煤炭清潔利用技術(shù)賽項(xiàng)規(guī)程在化工原理教學(xué)中的應(yīng)用

賈利俠

（大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西大同 037003）

1 煤炭清潔利用賽項(xiàng)規(guī)程應(yīng)用到課程教學(xué)中的意義

1.1 職業(yè)技能大賽是促使職業(yè)教育發(fā)展的助推器

2005年國(guó)務(wù)院頒發(fā)《關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》中提出“要定期開展全國(guó)性的職業(yè)競(jìng)賽活動(dòng)，以競(jìng)賽為抓手，提升學(xué)生素質(zhì)和技能。”2019年國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》中提出“沒有職業(yè)教育現(xiàn)代化就沒有教育現(xiàn)代化”“制定中國(guó)技能大賽、全國(guó)職業(yè)院校技能大賽、世界技能大賽獲獎(jiǎng)選手等免試入學(xué)政策，探索長(zhǎng)學(xué)制培養(yǎng)高端技術(shù)技能人才”。職業(yè)技能大賽以促進(jìn)就業(yè)和適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向，貼近企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，創(chuàng)設(shè)仿真生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，已經(jīng)成為職業(yè)院校學(xué)生展示專業(yè)技能的重要平臺(tái)，成為企業(yè)發(fā)現(xiàn)人才、吸納人才的重要渠道，在促進(jìn)產(chǎn)教融合、校企合作、推進(jìn)高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)等方面發(fā)揮了重要作用。

1.2 煤炭清潔利用賽項(xiàng)是煤化工類職業(yè)教育改革的參照系

煤炭清潔利用賽項(xiàng)是第七屆全國(guó)煤炭職業(yè)院校技能大賽的一個(gè)新賽項(xiàng)，該賽項(xiàng)包括兩個(gè)內(nèi)容；

（1）煤制甲醇精制仿真軟件賽項(xiàng)，該賽項(xiàng)的仿真軟件是由北京歐倍爾軟件技術(shù)開發(fā)有限公司研發(fā)的。

（2）甲醇合成半實(shí)物仿真操作賽項(xiàng)。

該實(shí)訓(xùn)設(shè)備采用浙江中控科教儀器設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的煤制甲醇培訓(xùn)與競(jìng)賽裝置。賽項(xiàng)從實(shí)踐動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工作態(tài)度、安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)等維度對(duì)參賽選手進(jìn)行了考核。大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院煤化工系首次參加該賽項(xiàng)，參賽經(jīng)歷對(duì)師生促動(dòng)非常大。參賽學(xué)生親身體驗(yàn)到掌握熟練的實(shí)踐技能、配合默契的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、訓(xùn)練有素的職業(yè)品質(zhì)的重要性，作為指導(dǎo)教師，深刻意識(shí)到把賽項(xiàng)規(guī)程應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中，以賽促教，以賽促學(xué)，賽教相長(zhǎng)，有利于實(shí)現(xiàn)新時(shí)代職業(yè)教育的育人目標(biāo)——培養(yǎng)具備現(xiàn)代技術(shù)技能的人才。

2 化工原理課程的重要性、特點(diǎn)及其教改現(xiàn)狀

2.1 化工原理課程的重要性和特點(diǎn)

對(duì)于化工類專業(yè)的學(xué)生，化工原理是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它主要研究的是化工類產(chǎn)品生產(chǎn)過程中共同遵循的原理及規(guī)律、典型設(shè)備和相同工藝等。通過本課程的教學(xué)，可以使學(xué)生掌握流體輸送、液體攪拌、過濾、傳熱、蒸發(fā)、精餾、吸收和干燥等典型化工單元操作的知識(shí)，還要掌握一般工程處理方法，是幫助學(xué)生從自然科學(xué)思維上升到工程科學(xué)思維的課程。

化工原理課程具有典型的理論課程的特點(diǎn)。課程中涉及的物理量多，計(jì)算公式多，理論分析化工過程需要考慮的影響因素多，需要應(yīng)用微積分、常微分方程、數(shù)值計(jì)算方法等高等數(shù)學(xué)知識(shí)。高職高專的學(xué)生生源較差，大多數(shù)學(xué)生理論知識(shí)儲(chǔ)備不足，學(xué)習(xí)能力較差，面對(duì)理論性較強(qiáng)的學(xué)科，畏難思想重，學(xué)習(xí)困難大。若采取傳統(tǒng)的純理論教學(xué)模式，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，教學(xué)效果不佳。

2.2 以往化工原理教改現(xiàn)狀及原因分析

以往對(duì)于化工原理課程的教學(xué)改革局限于教材內(nèi)容和教學(xué)方法的探索，應(yīng)依據(jù)教材中各種單元操作的具體內(nèi)容選擇合適的教學(xué)方法。例如流體靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基本概念和基本原理，采用講授加討論法，力圖讓學(xué)生掌握流體靜力學(xué)方程與流體動(dòng)力學(xué)方程，具備解決流體輸送中的計(jì)算問題。在干燥操作單元、過濾操作單元和精餾操作單元的教學(xué)過程中，也采用了以任務(wù)為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法，力圖讓學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)的推動(dòng)下，積極主動(dòng)地分析任務(wù)，制定方案，通過實(shí)踐，完成任務(wù)，但是效果并不如意。凡此改革，往往都是從教材到教材，就方法論方法，雖有些許改變，但是對(duì)學(xué)生的促動(dòng)不大。究其原因，認(rèn)為過去的教改沒有緊跟當(dāng)前國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型對(duì)職業(yè)教育人才培養(yǎng)要求，對(duì)于提高學(xué)生的職業(yè)勝任能力力度不夠，所以學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)。依據(jù)國(guó)務(wù)院下發(fā)的《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》中提到“發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)在職業(yè)教育質(zhì)量提升中的基礎(chǔ)性作用”，要求“專業(yè)設(shè)置與產(chǎn)業(yè)需求對(duì)接、課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對(duì)接”。而職業(yè)技能大賽將企業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與職業(yè)教育相對(duì)接，起到了橋梁和紐帶的作用。由此，參加煤炭清潔利用賽項(xiàng)的參賽所獲，將煤炭清潔利用賽項(xiàng)規(guī)程與化學(xué)原理教學(xué)相融合，以期化工原理教學(xué)改革獲得突破性的進(jìn)展。

3 煤炭清潔利用賽項(xiàng)規(guī)程與化工原理課程教學(xué)有機(jī)融合策略

3.1 與教學(xué)目標(biāo)的融合

煤炭清潔利用技術(shù)賽項(xiàng)競(jìng)賽的目的有幾項(xiàng)，其中，“推進(jìn)煤炭主體專業(yè)及相關(guān)專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)專業(yè)與產(chǎn)業(yè)對(duì)接、課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對(duì)接，培養(yǎng)適應(yīng)煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)技能型專門人才”，是與當(dāng)前國(guó)家對(duì)職業(yè)教育辦學(xué)理念和辦學(xué)方向相一致的。化工原理課程是化工類的專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)該從教學(xué)目標(biāo)入手，與大賽目標(biāo)融合，致力于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)勝任能力，提高職業(yè)教育的社會(huì)認(rèn)可度。

3.2 與教學(xué)內(nèi)容的融合

以煤炭清潔利用技術(shù)賽項(xiàng)中煤制甲醇精制部分為教學(xué)案例，創(chuàng)設(shè)實(shí)戰(zhàn)情境。將賽項(xiàng)總?cè)蝿?wù)分成多個(gè)子任務(wù)，結(jié)合化工原理課程內(nèi)容，確定二者的融合點(diǎn)。

煤制甲醇精制賽項(xiàng)需要在開車前準(zhǔn)備、預(yù)塔加壓塔常壓塔的開車、精制工段的調(diào)節(jié)和事故處理及停車等操作過程中，涉及化工原理中的流體輸送和流體機(jī)械的應(yīng)用，涉及傳熱傳質(zhì)的精餾原理的應(yīng)用。利用煤制甲醇精制部分的多個(gè)子任務(wù)的完成，可以幫助學(xué)生理解并掌握化工原理流體輸送過程中連續(xù)性方程和伯努利方程，幫助學(xué)生理解正確操作泵的原因和重要性。通過對(duì)精餾塔液位和回流槽液位的控制，可以幫助學(xué)生深刻理解流體流速和流量的基本概念，對(duì)物料守恒的認(rèn)識(shí)也積累了感性經(jīng)驗(yàn)。

賽項(xiàng)內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容的融合，不僅明確了教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，還有助于實(shí)現(xiàn)賽項(xiàng)訓(xùn)練與常規(guī)教學(xué)的同步進(jìn)行，擴(kuò)大了職業(yè)技能大賽對(duì)學(xué)生的影響范圍，提高了教學(xué)的有效性。

3.3 與教學(xué)方法的融合

以煤炭清潔利用技術(shù)賽項(xiàng)為教學(xué)案例完成相關(guān)的化工原理課程教學(xué)任務(wù)，需要采取跟賽項(xiàng)訓(xùn)練員的指導(dǎo)方法類似而不同于一般教學(xué)的教學(xué)方法。

3.3.1 營(yíng)造比賽情境和氛圍

對(duì)于參加過技能大賽的學(xué)生，教師通過回憶參賽情景就能將學(xué)生帶入比賽場(chǎng)景中。但是，對(duì)于沒有參加過技能大賽的學(xué)生，營(yíng)造比賽情境，制造參賽氛圍就非常重要了，這是激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)完成學(xué)習(xí)任務(wù)的關(guān)鍵一步。

3.3.2 與參賽隊(duì)員交流互動(dòng)

組織學(xué)生與參賽學(xué)生交流互動(dòng)，聽取他們?cè)诩寄艽筚愔械牡门c失，有利于沒有參賽經(jīng)歷的學(xué)生間接獲取大賽經(jīng)驗(yàn)。例如，在甲醇合成半實(shí)物仿真實(shí)訓(xùn)比賽現(xiàn)場(chǎng)擔(dān)任一樓外操任務(wù)的參賽學(xué)生，他通過描述自己崗位上需要完成氮?dú)狻⑿迈r氣的輸入、循環(huán)機(jī)的啟動(dòng)、循環(huán)氣量的調(diào)節(jié)、鍋爐水循環(huán)泵的啟動(dòng)等操作任務(wù)，把學(xué)弟學(xué)妹們帶入賽場(chǎng)，帶入到工作中，讓他們也感受到掌握實(shí)踐技能的重要性，認(rèn)識(shí)到要想成為一名優(yōu)秀的外操工，就要不厭其煩地多動(dòng)手實(shí)踐，多用心琢磨。

3.3.3 故障排除訓(xùn)練法

煤炭清潔利用技術(shù)的兩個(gè)賽項(xiàng)都包括事故處理部分。在實(shí)際生產(chǎn)中，事故的處理、故障的排除是操作工必備的技能。通過分析校內(nèi)實(shí)訓(xùn)設(shè)備實(shí)際情況，并借鑒賽項(xiàng)內(nèi)容，設(shè)置故障點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生的臨場(chǎng)故障診斷和排除能力。同時(shí)，這種訓(xùn)練，對(duì)于提高學(xué)生賽場(chǎng)心理素質(zhì)的穩(wěn)定性也有一定的效果。

3.3.4 與教學(xué)環(huán)節(jié)的融合

改變傳統(tǒng)的先理論后實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié)，以賽項(xiàng)甲醇合成半實(shí)物仿真操作為案例，將教學(xué)環(huán)節(jié)調(diào)整為“定工藝—初實(shí)踐—生疑問—尋真理—解疑惑—再實(shí)踐”六環(huán)節(jié)。

①定工藝。以賽項(xiàng)甲醇合成半實(shí)物仿真操作為教學(xué)案例，給學(xué)生安排工作任務(wù)，一是熟悉甲醇合成工藝流程，能夠畫出工藝流程圖；二是熟悉甲醇合成操作步驟，能夠手指口述出操作步驟。

②初實(shí)踐。把學(xué)生按3人一組分成幾個(gè)工作小組，確定內(nèi)操工和外操工，準(zhǔn)備第一次實(shí)踐操作。實(shí)踐操作前要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)安全注意事項(xiàng)，教師必須緊跟學(xué)生，隨時(shí)指導(dǎo)，防止發(fā)生安全事故。

③生疑問。在第一次實(shí)踐操作中，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生許多問題，比如對(duì)離心泵的操作不當(dāng)，閥門的開關(guān)不及時(shí)，對(duì)合成塔的溫度控制不好，循環(huán)氣量控制不好，循環(huán)冷卻水的用量控制不好等。教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考解決實(shí)踐中出現(xiàn)的問題，除了熟悉操作步驟以外，必須尋找理論的支持。

④尋真理。學(xué)生以工作小組為單位，結(jié)成學(xué)習(xí)群，開始共克理論難關(guān)。由于所要解決的問題是學(xué)生在實(shí)踐中自然產(chǎn)生的問題，所以學(xué)生的解疑動(dòng)力強(qiáng)。他們通過各種學(xué)習(xí)渠道尋找解決問題的辦法。比如網(wǎng)絡(luò)查詢，圖書館查閱，課上認(rèn)真學(xué)習(xí)化工原理的相關(guān)知識(shí)和理論。

⑤解疑惑。經(jīng)過多種渠道的理論學(xué)習(xí)，各小組提出解決問題的方案，在教師的組織引導(dǎo)下，學(xué)習(xí)群互相交流補(bǔ)充，設(shè)計(jì)最佳操作方案。

⑥再實(shí)踐。在第二次實(shí)踐中，學(xué)生在簡(jiǎn)單的操作上比第一次熟練，操作步驟不再出錯(cuò)了，信心也提高了。對(duì)于合成系統(tǒng)的壓力、汽包蒸汽壓力操作壓力以及合成塔溫度、水冷器的溫度，汽包液位、甲醇分離器的液位等控制的效果比第一次好，從而通過實(shí)踐檢驗(yàn)解決方案的可行性。在實(shí)踐中出現(xiàn)新的問題，依照此環(huán)節(jié)反復(fù)操作，在過程中不斷提高學(xué)生的分析問題、解決問題和實(shí)踐操作能力。

將賽項(xiàng)過程與教學(xué)環(huán)節(jié)的融合，讓學(xué)生體會(huì)到理論知識(shí)對(duì)于實(shí)踐操作的重要指導(dǎo)作用，也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，更讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)踐相結(jié)合是最好的學(xué)習(xí)方法。

3.3.5 與教學(xué)評(píng)價(jià)的融合

課程評(píng)價(jià)體系融入煤炭清潔利用賽項(xiàng)規(guī)程，從實(shí)踐動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工作態(tài)度、安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)等五個(gè)維度對(duì)學(xué)生完成課程項(xiàng)目的綜合評(píng)定，并給出合理的評(píng)分。

評(píng)價(jià)導(dǎo)向明確學(xué)生的努力方向，有利于完成人才培養(yǎng)目標(biāo)。例如在進(jìn)行雙組分連續(xù)精餾原理的應(yīng)用、相關(guān)計(jì)算及精餾單元操作的教學(xué)過程中，借鑒賽項(xiàng)規(guī)程，制定考核內(nèi)容和考核要求，明確考核分值，明確個(gè)人分值和團(tuán)隊(duì)分值的計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上，課程評(píng)價(jià)給學(xué)生提供三次考核機(jī)會(huì)，取最高分值作為課程評(píng)價(jià)有效分。

在操作過程中，為了使考核公平公正，也便于學(xué)生后續(xù)實(shí)踐技能的提高，考核中輔助實(shí)操視頻的錄制。課程評(píng)價(jià)融入賽項(xiàng)的規(guī)范性，與生產(chǎn)實(shí)踐的對(duì)接，與真實(shí)賽場(chǎng)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情境的對(duì)接，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)上進(jìn)心，促進(jìn)小組成員團(tuán)結(jié)合作，共克難關(guān)。

4 結(jié)束語

探究煤炭清潔利用賽項(xiàng)規(guī)程與化工原理課程教學(xué)有機(jī)融合策略是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作。后期計(jì)劃按照賽項(xiàng)規(guī)程的編制方法，并參照生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)要求，將化工原理中各種化工單元操作編制成校級(jí)賽項(xiàng)。通過校級(jí)賽項(xiàng)，培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能和職業(yè)品質(zhì)，以滿足新時(shí)代化工企業(yè)對(duì)人才的需要。