《化工工艺设计》课程项目化教学法的实践

书书书　第３卷第３期２００９年９月健雄职业技术学院学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＥＮＳＨＩＵＮＧＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．３　Ｎｏ．３　Ｓｅｐ．２００９　作者简介：顾准（１９６７－），女，江苏太仓人，健雄职业技术学院化学工程系主任，副教授，主要研究方向为化学工程。　　编者按：课程改革是教育教学改革的重要内容之一，２００９年是健雄职业学院教学改革之年，化工系积极响应学院号召，在全系范围内掀起了以项目化课程改革为中心的教学改革热潮。改革的实践，不仅使许多教师得到了锻炼、获得了经验和体会，而且在不断总结的基础上撰写了相关的教改论文，学报在经过认真筛选之后，将分期对这些论文陆续刊出，旨在扩大宣传课程改革成果影响的同时，进一步推动我院教育教学改革的深入发展。《化工工艺设计》课程项目化教学法的实践顾　准（健雄职业技术学院化学工程系，江苏太仓　２１５４１１）　　摘　要：以《化工工艺设计》课程为项目化实践研究载体，提出了传统教学方法存在的问题，对项目教学法的具体实践过程做了详细说明，同时也分析了项目教学法在实施过程中需要引起注意的方面。关键词：项目教学法；问题；实践；分析中图分类号：Ｇ７１２　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：ＪＳＥ０２７（２００９）０３００７００４　　高等职业教育的根本任务和总体目标是面向生产、基层、管理和服务第一线，培养实用型、技术型、劳动型的人才。要提高高职教育的质量，建设以能力为本位、以岗位需求为依据、以项目为载体的课程已成为当今职业教育课程改革的方向。笔者在精细化学品生产技术专业的《化工工艺设计》课程的教学中，从提高课程的应用性，培养学生工艺设计技能角度出发，采用了项目教学法，取得较好的教学效果。　　一、问题的提出《化工工艺设计》课程是高职化工技术类专业的一门重要的专业课程，其主要任务是培养学生参与化工企业产品开发或建厂过程的工艺设计，或参与化工企业对现有工艺的改进设计等技能，同时承担着培养学生工程素质的重要责任。虽然该课程的内容按照化工设计的工作过程的逻辑顺序加以编排，内容的应用性有所体现，但是以传统的教师讲授为主的方式教学收效不理想，主要原因如下：（一）学生学习兴趣不高课程主要内容为化工设计的程序和内容、车间工艺流程设计方法、工艺计算方法、车间布置设计方法、化工管路布置设计方法、设计说明书和概算编制方法等。教师通常会对以上内容进行介绍和讲解，其中穿插一些例子，一般学生因为体会不到其实际应用价值而失去兴趣，只能被动地接受和了解一些。（二）学生无动手实践机会化工工艺设计是化工技术类专业学生的一项重要技能，技能是靠本人的亲身经历和实践训练才能获得的。因此在传统教学中，即使学生理解和掌握了相关知识点，也很难做到灵活运用这些知识，主要原因是学生缺乏动手实践的机会。如果教师能够以一个项目为载体，带领学生开展工艺设计的实训，该课程的应用性、实用性就会凸显出来，学生工艺设计技能的提高就会成为可能。笔者认为，按专业方向选择可行的工艺设计项目并组织项目化教学是可操作的。因为首先从企业获得一个真实项目，由学生模拟操作是可以实现的；其次一般项目均会覆盖到化工工艺设计知识点。采取以学生操作为主的教学形式，教师作为引领者、指导者，学生在完成项目设计过程中，提高了兴趣，培养了技能。因此，对于实践性、应用性很强的课程来说，采用项目教学法可有效突破传统教学的局限性，达到提升专业技能，提高教学实效的目的。　　二、项目教学法在化工工艺设计课程中的实践　　（一）项目教学法及其特点项目教学法是以科研生产项目为载体，在教师０７指导下，学生对科研生产项目进行开发、制作的研究性学习的一种教学法。其基本的教学程序是：确定项目和项目目标及任务→制定项目计划、实施步骤和程序→在教师指导下学生分工合作实施项目→师生共同检查、评估项目结果→资料汇总或应用结果。项目教学法有以下突出特点：①教学内容上，不必过多考虑内容的系统性、完整性，而是以任务驱动、项目引导来组织教学，突出课程的针对性、实用性，同时能够体现与该项目相关的新知识、新技术、新工艺和新方法；②授课方式上，不再是教师“一言堂”的局面，而是教师和学生共同进行实际任务的讨论和分析，教师是指导者，学生是学习行动的主体；③教学过程中，学生不仅得到技能训练和知识积累，而且在实践中获得了经验、学会了学习；④师生角色上，教师不再是知识的传播者，而是高效的组织管理者、职业技能操作的训练员、有问必答的咨询师；学生不再是被动听讲者和知识接受者，而是教学过程的积极参与者和行动者。（二）项目教学法的实践１．项目的选择一个好的项目应具有以下特点：①真实性：项目应来源于生产、生活实际，既让学生得到能力的训练，又使学生获得成就感；②覆盖性：项目贯穿于整个教学过程，实现项目所涉及的知识和技能在教学大纲所要求的范围，基本涵盖本课程的全部教学内容；③操作性：项目能根据课程的进度安排分解为适合教学的子项目或工作任务，具有可操作性，学生在完成任务的过程中，能力得到训练，知识得到积累；④典型性：项目应与学生所学专业密切相关，可以反映专业领域的典型工作任务；⑤启发性：项目蕴含着一些需要解决的问题，能启发学生思考，为学生留下较大的空间。根据项目应有的特点，本课程选择了来自制药厂的实际项目“邻羟基苯乙酮”的工艺设计为学习载体，与精细化学品生产技术和有机化工生产技术专业密切相关，而且它几乎覆盖了化工工艺设计的各个步骤和内容。由于这个项目对高职学生难易程度也较适中，工作量适宜，整个项目分成若干个工作任务，按计划实施，操作性强，同时这些任务均包含着学生需要通过学习和思考才能解决的一系列问题。２．课程整体设计传统的课程教学是按照课本的内容和顺序讲解，最多对实例、内容有所删减，从来没有“整体设计”过，因此教学必然是一个以知识为中心，缺乏能力训练的过程，学生积累的是单纯的理论知识，而不是应用性知识。根据先进的高职教育理念，一门课程不仅需要选择合适的项目，而且还需要对课程进行“整体设计”，并且在整体设计中要突出六条原则：即职业活动导向、能力目标、项目载体、用任务训练职业岗位能力、以学生为主体和理论实践一体化。依据以上课程整体设计基本原则，我对本课程进行了内容改造，将典型项目贯穿于整体学习过程，内容组织由原来的知识体系为顺序转变为以“邻羟基苯乙酮”工艺设计的工作过程为顺序，学生在完成“生产方法的选择”、“工艺流程方案设计”、“工艺计算”、“带控制点工艺流程设计”、“设备选型设计”、“车间布置设计”的各个任务的过程中，充分了解了职业活动的流程、理解了相关理论知识的应用性和实用性，学生学习主动性得以激发。课程整体设计以能力目标为中心，实现了以学生为主体，“做中学、学中做”的理实一体化理念。表１　单项能力目标分解表犜犪犫犾犲１　犜犪狉犵犲狋犱犲犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳犻狀犱犻狏犻犱狌犪犾犮犪狆犪犫犻犾犻狋狔序号单项能力目标１能根据某化工产品的设计任务，利用信息检索查阅有关资料，写出产品综述；２能根据查找的相关资料，对该产品的生产方法进行合理选择；３能根据选择的生产方法，进行工艺流程方案设计，绘制工艺流程方案图；４能根据工艺流程方案图，进行物料衡算、热量衡算等工艺计算；５能根据物料衡算结果，绘制物料流程图；６能根据物料流程图进行主要设备的计算和选型；７能根据物料流程图和设备选型计算结果，绘制带控制点的工艺流程图（含仪表及自动控制系统的设计）；８能根据工艺流程设计和设备选型结果进行车间布置设计，绘制设备布置图；９能利用化工安全技术知识，提出车间的安全措施（防火、防爆、防毒和劳动保护）；１０能利用环保知识，对该产品生产中的三废处理提出有效措施；１１能进行该化工产品的经济技术概算（项目投资概算和产品成本估算）；１２能按设计说明书的要求，完成设计说明书的撰写；１３能按初步设计的要求，按规范整理和装订图纸。　　如整体能力目标的描述为：通过该课程的学习，１７　第３期顾　准：《化工工艺设计》课程项目化教学法的实践　　　　　　　　学生能根据某化工产品的设计任务，对工艺过程进行工艺初步设计（主要包括工艺计算和工程制图），单项能力目标见表１。教学整体设计还包括在任务训练所覆盖的知识点而确定的知识目标内容、项目目标表、教学进度安排表内容。只有对课程进行详实的设计，才能够保证教学的每一个环节有明确的目标，才能保证教学实施过程循序渐进，有条不紊，才能保证学生在完成一个个任务的过程中得到能力的训练和应用性知识的积累。３．课程单元设计课程单元是结合项目具体任务大小按照教学实施的时间划分的，可以是１学时或２学时，也可以是４学时或６学时，关键是具有一定的整体性。课程单元设计应有明确的单元目标，包括能力目标、知识目标和素质目标，有学生的训练任务和归纳总结理论知识的环节等。课程的单元设计一定要经过认真充分地思考，尽可能地详细到很小的时间段，如３分钟、５分钟、１０分钟等，在每个时间段内明确教师在做什么，学生在做什么，因为课程单元设计的好坏直接影响着教学实施和教学效果。如《化工工艺设计》课程被分为十三个单元，包括课程介绍、查阅资料写产品综述、工艺流程方案设计、物料衡算和热量衡算、绘制物料流程图、设备选型计算、绘制带控制点的工艺流程、车间布置设计等等，每个单元都设计了能力目标和知识目标、教学实施的手段和详细实施步骤，以及每个单元结束后需要提交的任务结果。４．课程的实施课程单元设计完成后，每个单元的任务也非常明确了，但课程的实施过程才是真正落实设计、完成预定目标的具体环节。在这一过程中，教师一定要以课程单元设计为依据，严格控制课堂进程和节奏，由于学生存在着个体差异，操作时间的把握是个难点，因此教师要特别注意对学生的操作给予有效的指导，并加强过程的检查考核。以本课程２学时的单元为例，课程实施的基本流程是：①用５分钟考勤和收交上次课布置的任务结果（图纸、计算过程及实训报告）；②５分钟用于明确该单元的目标和应该完成的任务；③教师用５分钟给予一定的提示，如参考教材或讲义哪一部分及相关注意点等；④学生以小组为单位，用１０分钟按照教师提示及相关参考资料进行设计尝试，这时学生仍会遇到许多困难，如教材中的技术问题、知识如何应用的问题，但经过尝试过程，学生会有一个初步的结果，教师对该结果做一个检查记录；⑤教师根据学生中存在的较为集中的问题，用２０分钟的时间进行讲授指导；⑥学生在教师进一步指导下，进行设计操作；⑦最后约１０分钟时间教师进行检查和总结，加强检查可以督促学生充分利用课内时间，加强团队合作，较好地完成每个单元的任务；⑧学生在掌握本单元的基本操作方法后，一部分任务就留给学生课后完成，强调课后时间的利用，任务结果在下一次上课前提交。５．教学评价考核教学评价考核是学生学习的指挥棒，要有效提高教学效果和教学质量，教师就应根据项目的实施过程合理设计考核方式和结果评分标准。本课程采用形成性考核方式，强调学习的过程性，设计的评分标准为：课程总成绩＝过程考核成绩１５％＋任务结果考核成绩６０％＋答辩评估考核成绩２５％其中过程考核成绩是根据出勤情况（２０％）、纪律表现（２０％）、积极参与程度（３０％）、对任务结果作出的贡献大小（从每个单元内的课堂检查考察）（３０％），这部分成绩是由学生小组对组员、教师对小组及组员的评价构成；任务结果考核成绩是对各项任务完成后所需提交的过程资料等进行评分，过程资料有综述（１０％）、工艺流程方案图等相关图纸（３０％）、工艺计算过程及结果（２０％）、安全环保措施和经济技术概算（１６％）、设计说明书（２０％）、个人总结（４％）；答辩评估考核成绩是整个项目完成后进行的答辩评分，后两部分成绩由教师评定。　　三、实施项目教学法注意点分析实践证明，学生在“做中学、学中做”的项目任务活动中，学习的积极性、主动性大大提高，课堂和课后的时间利用率显著提高，教学效果明显优于传统教学方法。但是由于受到师资能力、硬件条件、学生素质等多方面因素的影响，教学手段、教学方法等还需要在教学中不断摸索总结，教学效果还有待进一步提高。通过对本课程的设计和实施，我们总结和分析了以下值得注意的方面：２７健雄职业技术