dǎo)，多種教學(xué)方法并用

教師的主導(dǎo)作用體現(xiàn)在：教師制定任務(wù)，并給出評(píng)價(jià)指標(biāo)，啟發(fā)、調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與和積極思考，不束縛學(xué)生的主動(dòng)性。教學(xué)中重點(diǎn)采用引導(dǎo)文教學(xué)法、六步教學(xué)法。

4.2.1 引導(dǎo)文教學(xué)法

引導(dǎo)文是指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)自完成學(xué)習(xí)過(guò)程的引導(dǎo)材料，供學(xué)生參考。將專業(yè)理論知識(shí)和工作任務(wù)融合其中，引導(dǎo)文教學(xué)包括五個(gè)步驟：工作任務(wù)分析、現(xiàn)有工作條件的確定、控制系統(tǒng)有關(guān)問(wèn)題的分析、控制系統(tǒng)的實(shí)施、檢查與評(píng)估。

4.2.2 六步教學(xué)法

按照“資訊→計(jì)劃→決策→實(shí)施→檢查→評(píng)估”完整的“行動(dòng)”過(guò)程來(lái)進(jìn)行教學(xué)組織。資訊：學(xué)生通過(guò)查閱圖書資料或上網(wǎng)查詢，了解工作任務(wù)所需知識(shí)。計(jì)劃：擬定控制方案，繪制控制圖。決策：對(duì)擬定控制方案進(jìn)行修改和完善，最終確定實(shí)施方案。實(shí)施：學(xué)生根據(jù)計(jì)劃，構(gòu)建控制系統(tǒng)并調(diào)試。檢查：教師與學(xué)生對(duì)學(xué)生的工作結(jié)果共同做出評(píng)價(jià)。每個(gè)步驟都有工作方法要求和完成時(shí)間要求。

教學(xué)過(guò)程是以學(xué)生為主體，以學(xué)生動(dòng)手為主，實(shí)現(xiàn)在“做中學(xué)、學(xué)中做”的過(guò)程。教師在教學(xué)過(guò)程中，既是一個(gè)引導(dǎo)者、被咨詢者，回答學(xué)生遇到的各種問(wèn)題，同時(shí)又是一個(gè)學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)建者、組織者，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

4.3 師生共同參與考核評(píng)價(jià)

以工作過(guò)程為主線的工學(xué)結(jié)合教學(xué)模式，要求教師對(duì)學(xué)生工作過(guò)程進(jìn)行管理，教師不僅指導(dǎo)學(xué)生，還要對(duì)學(xué)生的工作過(guò)程及成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，注重學(xué)生在完成工作任務(wù)的同時(shí)到底“學(xué)到了什么”，課程實(shí)施中采用過(guò)程評(píng)價(jià)而不是單純的測(cè)試，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、并對(duì)成果評(píng)價(jià)的能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與，因此，在考核評(píng)價(jià)中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己在學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)進(jìn)行“自我反思性評(píng)價(jià)”，考核方式采取學(xué)生自我評(píng)價(jià)+相互評(píng)價(jià)+教師評(píng)估的方式，由教師與學(xué)生共同參與，考核包括對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作方法、方案制作、職業(yè)操作規(guī)范、儀器操作及知識(shí)的測(cè)驗(yàn)、技術(shù)報(bào)告的編寫等方面。九個(gè)學(xué)習(xí)情境各占權(quán)重百分之十，理論筆試占百分之十，側(cè)重過(guò)程考核，既考核知識(shí)和技能，又考核工作質(zhì)量、職業(yè)素質(zhì)和能力。

5 課程特色

5.1 引入化工企業(yè)真實(shí)案例，強(qiáng)化職業(yè)能力

以工學(xué)結(jié)合為切入點(diǎn)，工作過(guò)程為導(dǎo)向，引入企業(yè)化工典型單元控制系統(tǒng)真實(shí)案例設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境，教學(xué)過(guò)程采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、教學(xué)做一體化”教學(xué)模式，使學(xué)生能較快適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的要求，對(duì)應(yīng)化工儀表維修工崗位工作職責(zé)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。

5.2 以崗位要求為考核依據(jù)，實(shí)現(xiàn)雙證融通

將化工儀表維修工（中級(jí)、高級(jí)）國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入教學(xué)內(nèi)容中，為學(xué)生獲得職業(yè)資格證夯實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)職業(yè)資格證書與學(xué)歷證書相結(jié)合。

5.3 校企全程共建課程

聘請(qǐng)來(lái)自生產(chǎn)一線石化企業(yè)五位實(shí)踐專家，參與課程開發(fā)全過(guò)程，包括課程設(shè)置、教學(xué)環(huán)境建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、考核管理及教材編寫等課程建設(shè)的每個(gè)環(huán)節(jié)。

6 結(jié)束語(yǔ)

基于工作過(guò)程的“化工自控系統(tǒng)構(gòu)成”課程開發(fā)，是對(duì)職業(yè)崗位充分調(diào)研基礎(chǔ)上，進(jìn)行崗位典型工作任務(wù)分析、整合，并融入職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)中學(xué)、做結(jié)合，課程在教學(xué)模式、教學(xué)方法、課程內(nèi)容的改革上進(jìn)行了有益的探索和嘗試，從課程實(shí)施效果看，由于在學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)際操作能力的針對(duì)性和目標(biāo)性加強(qiáng)，學(xué)生能夠獲得更貼近職業(yè)崗位的技能實(shí)踐鍛煉，學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)，完成工作任務(wù)時(shí),效果也有明顯的提高。另外，課程開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和模式對(duì)高職相關(guān)課程開發(fā)有一定的借鑒意義。

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（作者單位：吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

（編輯 王旸）