高校安全工程化工教學探析

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高校安全工程化工教學探析

[摘要]

本文簡述了高校培養安全工程專業化工安全方向復合型人才的重要性,從教法、培養模式和多元化考核三方面深入探討了該方向的教學改革方案,以期為化工行業培養具有扎實工程基礎的安全工程專業復合型高級人才。

[關鍵詞]

安全工程;化工;教學;復合型人才

隨著新技術、新工藝的開發與運用,化工生產工藝流程變得越來越復雜,自動化程度也越來越高,生產過程正朝著綜合利用的方向發展。然而對于一個化工企業而言,安全生產是企業發展的根本保障,是在生產經營中需要貫徹的一個重要理念。[1]這就對安全生產相關人員提出了更高要求,尤其是安全工程專業技術人才。因此,掌握化工過程及安全技術相關知識是安全工程專業學生從事該行業生產與管理工作必不可少的職業技能。安全工程專業化工安全方向作為一門專業學科,具有內容涉及面廣、知識點多、實踐性強的特點。對于安全工程專業的教師而言,如何讓學生在有限的校園學習階段較好地掌握化工安全方向相關知識,[2]如何將安全工程專業特點融合到化工生產的教學中去,是教學的難點。本文以培養安全工程專業復合型人才為立足點,探討如何推進安全工程專業化工安全方向的教學問題。

一、教法探討

(一)教學觀念的改革

要提高教學效果,更新教師的教學觀念是根本。隨著科技的進步及社會經濟的發展,網絡已成為人們生產生活中密不可分的重要部分,這也給人們帶來了各方面的信息資源,教師已不再是學生獲得專業信息的唯一有效途徑。與幾年前相比,同一年齡層次學生的心智、儲備的信息量及獲取知識的途徑已遠遠超越以往的學生。以90后學生群為例,他們在課堂上更具活力和自主性,有很強的表現欲和求知欲,對于知識的前沿性和綜合性有更高期待。“教師講,學生聽”的常態上課模式已不能完全滿足學生的需求。學生的整體知識結構水平不斷提高,而教師依舊采用同樣的教學模式,這勢必使師生產生代溝。因此,教師應不斷更新教學理念,充分尊重學生的選擇權和自主權,樹立順應時展的教學理念,從以教師為主變成以學生為主,從灌輸式變為引導式,從以理論學習為主向實踐教學為主轉變,扮演好引導者、合作者的角色,讓學生在全新的教學模式下激發學習興趣。

(二)教學技能的提升

化工專業課程內容相對抽象,習題教學更是枯燥、乏味,且單憑文字和公式的闡述難以形象表達具體的科學過程,難以加深學生的理解。這就要求教師在教學方式和方法上進行創新,充分調動學生的學習興趣,發揮其自主性和能動性。以化工原理課程為例,它以化工過程中的單元操作為研究對象,是引導學生由純理論學習轉向實踐性和工程性學習的一門工程技術基礎課,包涵了大量的專業術語和計算公式。從以往的教學回訪來看,學生認為老師的講授太過抽象和枯燥,自己難以在短時間內理解和掌握相關概念和公式,學習的積極性受到了極大的影響。因此,筆者認為可從以下幾個方面提升教學質量。第一,重視緒論的講解,引領學生入門。緒論是一門學科的開篇,也是學生開啟學習興趣的一把鑰匙。教師需要在緒論課上多做功課,將化工原理這門課程與社會經濟發展的重要性、前沿性及化工工藝過程的危險性聯系起來,對學生熟知和比較關注的熱點案例進行歸納和講解,讓學生還沒開始相關內容的學習,便已產生濃厚的學習興趣。第二,精選教學內容,教與學相結合。對于少學時課程而言,課堂教學時給學生講得過多、過細會造成學生過分依賴教師的局面,學生的獨立思考與創新能力得不到發揮,克服困難與創新的精神也顯得不足。教師在教學過程中應重概念理解,抓理論本質;優化教學內容,針對重點內容開展有層次的教學;合理精簡理論內容,突出基本概念與共性規律,抓主線和重點,對非重點問題采用監督自學的形式,做到少而精。如教師將課堂提問的形式引入教學,針對關鍵內容、難懂內容及易犯錯的內容進行提問,注重讓學生用自己學過的知識來解決遇到的新問題,充分發揮學生的主觀能動性,激發其學習熱情,培養學生思考問題和解決問題的能力。第三,采用科學的教學方法。教師應從單純的書本知識灌輸轉變為多方位、多角度的教學,將知識的傳授過渡到培養學生的能力和素質上,讓學生在學習理論知識的基礎上樹立工程觀念,培養工程思維能力,用工程觀念分析和解決工程問題。[3]此外,教學工具也是非常重要的。多媒體和板書相結合、PPT中融入生動的flash及視頻等方式,[4]可有效地幫助學生理解知識,提高教學效果。開展課堂輔助案例教學、分組主題討論并結合學生自主講解,能夠讓課堂教學更立體、更直觀,同時能夠提升學生的學習興趣,鍛煉學生的表達能力。第四,加強與學生的互動。教師自身的文化素養和科學研究方法論意識是師生進行互動的重要基礎。教師要經常下企業接觸實際生產,豐富自身的化工領域知識體系,將安全工程專業與化工專業知識體系融合起來,及時更新課程內容,避免教學與實際生產部分脫節。教學過程中倡導師生合作、生生合作、共同探究創新的教學模式,鼓勵教師在求異創新中主動構建自己的知識體系。如教師課上可采取提問題、做游戲、小組討論的方式與學生進行互動,增強課程的趣味性與學生的自主性;課下多與學生溝通交流,征求學生意見,及時獲得教學反饋,掌握教學效果,以便根據學生的學習情況改進教學內容及方法。

二、培養模式

(一)漸進式課程群結構

處理化學工程問題常常要求把簡單問題做嚴格的數學處理,復雜問題進行簡單的數學處理。在教學過程中,我們應遵循此規律,激發學生的學習興趣。[5-6]由于化工知識體系龐大,非化工專業學生想要在短時間內掌握專業相關知識,難度很大。以我校安全工程專業為例,為了讓學生在掌握安全工程專業知識的同時,逐步消化和深入學習化工知識,我們從大一到大四遞進式安排了學生的化學化工相關教學課程(見表1)?;ぐ踩较蛞詿o機及分析化學為入門課程,以化工原理、流體力學與流體機械、化工安全工程三門主干課為基礎,以危險化學品管理、設備腐蝕與防護、燃燒與爆炸學等限選課為輔,結合實驗、課程設計和實習,以化工過程中的單元操作為研究對象,引導學生由純理論學習轉向實踐性和工程性學習,將安全工程管理與技術融合到化工知識的學習中。種遞進式的課程安排實現了由點到面的過渡,學生對化工知識掌握得較好,教學效果顯著。

(二)實踐教學

相對于理論教學,實踐教學更具直觀性、綜合性和創新性,更能激勵學生的好奇心和創造性,能使學生初步掌握科學研究的方法,是培養學生崗位工作能力的重要途徑,是理論聯系實際的一個重要環節,能為學生盡快適應工作崗位打下堅實基礎。[7]對于安全工程專業的學生而言,動手操作能力顯得尤為重要。我校安全工程專業化工安全方向的實踐教學環節包括基礎實驗、教學實習、仿真實訓、課程設計、工廠實習、創新性項目及畢業設計(論文)?;A實驗是針對專業基礎理論課程的實踐教學。我們根據理論課程各章節的內容,有針對性地設計了多個系統性實驗。以化工安全工程基礎實驗為例,我們針對化工安全工程理論課程中的危險化學品安全管理、化工燃燒爆炸及控制措施和化工單元操作安全技術這三章重點內容,分別開設了物質自燃點的測定實驗、氣體/粉塵的爆炸特性參數測定、易燃建筑材料的燃燒性及危險性分析實驗及流化床干燥過程的安全技術分析實驗等。課程設計是學生學完課程后,綜合利用所學知識進行設計的實踐教學環節,由教師出題,學生在教師的指導下進行設計。通過課程設計,學生的工藝計算、繪圖等能力得到了真正提高,能夠把零散分布在各門課程中的知識有機結合起來,創造出有自己特色的設計成果。課程設計達到了綜合訓練的目的,提高了學生分析和解決化工實際問題的能力。[8]化工安全工程課程設計要求學生對某硫酸廠的廠區平面布置及特定工藝進行設計、計算和繪圖,并從安全管理、安全技術措施、事故應急管理等方面提出安全對策。在整個設計過程中,學生以安全學原理和技術指導硫酸化工廠的設計,在化工工藝流程的布置過程中進一步加深了對化工安全知識的理解。教學實習安排在理論課程結束后,學生到相關廠礦企業進行為期一周的教學參觀,例如參觀中糧可口可樂有限公司的生產車間,了解該公司的廠區布置及安全管理模式等。教學實習以參觀為主,專業工作人員帶領學生參觀,并進行演示和講解。該環節可調動學生的學習積極性,提高其感性認識,使其進一步將理論知識與實際生產應用聯系起來。仿真實訓是在計算機上直接操作,模擬化工生產過程。以精餾過程為例,學生可任意改變參數,主動引發生產事故,進行探索性試驗,但不會造成實際的損失。學生通過仿真實訓可汲取教訓,及時更正操作,強化安全意識。工廠實習是在專業主干課程之后開設的為期一個月的進廠跟班實習。工廠實習能加深學生對相關工藝技術流程的基本認識和理解。工廠實習不僅要求學生全面了解化工生產類別,熟悉工藝參數、單元操作、設備操作與管理,掌握化工的工藝流程,懂得分析和控制設備的原理,而且要求學生能夠辨識化工廠車間危險源并提出安全對策,強化自己對化工生產的認識,明白安全生產與管理對于企業生存的重要性。通過實習,學生能直觀地接觸化工生產過程,真正體會到安全生產、安全管理與技術在化工行業中的重要地位,實現理論與實際的進一步緊密銜接。

三、多元化考核

社會發展要求人才具有良好的動手能力、表達能力和創新能力。在教學過程中,我們注重智商和情商的共同發展及科學思維方法的培養。我們將考核形式多樣化,減少應試閉卷考核,引入論文寫作、動手操作、答辯等多種考核手段,使學生注重知識的探索與運用,并非單純為了考試才學習,從而與社會對人才的能力需求接軌。以化工實驗考核為例,根據前期實驗內容,老師擬定數個實驗考核項目,學生隨機抽取考核內容,進入考核現場獨立完成實驗,并離開現場??己擞涩F場實驗操作技能和實驗報告撰寫兩部分內容組成。操作技能包含實驗預習情況、實驗記錄、操作手法及實驗臺面整潔程度;實驗報告撰寫包含實驗步驟、實驗數據處理及結果分析和實驗報告的規范性。操作過程中教師還需對學生解決問題的能力、實驗室工作習慣等進行考核。這樣的考核方式使學生在前期實驗教學過程中由被動學習轉為主動學習,同時提升了學生實驗操作的獨立性,培養了學生嚴謹的工作作風,提高了學生的綜合素質。實習的考核也分為兩部分內容,一是當日主題答辯及當日工作總結,二是實習報告的撰寫。在石油化工企業實習過程中,老師根據工作性質,每天布置實習任務,采取“師傅引導制”,使學生在工人師傅的監督和指導下,完成工作任務;學生下班后撰寫當日工作總結并答辯。在答辯環節中,老師對學生遇到的問題和困惑進行正確引導,對于優秀的實習成果給予肯定和表揚,及時指出學生實習中存在的不足之處并分析原因。通過這種考核方式,學生在下廠工作和后期答辯過程中會注意對所發現的生產薄弱環節及存在的安全風險提出改進意見。這樣既提升了實習成效,也讓學生真正懂得了如何處理現場突發情況及提出安全防范對策等。通過將安全科學知識與化工生產過程融為一體,學生的綜合工程素質及工作競爭能力均得到了提升。

四、結語

我們以教學方法、培養模式、考核方式為教改切入口,充分利用科技發展和教改帶來的機遇,加強安全工程和化學工程的結合,讓安全工程專業的學生在學習和實踐中感受化工過程理論指導實踐的重要地位,建立工程意識,樹立工程觀念,掌握化工安全方面的知識和技能,以期為國家培養更多敢于探索、勇于創新的安全工程專業化工安全方向的復合型人才,為有效促進化工行業的健康、穩定發展輸送力量。

作者:廖嬋娟 魏祥東 盧麗麗 蘇龍 蔣嬌蓮 楊冕 單位:湖南農業大學資源環境學院

參考文獻:

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[5]王韻芳,李雙志,樊彩梅,等.化工原理教學中的幾點體會[J].化工高等教育,2012(1):67-70.

[6]謝艷,姚方.化工原理理論教學的改革[J].廣州化工,2012(10):178-179.

[7]王曉紅,李玉剛,王許云.適應多專業培養要求的化工原理實踐新體系的建立[J].化工高等教育,2013(3):14-15.

[8]李忠玉,徐松,張衛華,等.化工原理課程設計教學改革與實踐[J].化學工程與裝備,2011(10):216-217.

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