基于工程教育理念的《精細(xì)合成技術(shù)》課程教學(xué)體系設(shè)計(jì)

程忠玲，臧玉紅，劉濤，潘滋涵

(承德石油高等?？茖W(xué)?；瘜W(xué)工程系，河北承德067000)

基于工程教育理念的《精細(xì)合成技術(shù)》課程教學(xué)體系設(shè)計(jì)

程忠玲，臧玉紅，劉濤，潘滋涵

(承德石油高等專科學(xué)?；瘜W(xué)工程系，河北承德067000)

為培養(yǎng)化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生在精細(xì)化學(xué)品合成崗位的綜合職業(yè)能力，進(jìn)行了基于工程教育理念的《精細(xì)合成技術(shù)》課程的教學(xué)體系設(shè)計(jì)。建立了明確的課程目標(biāo)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)模式，設(shè)計(jì)針對(duì)職業(yè)崗位典型工作過程的學(xué)習(xí)情境，以實(shí)際的工作任務(wù)內(nèi)容為載體確定了教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)不同的工作任務(wù)采用不同的教學(xué)方法和教學(xué)手段，運(yùn)用多元化的考核方法評(píng)判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果等。優(yōu)化、重構(gòu)后的課程教學(xué)體系對(duì)于全方位實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)具有重要的作用。

工程教育;精細(xì)合成技術(shù);教學(xué)體系;項(xiàng)目教學(xué)

《精細(xì)合成技術(shù)》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，是講授從事精細(xì)化學(xué)品合成必備的知識(shí)和技能。重點(diǎn)介紹各個(gè)單元反應(yīng)的基本原理和工藝方法，分析其影響因素，并結(jié)合工業(yè)實(shí)例討論典型產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)，知識(shí)體系非常零散且龐大［1］，相互之間獨(dú)立關(guān)系有余而聯(lián)系不夠［2］，學(xué)生缺少精細(xì)化學(xué)品合成崗位工作過程的綜合訓(xùn)練，走上工作崗位后不能馬上適應(yīng)。因此，如何在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生真正掌握這些精細(xì)化學(xué)品合成知識(shí)，使學(xué)生真正具備設(shè)計(jì)精細(xì)化學(xué)品合成工藝流程、工藝優(yōu)化選擇和實(shí)際操作運(yùn)行能力，就必須對(duì)該課程的教學(xué)體系精心設(shè)計(jì)才能真正達(dá)到教學(xué)的目的。根據(jù)精細(xì)化學(xué)品合成的特點(diǎn)，構(gòu)建以典型精細(xì)化學(xué)品的合成為核心，基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)、工作過程導(dǎo)向的課程體系。統(tǒng)籌設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方法等，從而優(yōu)化、重構(gòu)了課程教學(xué)體系，與傳統(tǒng)的學(xué)科知識(shí)教學(xué)體系有很大的不同，體現(xiàn)了工程教育特色，對(duì)于全方位實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)具有舉足輕重的作用。

1　課程目標(biāo)

1)專業(yè)能力目標(biāo):具有選擇合成用原料、溶劑、催化劑能力;典型精細(xì)化學(xué)品的的合成路線設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)能力;典型精細(xì)化學(xué)品的的合成步驟設(shè)計(jì)能力;常規(guī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備操作能力;優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件的能力;能夠按照操作規(guī)程進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)和DCS操作;能擬定操作規(guī)程和擬定事故處理預(yù)案;具有一般事故處理的能力。2)方法能力目標(biāo):具有決策能力和執(zhí)行能力;具有語言及文字表達(dá)能力;外文資料的閱讀能力;通過自學(xué)獲取新技術(shù)的自我更新能力;利用網(wǎng)絡(luò)、文獻(xiàn)等獲取行業(yè)國內(nèi)外信息和綜合處理信息的能力;制定工作計(jì)劃、評(píng)估工作結(jié)果的能力;解決問題的能力和創(chuàng)造能力。3)社會(huì)能力目標(biāo):具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神;與他人的合作、交流與協(xié)商能力;具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力;具有創(chuàng)新能力和較強(qiáng)的實(shí)踐能力;具有工作責(zé)任心和社會(huì)責(zé)任感;能夠遵守勞動(dòng)安全、環(huán)保的規(guī)章制度。

2　教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

2．1行動(dòng)導(dǎo)向的任務(wù)驅(qū)動(dòng)

精細(xì)合成技術(shù)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)模式，在與企業(yè)實(shí)際相似的學(xué)習(xí)情境(項(xiàng)目)中設(shè)置若干工作任務(wù)及工作程序化。學(xué)生通過完成任務(wù)所需的獲取信息、設(shè)計(jì)方案、制定操作規(guī)程、操作等完整實(shí)踐過程，構(gòu)建自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)體系，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)造能力。

在行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)模式運(yùn)行中，教學(xué)活動(dòng)從以“教”為中心轉(zhuǎn)向以“學(xué)”為中心，學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體。使學(xué)生由接受性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為以研究性、實(shí)踐性學(xué)習(xí)為主體的學(xué)習(xí)形式。教師的作用從以課堂講授為主轉(zhuǎn)向以教學(xué)設(shè)計(jì)與組織、創(chuàng)設(shè)情景、提出問題、指導(dǎo)、監(jiān)控(激勵(lì)、答疑、糾錯(cuò))、評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)為主。

2．2教學(xué)做一體化

設(shè)計(jì)課堂與實(shí)習(xí)地點(diǎn)一體化的教學(xué)場景，實(shí)施教學(xué)做一體化。形成“學(xué)做合一”，以“做”為主的課程整合模式。課程所在的實(shí)訓(xùn)場所是開放式教學(xué)的實(shí)訓(xùn)中心，為方便學(xué)生熟練掌握操作技能。這種理論實(shí)踐一體化教學(xué)改變了傳統(tǒng)的理論教學(xué)和實(shí)踐相分離的教學(xué)形式，它集理論知識(shí)傳授、現(xiàn)場觀摩、實(shí)踐操作技能學(xué)習(xí)、訓(xùn)練為一體，集教師與學(xué)生雙向交流、指導(dǎo)，小組討論協(xié)作為一體，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的興趣和實(shí)際動(dòng)手能力，為今后走向工作崗位增強(qiáng)了適應(yīng)能力。

3　教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

3．1崗位典型工作任務(wù)分析

通過與精細(xì)化學(xué)品合成崗位的工藝技術(shù)骨干進(jìn)行崗位的工作流程、工作內(nèi)容的研討，確定了精細(xì)化學(xué)品合成崗位的典型工作任務(wù):能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，以項(xiàng)目組合作形式，參與產(chǎn)品的開發(fā)合成;能夠根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇適宜的原料，設(shè)計(jì)出不同的合成路線;確定最佳合成路線并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室合成和反應(yīng)條件的優(yōu)化;能夠按照崗位操作規(guī)程進(jìn)行磺化、硝化、氧化等反應(yīng)系統(tǒng)的工藝操作;能夠使用實(shí)驗(yàn)室常規(guī)設(shè)備和反應(yīng)設(shè)備及其輔助工具;能夠按照事故處理預(yù)案解決工藝操作中存在的一般故障;能夠遵守勞動(dòng)安全、環(huán)保的規(guī)章制度，根據(jù)規(guī)定使用和處理使用過的原料;充分重視操作質(zhì)量，實(shí)施過程控制，檢查評(píng)價(jià)自身的工作過程和成果;適應(yīng)團(tuán)隊(duì)工作，與團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行溝通與協(xié)調(diào)。

3．2教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

針對(duì)以上分析的職業(yè)崗位典型工作任務(wù)，設(shè)計(jì)基于工作過程的學(xué)習(xí)情境(項(xiàng)目)，以實(shí)際的工作任務(wù)內(nèi)容為依據(jù)確定教學(xué)內(nèi)容。學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)以產(chǎn)品的合成技術(shù)為載體，以產(chǎn)品的開發(fā)流程為主線。根據(jù)精細(xì)化學(xué)品合成涉及的典型合成技術(shù)，如鹵化、磺化、硝化、烴化、?；?、還原、氧化、氨解、重氮化、水解、縮合等，選擇7個(gè)具體產(chǎn)品為學(xué)習(xí)情境，按照產(chǎn)品的開發(fā)流程，原料的選擇－產(chǎn)品的合成路線設(shè)計(jì)－合成路線評(píng)價(jià)－產(chǎn)品的合成－設(shè)備操作和工藝參數(shù)控制－產(chǎn)品分離－產(chǎn)品分析－成本核算的流程重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容體系。通過完整的產(chǎn)品合成的工作過程使學(xué)生掌握精細(xì)合成技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用、產(chǎn)品的開發(fā)過程和反應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)。每個(gè)學(xué)習(xí)情景都以完成工作任務(wù)為導(dǎo)向，下設(shè)若干工作任務(wù)。實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)學(xué)科體系的解構(gòu)與工作過程系統(tǒng)化知識(shí)的重構(gòu)，體現(xiàn)工程教育特色，學(xué)生也真正體驗(yàn)了工程師的職業(yè)生涯經(jīng)歷。學(xué)習(xí)情境的安排不僅基于工作過程，而且符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由淺入深、從簡到繁、先易后難，基于工作過程的教學(xué)內(nèi)容(48學(xué)時(shí))見表1。

表1　基于工作過程的教學(xué)內(nèi)容序化表

3．3教學(xué)內(nèi)容組織的設(shè)計(jì)

每個(gè)工作任務(wù)主要采用“資訊—決策—計(jì)劃—實(shí)施—檢查—評(píng)估”六步法來組織教學(xué)，教學(xué)過程中體現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師進(jìn)行適當(dāng)講解，并進(jìn)行引導(dǎo)、監(jiān)督、評(píng)估。

教學(xué)具體實(shí)施過程為:學(xué)生接受工作任務(wù)→學(xué)生進(jìn)行課外查資料，合作(分組)策劃項(xiàng)目完成的途徑，包括產(chǎn)品合成路線選擇、實(shí)施任務(wù)的材料和器材、工作流程、工作時(shí)間等→教師在了解學(xué)生項(xiàng)目策劃情況下進(jìn)行評(píng)議→學(xué)生修訂后，按企業(yè)要求交項(xiàng)目負(fù)責(zé)人(教師)審核批準(zhǔn)→在教師引導(dǎo)下，進(jìn)行訓(xùn)練→記錄工作狀況、數(shù)據(jù)、訓(xùn)練中出現(xiàn)的事故及處理方法→教師將出現(xiàn)的問題及時(shí)組織研究、討論和總結(jié)→實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，由學(xué)生進(jìn)行清場，組長(學(xué)生)檢查，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人(教師)抽查→學(xué)生撰寫項(xiàng)目報(bào)告→教師批改→對(duì)報(bào)告中出現(xiàn)的問題反饋學(xué)生，予以糾正。

4　教學(xué)方法的設(shè)計(jì)

在任務(wù)為導(dǎo)向、基于工作過程的項(xiàng)目化教學(xué)過程中，靈活多樣的教學(xué)方法是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的根本途徑。課程采用多種教學(xué)方法，例如引導(dǎo)文法、頭腦風(fēng)暴法、演講法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、案例教學(xué)法、角色扮演法等，多種教學(xué)方法在六步法教學(xué)中的運(yùn)用如圖1所示。

5　教學(xué)手段的設(shè)計(jì)

1)利用多媒體課件輔助教學(xué)。在每個(gè)項(xiàng)目實(shí)施中，教師的講解、學(xué)生方案的演示、討論和工藝流程的展示等均采用多媒體，既生動(dòng)又可以節(jié)省黑板板書時(shí)間，提高了教學(xué)效率。2)充分利用仿真教學(xué)軟件進(jìn)行教學(xué)?？衫梅抡婕夹g(shù)開發(fā)與生產(chǎn)裝置逼真的學(xué)習(xí)仿真系統(tǒng)，學(xué)員不出校門，就能了解實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備，并能進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)工藝操作，包括開車、停車、模擬事故并進(jìn)行事故處理、優(yōu)化工藝操作條件等，學(xué)員可反復(fù)練習(xí)。在練習(xí)操作的同時(shí)又可熟悉工藝流程、操作規(guī)程、控制方案、正常工況的工藝參數(shù)范圍等知識(shí)。3)通過課程網(wǎng)站建設(shè)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和參與性。建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供條件。通過網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)平臺(tái)，拓展了課程的教學(xué)資源，豐富了教學(xué)手段，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和發(fā)展提供空間。

6　考核方法的設(shè)計(jì)

以多元化的考核形式來滿足社會(huì)對(duì)學(xué)生能力的多元化需求，科學(xué)評(píng)判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，建立了較完善的評(píng)分體系。課程的考核分為終結(jié)性評(píng)價(jià)(占30%)和過程性評(píng)價(jià)(占70%)兩部分。過程性評(píng)價(jià)由教師和學(xué)生共同完成。包括學(xué)習(xí)態(tài)度(占10%)、小組成員自評(píng)互評(píng)(占10%)、操作考核(占30%)、結(jié)果考核(占20%)等多種形式，全面、科學(xué)地考核學(xué)生專業(yè)能力掌握、理論知識(shí)應(yīng)用、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、計(jì)劃和決策能力、完成工作任務(wù)質(zhì)量、自我學(xué)習(xí)能力等多元能力。終結(jié)性評(píng)價(jià)以三個(gè)主題(工藝路線評(píng)價(jià)、合成路線設(shè)計(jì)、安全操作知識(shí)，各占10%)考核學(xué)生對(duì)知識(shí)、技能、安全環(huán)保的掌握。

7　結(jié)束語

《精細(xì)產(chǎn)品合成技術(shù)》課程學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)源于真實(shí)的精細(xì)化工產(chǎn)品，按照產(chǎn)品的開發(fā)流程來訓(xùn)練學(xué)生，較好地體現(xiàn)了工程教育的思想，尤其在技能培養(yǎng)方面課程設(shè)計(jì)有新意，學(xué)生對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程、工作環(huán)境和企業(yè)文化都很熟悉，實(shí)踐能力強(qiáng)，職業(yè)素質(zhì)好，到企業(yè)能夠很快進(jìn)入角色。

［1］鄧燕，李小龍，張立明．精細(xì)有機(jī)合成化學(xué)與工藝學(xué)課程教學(xué)的探索［J］．湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，34(12):36－37．

［2］吳梅青．高職《有機(jī)合成單元過程》課程教學(xué)探討［J］．化工之友，2007(11):62－63．

Teaching System Design of Fine Synthesis Technology Course Based on Engineering Education Concept

CHENG Zhong-ling，ZANG Yu-hong，LIU Tao，PAN Zi-han
(Department of Chemical Engineering，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China)

In order to cultivate chemical engineering and technology major students’integrated vocational ability in the field of fine chemicals synthesis，the paper makes a teaching system design of the course of Fine Synthesis Technology based on the concept of engineering education．The paper establishes a clear course objective，uses task-driven action-oriented teaching mode，and designs typical learning environment for professional positions working process．The paper uses the actual teaching task as the carrier to determine the content，applies different teaching methods for different tasks．A wide range of assessment methods are employed to evluate student learning effect．The optimized and reconstructed curriculum teaching system plays an important role in achieving a full range of curriculum objectives．

engineering education;fine synthesis technology;teaching system;project education

TQ39-42

A

1008-9446(2015)02-0080-04

河北省高等學(xué)校人文社會(huì)科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(工程教育本科化工專業(yè)人才培養(yǎng)方案的研究與實(shí)踐): GH141005

2014-10-03

程忠玲(1969－)，女，山東榮成人，承德石油高等?？茖W(xué)?；瘜W(xué)工程系教授，碩士，主要從事工程教育本科化工專業(yè)的專業(yè)建設(shè)和教學(xué)工作。