高校安全工程化工教学探析

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高校安全工程化工教学探析

[摘要]

本文简述了高校培养安全工程专业化工安全方向复合型人才的重要性,从教法、培养模式和多元化考核三方面深入探讨了该方向的教学改革方案,以期为化工行业培养具有扎实工程基础的安全工程专业复合型高级人才。

[关键词]

安全工程;化工;教学;复合型人才

随着新技术、新工艺的开发与运用,化工生产工艺流程变得越来越复杂,自动化程度也越来越高,生产过程正朝着综合利用的方向发展。然而对于一个化工企业而言,安全生产是企业发展的根本保障,是在生产经营中需要贯彻的一个重要理念。[1]这就对安全生产相关人员提出了更高要求,尤其是安全工程专业技术人才。因此,掌握化工过程及安全技术相关知识是安全工程专业学生从事该行业生产与管理工作必不可少的职业技能。安全工程专业化工安全方向作为一门专业学科,具有内容涉及面广、知识点多、实践性强的特点。对于安全工程专业的教师而言,如何让学生在有限的校园学习阶段较好地掌握化工安全方向相关知识,[2]如何将安全工程专业特点融合到化工生产的教学中去,是教学的难点。本文以培养安全工程专业复合型人才为立足点,探讨如何推进安全工程专业化工安全方向的教学问题。

一、教法探讨

(一)教学观念的改革

要提高教学效果,更新教师的教学观念是根本。随着科技的进步及社会经济的发展,网络已成为人们生产生活中密不可分的重要部分,这也给人们带来了各方面的信息资源,教师已不再是学生获得专业信息的唯一有效途径。与几年前相比,同一年龄层次学生的心智、储备的信息量及获取知识的途径已远远超越以往的学生。以90后学生群为例,他们在课堂上更具活力和自主性,有很强的表现欲和求知欲,对于知识的前沿性和综合性有更高期待。“教师讲,学生听”的常态上课模式已不能完全满足学生的需求。学生的整体知识结构水平不断提高,而教师依旧采用同样的教学模式,这势必使师生产生代沟。因此,教师应不断更新教学理念,充分尊重学生的选择权和自主权,树立顺应时展的教学理念,从以教师为主变成以学生为主,从灌输式变为引导式,从以理论学习为主向实践教学为主转变,扮演好引导者、合作者的角色,让学生在全新的教学模式下激发学习兴趣。

(二)教学技能的提升

化工专业课程内容相对抽象,习题教学更是枯燥、乏味,且单凭文字和公式的阐述难以形象表达具体的科学过程,难以加深学生的理解。这就要求教师在教学方式和方法上进行创新,充分调动学生的学习兴趣,发挥其自主性和能动性。以化工原理课程为例,它以化工过程中的单元操作为研究对象,是引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习的一门工程技术基础课,包涵了大量的专业术语和计算公式。从以往的教学回访来看,学生认为老师的讲授太过抽象和枯燥,自己难以在短时间内理解和掌握相关概念和公式,学习的积极性受到了极大的影响。因此,笔者认为可从以下几个方面提升教学质量。第一,重视绪论的讲解,引领学生入门。绪论是一门学科的开篇,也是学生开启学习兴趣的一把钥匙。教师需要在绪论课上多做功课,将化工原理这门课程与社会经济发展的重要性、前沿性及化工工艺过程的危险性联系起来,对学生熟知和比较关注的热点案例进行归纳和讲解,让学生还没开始相关内容的学习,便已产生浓厚的学习兴趣。第二,精选教学内容,教与学相结合。对于少学时课程而言,课堂教学时给学生讲得过多、过细会造成学生过分依赖教师的局面,学生的独立思考与创新能力得不到发挥,克服困难与创新的精神也显得不足。教师在教学过程中应重概念理解,抓理论本质;优化教学内容,针对重点内容开展有层次的教学;合理精简理论内容,突出基本概念与共性规律,抓主线和重点,对非重点问题采用监督自学的形式,做到少而精。如教师将课堂提问的形式引入教学,针对关键内容、难懂内容及易犯错的内容进行提问,注重让学生用自己学过的知识来解决遇到的新问题,充分发挥学生的主观能动性,激发其学习热情,培养学生思考问题和解决问题的能力。第三,采用科学的教学方法。教师应从单纯的书本知识灌输转变为多方位、多角度的教学,将知识的传授过渡到培养学生的能力和素质上,让学生在学习理论知识的基础上树立工程观念,培养工程思维能力,用工程观念分析和解决工程问题。[3]此外,教学工具也是非常重要的。多媒体和板书相结合、PPT中融入生动的flash及视频等方式,[4]可有效地帮助学生理解知识,提高教学效果。开展课堂辅助案例教学、分组主题讨论并结合学生自主讲解,能够让课堂教学更立体、更直观,同时能够提升学生的学习兴趣,锻炼学生的表达能力。第四,加强与学生的互动。教师自身的文化素养和科学研究方法论意识是师生进行互动的重要基础。教师要经常下企业接触实际生产,丰富自身的化工领域知识体系,将安全工程专业与化工专业知识体系融合起来,及时更新课程内容,避免教学与实际生产部分脱节。教学过程中倡导师生合作、生生合作、共同探究创新的教学模式,鼓励教师在求异创新中主动构建自己的知识体系。如教师课上可采取提问题、做游戏、小组讨论的方式与学生进行互动,增强课程的趣味性与学生的自主性;课下多与学生沟通交流,征求学生意见,及时获得教学反馈,掌握教学效果,以便根据学生的学习情况改进教学内容及方法。

二、培养模式

(一)渐进式课程群结构

处理化学工程问题常常要求把简单问题做严格的数学处理,复杂问题进行简单的数学处理。在教学过程中,我们应遵循此规律,激发学生的学习兴趣。[5-6]由于化工知识体系庞大,非化工专业学生想要在短时间内掌握专业相关知识,难度很大。以我校安全工程专业为例,为了让学生在掌握安全工程专业知识的同时,逐步消化和深入学习化工知识,我们从大一到大四递进式安排了学生的化学化工相关教学课程(见表1)。化工安全方向以无机及分析化学为入门课程,以化工原理、流体力学与流体机械、化工安全工程三门主干课为基础,以危险化学品管理、设备腐蚀与防护、燃烧与爆炸学等限选课为辅,结合实验、课程设计和实习,以化工过程中的单元操作为研究对象,引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习,将安全工程管理与技术融合到化工知识的学习中。种递进式的课程安排实现了由点到面的过渡,学生对化工知识掌握得较好,教学效果显著。

(二)实践教学

相对于理论教学,实践教学更具直观性、综合性和创新性,更能激励学生的好奇心和创造性,能使学生初步掌握科学研究的方法,是培养学生岗位工作能力的重要途径,是理论联系实际的一个重要环节,能为学生尽快适应工作岗位打下坚实基础。[7]对于安全工程专业的学生而言,动手操作能力显得尤为重要。我校安全工程专业化工安全方向的实践教学环节包括基础实验、教学实习、仿真实训、课程设计、工厂实习、创新性项目及毕业设计(论文)。基础实验是针对专业基础理论课程的实践教学。我们根据理论课程各章节的内容,有针对性地设计了多个系统性实验。以化工安全工程基础实验为例,我们针对化工安全工程理论课程中的危险化学品安全管理、化工燃烧爆炸及控制措施和化工单元操作安全技术这三章重点内容,分别开设了物质自燃点的测定实验、气体/粉尘的爆炸特性参数测定、易燃建筑材料的燃烧性及危险性分析实验及流化床干燥过程的安全技术分析实验等。课程设计是学生学完课程后,综合利用所学知识进行设计的实践教学环节,由教师出题,学生在教师的指导下进行设计。通过课程设计,学生的工艺计算、绘图等能力得到了真正提高,能够把零散分布在各门课程中的知识有机结合起来,创造出有自己特色的设计成果。课程设计达到了综合训练的目的,提高了学生分析和解决化工实际问题的能力。[8]化工安全工程课程设计要求学生对某硫酸厂的厂区平面布置及特定工艺进行设计、计算和绘图,并从安全管理、安全技术措施、事故应急管理等方面提出安全对策。在整个设计过程中,学生以安全学原理和技术指导硫酸化工厂的设计,在化工工艺流程的布置过程中进一步加深了对化工安全知识的理解。教学实习安排在理论课程结束后,学生到相关厂矿企业进行为期一周的教学参观,例如参观中粮可口可乐有限公司的生产车间,了解该公司的厂区布置及安全管理模式等。教学实习以参观为主,专业工作人员带领学生参观,并进行演示和讲解。该环节可调动学生的学习积极性,提高其感性认识,使其进一步将理论知识与实际生产应用联系起来。仿真实训是在计算机上直接操作,模拟化工生产过程。以精馏过程为例,学生可任意改变参数,主动引发生产事故,进行探索性试验,但不会造成实际的损失。学生通过仿真实训可汲取教训,及时更正操作,强化安全意识。工厂实习是在专业主干课程之后开设的为期一个月的进厂跟班实习。工厂实习能加深学生对相关工艺技术流程的基本认识和理解。工厂实习不仅要求学生全面了解化工生产类别,熟悉工艺参数、单元操作、设备操作与管理,掌握化工的工艺流程,懂得分析和控制设备的原理,而且要求学生能够辨识化工厂车间危险源并提出安全对策,强化自己对化工生产的认识,明白安全生产与管理对于企业生存的重要性。通过实习,学生能直观地接触化工生产过程,真正体会到安全生产、安全管理与技术在化工行业中的重要地位,实现理论与实际的进一步紧密衔接。

三、多元化考核

社会发展要求人才具有良好的动手能力、表达能力和创新能力。在教学过程中,我们注重智商和情商的共同发展及科学思维方法的培养。我们将考核形式多样化,减少应试闭卷考核,引入论文写作、动手操作、答辩等多种考核手段,使学生注重知识的探索与运用,并非单纯为了考试才学习,从而与社会对人才的能力需求接轨。以化工实验考核为例,根据前期实验内容,老师拟定数个实验考核项目,学生随机抽取考核内容,进入考核现场独立完成实验,并离开现场。考核由现场实验操作技能和实验报告撰写两部分内容组成。操作技能包含实验预习情况、实验记录、操作手法及实验台面整洁程度;实验报告撰写包含实验步骤、实验数据处理及结果分析和实验报告的规范性。操作过程中教师还需对学生解决问题的能力、实验室工作习惯等进行考核。这样的考核方式使学生在前期实验教学过程中由被动学习转为主动学习,同时提升了学生实验操作的独立性,培养了学生严谨的工作作风,提高了学生的综合素质。实习的考核也分为两部分内容,一是当日主题答辩及当日工作总结,二是实习报告的撰写。在石油化工企业实习过程中,老师根据工作性质,每天布置实习任务,采取“师傅引导制”,使学生在工人师傅的监督和指导下,完成工作任务;学生下班后撰写当日工作总结并答辩。在答辩环节中,老师对学生遇到的问题和困惑进行正确引导,对于优秀的实习成果给予肯定和表扬,及时指出学生实习中存在的不足之处并分析原因。通过这种考核方式,学生在下厂工作和后期答辩过程中会注意对所发现的生产薄弱环节及存在的安全风险提出改进意见。这样既提升了实习成效,也让学生真正懂得了如何处理现场突发情况及提出安全防范对策等。通过将安全科学知识与化工生产过程融为一体,学生的综合工程素质及工作竞争能力均得到了提升。

四、结语

我们以教学方法、培养模式、考核方式为教改切入口,充分利用科技发展和教改带来的机遇,加强安全工程和化学工程的结合,让安全工程专业的学生在学习和实践中感受化工过程理论指导实践的重要地位,建立工程意识,树立工程观念,掌握化工安全方面的知识和技能,以期为国家培养更多敢于探索、勇于创新的安全工程专业化工安全方向的复合型人才,为有效促进化工行业的健康、稳定发展输送力量。

作者:廖婵娟 魏祥东 卢丽丽 苏龙 蒋娇莲 杨冕 单位:湖南农业大学资源环境学院

参考文献:

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[3]于湘,童汉清,李燕.化工原理教学中工程素质培养的探索与实践[J].中国现代教育装备,2013(5):60-61.

[4]王杰,叶启亮,潘鹤林,等.多媒体技术在化工原理习题课教学中的应用[J].科教导刊,2013(6):66-68.

[5]王韵芳,李双志,樊彩梅,等.化工原理教学中的几点体会[J].化工高等教育,2012(1):67-70.

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[8]李忠玉,徐松,张卫华,等.化工原理课程设计教学改革与实践[J].化学工程与装备,2011(10):216-217.