《化学反应过程与设备》项目化教学改革初探

文 艺 陆 敏

摘要:围绕项目化教学方案的设计、教学项目的确立、项目化教学过程的实施及项目化教学考核方式的确定等四个方面阐述了《化学反应过程与设备》课程项目化教学的改革探索。

关键词:化学反应过程与设备;项目化教学;改革

《化学反应过程与设备》是高职高专化工工艺类专业的主干课程,其主要教学目标是能正确选择、操作工业反应器,能分析和解决工业反应过程与设备常见的问题,能初步对反应过程进行优化。目前,《化学反应过程与设备》内容设置大体上是按照反应动力学基础理论、各种反应器的结构、设计计算、优化的顺序来介绍。这种课程结构理论性强,授课时又大多与化工专业综合实验实训分离,没有突出职业教育的职业性和实践性,实际工作能力没有得到很好的训练,这不符合高职教育以技术应用为目的的教学理念,不能满足高职培养目标的需要。项目化教学由于具有项目载体、任务驱动、学生主体、素质渗透、工学结合等特色,受到国内外职业技术院校教师的普遍认可。我院自2007年开始,进行了专业课程项目化教学改革,《化学反应过程与设备》这门课程实施项目化教学改革也已近一年,以下是我们进行项目化教学改革的一些探索。

项目化教学方案的设计

在方案设计之前,我们首先深入企业,进行了岗位工作分析,全面了解就业岗位对毕业生能力的要求,以明确本课程在培养学生的相关能力和知识方面的要点,保证教学内容的适用性和项目设计的针对性。

通过企业调研,我们发现化工厂常用的反应器主要有釜式反应器、固定床反应器、鼓泡塔反应器。因此,我们在规划课程内容时,选择了较典型的均相反应器、气固相反应器及气液相反应器三个并联教学模块来编排课程的内容。

在项目化教学方案的设计上,我们的基本思路是以真实的化工产品的反应器选型、设计与操作为背景,以设计合同为核心,以反应器选型与设计的实际工作过程(即选择合适的反应器型式→计算所需的反应器体积→正确操作反应器→优化反应器)为主线,以项目的设计和操练为主要方式开展教学。教学过程中,以能力目标的培养为主线,同时实现知识目标和素质拓展目标。

教学项目的确立

在教学项目的确立上,我们采用双线项目并行(或A、B项目)的方式,即课内在教师指导下完成的A组项目与学生课外自主完成的B组项目同存。通过A组项目的训练,使学生掌握项目完成过程的方法、技巧,训练学生的综合素质和知识运用能力;通过B组项目的训练,使学生巩固A组项目的成果,强化创新意识与独立工作的能力。在三个并联教学模块中,均相反应器模块包括了8个并行项目,气固相反应器模块包括了6个并行项目,气液相反应器模块包括了3个并行项目。

在具体选择A组项目时,我们综合考虑了产品的典型性、所用反应器的典型性及项目实施时的可操作性,最后确定了乙酸丁酯反应器的选型、设计与操作;苯乙烯反应器的选型、设计与操作;乙苯反应器的选型、设计与操作三个项目。这主要是因为乙酸丁酯、苯乙烯、乙苯三个产品是典型的化工产品,其所用反应器也具有典型性。在项目实施时,可以充分利用我院拥有自主知识产权的、获教育厅教学成果特等奖的化工实训基地。比如,反应釜的设计与操作,学生就可以在我们自主设计、调试的柔性生产装置上进行,通过实际现场操作,了解典型化工设备的构造和性能,掌握正确安装、调试实验装置的步骤和方法,熟悉常见工艺参数的调节手段和操作技能。同样,乙苯、苯乙烯两个项目可以在苯烷基化制乙苯、乙苯脱氢制苯乙烯两套实训装置上实施,这两套装置都具有较为完善的工艺流程、安全设施和控制系统。在B组项目的选择上,我们主要考虑的是大小合适,以便保证学生能利用一段课外时间完成。

为了便于项目的组织实施,我们在每一个项目下又设置若干个串联子任务,这些子任务是以工作过程为基础串联起来的。如图1所示为A组项目一的子任务构建及每一个子任务相应的能力目标和知识点。在实施过程中,以任务作驱动,以能力目标的培养为明线,将知识点贯穿在整个教学环节中。

项目化教学过程的实施

项目教学法是一种以学生为本的活动教学法,是师生通过共同实施一个完整的项目工作展开的。教师组织学生参与项目设计、项目执行和管理的全过程,整个学习过程成为一个人人参与的创造性实践活动。本课程项目化教学过程的实施具体分为下面几个环节:

学生分组人为拟定企业环境,将学生按4～6人分成若干个设计小组,主要提供反应设备的设计、安全和质量控制、交付试运转的服务。

前期准备在每次课结束前,教师提前发放下次课的工作任务书(A组项目的任务),布置需要完成的准备任务。学生利用课余时间,通过各种途径查阅或到实训基地(或企业)收集所需要的资料,经过小组集体讨论,整理和加工处理资料,写出报告,制作汇报材料;与此同时,教师随时接受学生的咨询,协助学生制定计划,当学生遇到困难时,引导学生寻找相应的知识和技能,培养学生自主学习的能力。

展示和汇报每次课开始,教师首先组织各组学生进行报告展示及汇报工作,各个小组阐述任务完成的思路、过程、创新等,其他小组对其进行提问和评价。

教师点评教师对各小组的任务完成情况进行点评,并针对学生普遍认为较难理解的知识点和难度较大的、学生自主学习时难以解决的知识技能进行讲解,为项目活动的顺利开展扫清障碍。通过这个环节帮助学生构建一个较完整的知识、技能体系。

修改报告各小组认真学习和讨论各小组和教师的点评,以及教师传授的知识和技能,修改完善自己的报告材料。通过这个环节,进一步加强学生对所学知识的理解和应用。

实践提高各组根据修改好的方案,上实训装置实训,教师随机参与其中一组的实践。

归纳总结进行项目活动的总结,在评价的基础上,教师、小组、小组成员各自进行总结,提出改进措施。

下次任务布置布置课外完成项目(B组项目)和下一次课的课内任务。

项目化教学考核方式的确定

考核方式对教学活动的开展和教学目标的实现具有很强的导向作用,为实现本课程的培养目标,我们确立了与项目化教学相适应的课程考核方式。

考核重点强调过程性评价,我们对每一个项目的每一个子任务都进行评价,所有评价的结果记录在统一编制的项目完成情况考核评分表中,具体考核内容及评分标准如表1和表2所示。

我们对本课程的相关理论知识也不忽略,本课程成绩的评定包括课内项目考核、自选项目考核、理论知识考核成绩三部分,其中,课内项目考核成绩占40%;自选项目考核成绩占30%;理论知识考核成绩占30%。

通过近一年的项目化教学实践,我们发现学生的自主学习能力切实获得了提高,学生综合应用各学科知识解决实际问题的能力得到了改善,学生的社会交往能力、组织能力等一系列实际能力及小组协作和团队精神也得到了训练。但是,在实施过程中还存在一些问题和需要继续探索的方面,如在实训装置上实训时如何更有效地控制实训成本,如何进一步增强教学的趣味性,让学生在学习中获得愉快、成就、满足、自豪等情感体验,把完成项目作为一种充满活力和激情的教学活动等等。

总之,如何更好地采用项目教学的方法培养学生的职业技能和其他社会能力,尽可能让学生按市场岗位要求“零距离”实现就业,还有很多内容是需要我们探索总结和进一步完善的。

参考文献:

[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2]胡英杰,侯文顺.关于项目化教学改革项目确立方法的探索[J].荆门职业技术学院学报,2008,(7).

[3]宗序炎.项目化专业教学存在的问题及对策[J].教育与职业(理论版),2008,(17).

作者简介:

文艺(1969—),女,湖北武汉人,常州工程职业技术学院副教授,主要从事化工工艺教学及研究。

陆敏(1969—),女,江苏常州人,常州工程职业技术学院副教授,主要从事化工工艺教学及研究。