基于應用型人才培養(yǎng)的化工儀表及自動化課程教學改革與實踐

馮建華,吳 剛,葛秀濤,鄭建東,李永紅,王俊海

滁州學院材料與化學工程學院,安徽滁州,239000

基于應用型人才培養(yǎng)的化工儀表及自動化課程教學改革與實踐

馮建華,吳 剛,葛秀濤,鄭建東,李永紅,王俊海

滁州學院材料與化學工程學院,安徽滁州,239000

根據(jù)滁州學院化學工程與工藝專業(yè)特點,以培養(yǎng)應用型化工人才為出發(fā)點,從教學內容、教學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)實際生產控制,優(yōu)化教學內容;利用校企合作班,加大實踐教學力度,采取適應應用型化工人才培養(yǎng)的靈活多樣的教學方法與手段;建立了“N+ 2”考核模式 ,以能力考核為本。

應用型人才;化工儀表及自動化;教學;改革;實踐

化工儀表及自動化課程是化學工程與工藝專業(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、電工學、電子技術及自動控制技術等理論知識的綜合性技術學科,綜合性、交叉性強,涉及的專業(yè)基礎知識范圍非常廣泛[1]。本課程從研究生產工藝參數(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,對于學生專業(yè)課的學習、專業(yè)實習和綜合素質的培養(yǎng)與提高起著至關重要的作用。本課程的建設對于培養(yǎng)應用型化學、化工人才,促進科技成果產業(yè)化,實現(xiàn)科學技術更好地為經濟建設、科技進步和社會發(fā)展服務具有重要的意義[2]。新建地方應用型本科院校的化工儀表及自動化課程教學與傳統(tǒng)教學有一定區(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用技能方面有所加強。該課程的發(fā)展要與滁州學院“培養(yǎng)高素質應用型人才,服務地方經濟社會發(fā)展”的要求相適應,學生通過本課程的學習,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、設計、改造以及現(xiàn)場操作控制能力;強調工程觀點,提倡理論與實際的結合,著重對學生設計能力的訓練及提高學生分析問題與解決問題的能力。滁州學院材料與化學工程學院的化工儀表及自動化課程從 2007級化學工程與工藝專業(yè)開設,目前已面向四屆化學工程與工藝專業(yè) 271名本科生開展了化工儀表及自動化教學工作。在教學過程中,將化工儀表及自動控制系統(tǒng)的理論和在化工生產實際中的應用作為教學重點,在教學內容、教學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)實際生產控制,優(yōu)化教學內容

根據(jù)滁州學院服務地方經濟社會全面發(fā)展的要求,結合化學工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)應用型高等化工專業(yè)技術人才的培養(yǎng)目標,針對新建地方應用型本科院校的特點,在已有應用型人才培養(yǎng)探索與實踐成果的基礎上,面向滁州地方化工企業(yè)實際生產控制過程,構建適宜于培養(yǎng)應用型化學化工人才的化工儀表及自動化課程教學體系與教學內容。在優(yōu)化化工儀表及自動化課程教學內容時,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,構建了符合應用型人才培養(yǎng)要求的化工儀表及自動化課程教學內容。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,以生產過程控制為導向,對化工儀表及自動化課程教學內容進行適當?shù)恼{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)的教學內容,重點要求學生掌握化學工業(yè)生產過程中自動控制系統(tǒng)方面的基本知識,熟悉化工儀表的結構和性能,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;結合滁州地方化工企業(yè)實際生產控制過程,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,了解化工生產過程自動化的現(xiàn)狀和發(fā)展方向,逐步培養(yǎng)學生參與自動控制系統(tǒng)選型、設計、改造以及現(xiàn)場操作控制的能力。

為進一步提高滁州學院應用型化學化工人才培養(yǎng)水平,推進“雙能型”師資隊伍建設,提升專業(yè)課和實踐課教師職業(yè)技術能力,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)進行生產實踐鍛煉,認真學習企業(yè)員工手冊,并經考核合格后進入具體崗位。通過深入車間生產實踐鍛煉,對企業(yè)采用的儀表類型、結構、工作原理及化工自動控制系統(tǒng)的組成、設計等有了較為詳盡的了解,并對具體崗位的生產控制、分析過程進行了總結;進一步結合生產控制實際,將典型的儀表及化工單元控制方案應用于化工儀表及自動化課程教學中,引入滁州地方化工企業(yè)實際生產控制過程作為教學內容的一部分,提高了學生的學習興趣及教學效果,同時也進一步為學生畢業(yè)實習、就業(yè)、服務地方等打下了較好的基礎,對化工專業(yè)學生理論聯(lián)系實際能力的提高起到了促進作用。

2 采取適合應用型化工人才培養(yǎng)的靈活多樣的教學方法與手段

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

由于 2012版應用型人才培養(yǎng)方案中化工儀表及自動化課時較少,內容較多,如果只采用傳統(tǒng)的教學方法,很難取得令人滿意的教學效果。充分利用多媒體技術,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,提高學生的學習興趣,進而提高教學效果。例如,對于控制閥,通過 FLASH動畫,學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;利用學生已了解的生活常識,將生活實際應用中常見的儀表及自動控制引入課堂教學,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,取得了很好的教學效果[4-5]。在學習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容的講述,當該部分章節(jié)內容講授完畢后,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疑和討論,提出自己不同的觀點,在老師組織引導下,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。鼓勵學生查閱網絡上和圖書館里的技術刊物,調查儀表自動化技術的發(fā)展狀況,寫出調查報告。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)邊實習邊講課,同時也可以讓學校外聘的企業(yè)工程師參與教學工作,完成一部分教學任務。利用“金禾化工班”學生到工廠生產實習的機會,提前布置關于檢測儀表及自動控制方面的實習任務,讓學生帶著問題在化工生產的第一線仔細了解,認真請教,從而提高了學生的感性認識,加深了對理論知識的掌握。將抽象的理論知識同化工生產實際結合起來,有助于學生更好地理解與掌握基本理論知識,也有利于加強學生工程意識的培養(yǎng),符合滁州學院應用型化工人才培養(yǎng)的要求。

3 建立以能力考核為本的“N+2”考核模式

傳統(tǒng)的教學效果和學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生的綜合能力,已不能適應新建地方應用型本科院校人才培養(yǎng)的需要?？茖W合理的考核形式和內容,能夠更好地激發(fā)學生學習的積極性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,有利于學生個性的發(fā)展。圍繞“培養(yǎng)和提高學生的專業(yè)技能”來設置考核內容和形式,變單一的考核為多種形式的考核,提高學習過程中測試成績所占比例,建立面向應用型人才培養(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習過程的考核與能力考核,改變了傳統(tǒng)的一考定結果的考核方式。在“N+2”考核模式中,“2”代表期末考試(占總成績的50%)和課程學習記錄(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)小結等,教師可以根據(jù)實際情況,選擇 N的內容。在化工儀表及自動化課程考核改革中,實行“N+ 2”考核模式,注重能力和素質的考察,較為合理、公正地反映了學生的成績,同時促進了學生知識、能力、素質的協(xié)調發(fā)展,對于應用型化工人才的培養(yǎng)具有重要意義。

4 結束語

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

[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].平原大學學報,2003,20(2):33-34

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

[5]石梅,李中,郝紅,等.化工儀表及自動化教學內容與教學模式的改革與探討[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

安徽省質量工程項目(2012jyxm536);安徽省質量工程項目“應用化學省級重點學科建設”(200802187C);安徽省教育廳教學研究重點項目(20101038);安徽省質量工程項目(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)