基于工作過程的化工設備機械基礎課程學習情境設計

陳海麗

摘 要：化工設備機械基礎課程是化工類專業(yè)的核心技術課程之一，目前教學中存在著諸多問題。創(chuàng)設基于工作過程的學習情境，有效設計該課程的教學內(nèi)容、教學載體、教學方式，提升學生職業(yè)能力，是解決問題的一種實踐選擇。

關鍵詞：基于工作過程 化工設備機械基礎 學習情境 設計

一、問題的提出

化工設備機械基礎課程是化工類專業(yè)的核心技術課程之一，也是一門與生產(chǎn)密切相關的工學結合課程。但在課程的教學實踐中，存在著諸多的問題，如學科體系編排的課程內(nèi)容、課堂教學脫離生產(chǎn)實踐的教學模式，重視知識記憶而忽視過程的評價方式，這些問題的存在偏離了本門課程的學習目標，也偏離了職業(yè)教育的培養(yǎng)目標。因此，必須對課程進行工作過程導向的重新構建，而工作過程導向的學習領域課程開發(fā)的重點就是學習情境設計，以設計出用于教學的職業(yè)活動情境。通過創(chuàng)設基于工作過程的學習情境，有效設計該課程的教學內(nèi)容、教學載體、教學方式，從而提高學生職業(yè)能力，為學生的就業(yè)奠定堅實基礎。

二、基于學科導向與基于工作導向的學習情境的比較

基于學科導向的課程，以學科邏輯為主線構架知識體系，以掌握學科知識為目的，其內(nèi)容以學科知識點為主線，情境是傳授式的課堂教學，教學方式以陳述說理為主，多以知識點的記憶或理解程度的書面考核作為評價。

基于工作過程的課程，以工作要求為主線構建學習情境，目的是掌握工作過程中必需的理論知識與實踐技能，其內(nèi)容以工作流程為框架，情境是理實一體的實踐教學，評價主要考核必需知識與實踐技能的掌握程度。

三、化工設備機械基礎課程的學習情境設計

1.調(diào)研工作崗位，定位課程培養(yǎng)目標

化工設備機械基礎課程主要培養(yǎng)學生具備基本的化工設備操作、維護和管理的專業(yè)能力，同時養(yǎng)成“科學操作、安全管理”的職業(yè)素養(yǎng)，為今后工作打下扎實的專業(yè)基礎。

通過與合作企業(yè)共同探討，以及對往屆生就業(yè)的跟蹤調(diào)查，學校醫(yī)藥化工類專業(yè)的主要就業(yè)崗位群定位為從事化學品生產(chǎn)領域的生產(chǎn)操作和化學分析崗位，生產(chǎn)操作崗位主要工種為化工總控工、有機合成工等。在化工生產(chǎn)崗位職責中，任何一項典型工作任務的完成都離不開化工設備和機械的操作、維護和管理。通過對本課程的學習，應達到以下課程目標。

（1）專業(yè)能力目標——能夠正確認識工藝流程中常用設備的結構和功能，能夠掌握化工設備的操作步驟和維護常識，能夠具備化工設備管理的相關知識，能夠查閱和應用相關技術資料，能夠運用所學知識解決一些實際問題，以適應將來的工作崗位。

（2）方法能力目標——使學生具有一定的工程分析能力、運用知識的能力、分析解決問題的能力、信息處理能力、自我管理與發(fā)展能力。

（3）社會能力目標——使學生初步形成認真負責的工作態(tài)度和嚴謹細致的工作作風，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。

2.分析職業(yè)能力，明確學習情境目標

課程必須與職業(yè)建立緊密的關系，才能滿足企業(yè)對人才的要求。因此，課程要依據(jù)所面向的職業(yè)標準和能力要求進行開發(fā)和設計，把職業(yè)標準和能力要求轉化成課程目標。學習領域是經(jīng)職業(yè)工作過程分析，由職業(yè)行動體系中的職業(yè)“行動領域”導出的，致力于開發(fā)學生的職業(yè)行動能力。學習情境作為學習領域的具體化，應緊密圍繞學習領域課程的學習目標、內(nèi)容及總學時，進行具體化的分解和設計，進而形成每一個學習情境的明確的能力目標、內(nèi)容要求和學時限制。學習情境的目標要以職業(yè)行動能力來描述，以職業(yè)能力分析為基礎，面向整個工作過程，把職業(yè)需要的技能、知識、素質(zhì)有機地整合到一起。

化工設備機械基礎課程的功能是培養(yǎng)學生能夠正確地使用化工設備進行操作，并且能進行安全維護、管理以及質(zhì)量監(jiān)控等，適應化工行業(yè)的發(fā)展的能力。根據(jù)職業(yè)崗位能力分析所確定的學習情境目標內(nèi)容如下。

職業(yè)崗位：有機合成工、無機反應工、化工總控工。

職業(yè)能力：能認識常用化工設備的結構和功能，對設備進行操作和日常維護，能進行生產(chǎn)自動控制操作，對設備進行簡單的故障分析及管理，具有一定的機械設備操作安全常識。

學習情境目標：能識讀化工工藝流程圖，能操作典型化工設備和機器，能根據(jù)工藝條件合理選用設備，能對常用化工設備進行日常維護，能進行簡單故障分析和管理，能進行設備運行質(zhì)量監(jiān)控，能嚴格執(zhí)行相關標準、工作程序與規(guī)范以及安全操作規(guī)程，有環(huán)保、安全、質(zhì)量意識。

3.遵循認知順序，重構課程學習內(nèi)容

（1）基于學科導向的課程內(nèi)容是以知識傳授為目標，按照學科知識本身的內(nèi)部邏輯結構展開的，體現(xiàn)的是以 “教”為中心的平行體系。在內(nèi)容排序上，雖然在一定程度上考慮了學習者認知的心理順序，但是知識排序的方式與學習者知識習得的方式是分割的、不一致的?；诠ぷ鬟^程的課程內(nèi)容是以培養(yǎng)能力為目標，按工作過程的不同任務的相關性來實現(xiàn)知識和實踐技能的整合的“串行”體系，體現(xiàn)的是以學生的“學”為中心。在內(nèi)容排序上，依據(jù)行動順序的每一個工作過程環(huán)節(jié)來傳授相關的課程內(nèi)容，使學生把循序漸進學習課程的過程，變成符合或接近企業(yè)工作過程的過程。

（2）基于工作導向重構課程學習內(nèi)容，需要對教學內(nèi)容進行選擇和序化。我們使用任務調(diào)查法，通過對學生、一線工人、技術專家、行業(yè)專家?guī)讉€層面的調(diào)查，結合相關的國家標準及學校的教學條件，在確定典型工作任務的基礎上，確定工作任務中涉及的實踐知識和理論知識，以及工作過程的排序，見表1。

表1 課程教學內(nèi)容和排序的比較表

原有的課程內(nèi)容和排序 基于工作過程的重構

第一章 化工設備基礎知識 學習情境1：識讀化工工藝流程圖

第二章 化工設備結構（換熱器、塔設備、反應釜、加熱爐等） 學習情境2：化工設備操作

（換熱器操作、精餾塔操作、反應釜操作等）

第三章 機械傳動基礎及運轉設備 學習情境3：化工機器操作

（干燥器、離心機、泵等操作）

第四章 化工設備維護、維修與管理 學習情境4：流體輸送

第五章 化工設備材料 學習情境5：化工設備安全

4.選擇任務載體，創(chuàng)設工作學習情境

每個專業(yè)面向的是不同的崗位，每個學習領域內(nèi)容又比較復雜，就需要承載學習領域的物質(zhì)形體，也就是創(chuàng)設學習情境的載體。化工設備機械基礎課程依據(jù)企業(yè)典型工藝流程及其工作過程，對教學內(nèi)容進行整合序化，并轉化為與職業(yè)崗位相適應的課程學習情境。學習情境既涵蓋傳統(tǒng)課程體系的知識點，又使學生在 “工作情境”下進行學習，以完成典型工作任務全過程為目標，以具體實際工藝為載體，教、學、做相結合，理論與實踐一體化，實現(xiàn)由工作過程向教學過程的轉化。本課程學習情境劃分見表2。

表2 學習情境劃分表

工作過程 學習情境 子情境 教學載體

認識設備 識讀化工工藝

流程圖 工藝識圖 阿司匹林工藝流程

規(guī)范操作

簡單維護

質(zhì)量監(jiān)控 化工設備操作 換熱器

操作 乙苯氣-反應混合氣換熱工藝

精餾塔

操作 酒精回收蒸餾工藝

反應釜

操作 合成氨工藝

蒸發(fā)設備 濃縮果汁工藝

結晶設備

操作 制鹽工藝

化工機器操作 干燥器

操作 奶粉干燥工藝

離心機

操作 結晶砂糖分離工藝

泵、閥門操作 流體輸送過程

事故預防 化工設備安全 化工設備防護 化工事故案例

5.理實一體教學，突出學生學習主體

基于工作過程的學習情境設計，目的就是培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力。傳統(tǒng)的課堂教學很難將理論和實踐緊密結合，理實一體的教學才能突出學生學習主體，有效地落實“做中學”，“學中做”的教學理念。為了使教學活動能夠逐步有序展開并推進，化工設備機械基礎課程的實施過程是理實一體的。教學實施主要是在模擬企業(yè)真實職業(yè)場景的校內(nèi)化工仿真實訓室和實訓車間中進行。在教學活動中，首先通過視頻、實物、仿真軟件讓學生獲得與教學相關的工作環(huán)境感性認識，激發(fā)學生的學習興趣，進而獲得與工作崗位和工作過程相關的專業(yè)知識和技能。各學習情境的教學過程，真正體現(xiàn)學生作為學習主體的地位。學生帶著任務和問題有目的地去學習，查閱相關資料，聽取教師的理論講解，與教師在進行交流的過程中獲取資訊，在教師的幫助下進行決策。在計劃、實施的過程中，教師給予學生適當?shù)妮o導，最后教師參與學生工作成果的檢查與評估。學生在教學過程中，始終處于主體地位，通過真實的工作成果激發(fā)學生的學習積極性，改善教學效果。

下面以精餾塔操作學習情境為例。

學習子情境：精餾塔操作，學時：10課時。

學習目標：熟悉塔設備的結構、功能和使用原理；理解各類塔設備的工作特點和適用場合；掌握塔設備操作規(guī)程及DCS質(zhì)量監(jiān)控；初步進行簡單故障分析和安全事故

分析。

教學任務：通過教師引導、學生自學、討論等方式理解塔設備的結構和工作原理；理解各類塔設備的結構特點和使用特點；能根據(jù)工藝條件，合理選用塔設備；利用仿真軟件，掌握塔設備操作規(guī)程及DCS質(zhì)量監(jiān)控。

步驟：

（1）資訊——了解酒精回收蒸餾工藝，熟悉精餾塔結構，掌握工作原理。

（2）決策——分析精餾塔工作時的工藝條件，理解精餾塔的操作規(guī)程，并對相關故障和安全案例進行分析。

（3）計劃——討論操作規(guī)程，事故案例分析。

（4）實施——每組設置不同工藝參數(shù)，進行仿真操作，實訓操作，并對工作過程進行質(zhì)量監(jiān)控。

（5）檢查——實訓過程反饋和控制。

（6）評價——根據(jù)學生的實訓情況、學習態(tài)度、參與程度，對學生進行評價，教師進行總結和指導。

在職業(yè)教育過程中，只有嚴格按照基于工作導向學習情境創(chuàng)設的標準，才能更好地實施基于工作導向的課程改革，使學生在學習情境下，能夠對工作過程有一個完整而深刻的體驗，從而培養(yǎng)學生的職業(yè)技能，形成終身受益的職業(yè)素養(yǎng)，完成知識能力的建構與遷移。

參考文獻：

[1]嚴中華.職業(yè)教育課程開發(fā)與實施[M].北京：清華大學出版社，2009.

[2]謝暴，杜蘭萍，劉艷華.校企合作模式下基于工作過程的學習情境設計[J].職業(yè)技術教育，2011（2）.

（作者單位：浙江省臺州技工學校）