精细化工涂料实验室建设与运行管理

梁 冰 盛颖晗 程 锴 廖文通

(广东省石油化工职业技术学校, 广东 佛山 528225)

随着国民经济的发展，涂料作为精细化工的重要组成部分，已经得到了长足的发展，并形成了一个重要的工业门类，同时涂料产品也已成为人们生产生活中必不可缺的材料之一。广东省涂料生产总值居全国第一，近年来随着市场及企业需求的日益增高，培养精细化工涂料专业人才已经成为职校课程改革发展的重要目标之一。

涂料产品应用性较强，这就使得涂料教学离不开实验教学。而精细化工专业学生就业后的主要工作岗位是集中在强调学生的实际动手操作能力的生产操作岗位，因此实训课程成为培养涂料应用技术型人才、提高学生实践能力的重要环节。

近年来，我们大量走访了多家各类型涂料企业及涂料企业的毕业生，在与他们的交流过程中，大家一致认为大力发展涂料实训课程，从制备涂料树脂，到分析检测原料、产品性能等生产过程是补齐涂料应用型人才培养短板的最有效手段。从2006年开始，我校对涂料课程进行了一系列的探索改革，积累了大量的涂料实验室建设及运行管理方法。

1 涂料实验室的建设

随着企业对涂料技术技能型人才的需求日益增高，职业院校实训教学作为提高学生实践能力的重要环节已被高度重视。例如职业教育中出现的“现代师徒制教学”[1]、“以工作过程为导向的职业教育”[2]、“理实一体化教学”[3]等等，让学生利用各种学习机会不断的提高和完善自己。工作过程导向的职业教育是让学生在真实的或模拟的工作世界中，通过多元方式参与工作，完成典型的工作任务，并在完成任务的过程中，在师傅、同伴的相互作用的过程中，逐步从新手成长为新的职业能手。作为实践动手能力很强的精细化工专业方向课之一的涂料，我校的教学则是根据上述的教学模式，设计相应的涂料实验室场景、模拟真实的工作环境来完成人才培养的过程。

1.1 建设方案

为了使涂料实验室建设达到规模化、系统化和实现可持续发展的的目标，符合拓展其功能的要求。在设计和建设中实验室的过程中，我们把教学功能和校企合作功能统筹考虑，使其真正成为融“教、学、做和社会服务”于一体的综合性的校内实践教学场所。我们按涂料实验室职责进行分类，一类是为进行教学功能的基地；另一类则是为校企合作服务的兼有科研性质的实验室。总建设方案中包括硬件(场地、设施与设备)、软件(管理标准文件、技术标准文件、工作标准文件、各类记录等)以及团队(管理、维护和教学队伍)等的建设方案。

1.1.1硬件设计

做为精细化工专业方向的涂料实验具有综合性和应用型强的特点，在实验过程中经常会遇到高温或高压的反应条件，而所需的化学试剂多数具有易燃、易挥发、有毒或有一定的腐蚀性等特点。在学生完成工作任务的同时，会产生相应的废固和废液，具有一定的安全隐患。根据本课程特点，结合以“工作过程为导向”的教学模式，我们将涂料教学内容为三个模块，分别是：涂料树脂合成模块、涂料配方及检测模块、拓展模块。因此涂料实验室以此为依据将其分为教学基地及校企合作基地两大部分(如图1所示)。

图1 涂料实验室模块化设计

(1) 教学基地的设计

在涂料教学过程中，通过典型的涂料工作任务对学生进行涂料树脂合成及检测等涂料生产技能的培训，其中涂料树脂合成是我校涂料课程的第一教学模块。涂料实验室不仅承担着校内实训基地的任务，同时也承担着服务社会的功能，例如每年举办一次“职业体验日”活动，对公众开放实验室。因此实验室中不能是仪器设备的简单摆放，其布局要综合考虑总体规划及功能。

由于涂料树脂合成所需的化学试剂具有一定的挥发性，我们将合成室设计在实验楼顶层，并专门配备了良好的通风净化设施，以消除试剂所带来的气味影响。为方便教学中仪器及试剂的取用，又专门建立了仪器准备室及试剂准备室等基础实验条件和设施，以方便教师完成教学。

在产品质量意识不断提高的今天，质检是产品质量检测的核心。因此我们将涂料配方检测作为涂料教学的第二模块。涂料检测是一个复杂的系统工程，因为涂料产品具有多样化和特殊性。在涂料教学中，我们将涂料产品检测按照检测项目分为：涂料原材料检测主要有含固量、透明度、酸值、粘度等测试(涂料检测1室)；涂料产品常规检测主要包括涂膜性能的检测，例如涂膜光泽、硬度、遮盖力、流平性等测试(涂料检测2室)。

(2) 校企合作基地的设计

做为职业院校的精细化工涂料实验室不仅能够用于教学，还要承担着校企合作的职能。在涂料教学过程中，我们聘请知名涂料企业的专家，为学生们开设一系列的技能大师进校园活动，深化与企业的合作。这也促使更多涂料企业了解学校，为学生的就业打下良好的基础。

我校涂料课程校企合作基地的功能主要分为三个模块：其一，由于我校众多校友就职于着涂料行业，同时我校也是广东省涂料协会的会员单位之一，校友或涂料公司会捐赠一些涂料涂装或检测仪器用于涂料教学，因此涂料实训基地专门设计位置摆放在校企合作基地，从而让学生了解更多的涂料企业，促进涂料教学，增加学生爱校情结。其二，我们将学生在涂料课所做的部分优秀产品陈列出来，以展示我校教师的教学水平及学生的学习能力，让更多的相关企业和兄弟单位了解本课程的教学情况，这也成为我校招生的一大优势。其三，我们将涂料课程的拓展部分安排在这里，学生们可根据自己的兴趣，在固定时间(周二的涂料社团活动日)拓展学习涂料产品的配方，例如UV甲油胶、水性塑料墨等。

1.1.2软件建设

作为教学基地使用的涂料实验室，其主要功能就是涂料树脂的合成及涂料产品配方检测。为更好地实现“工作过程为导向”的涂料课程，体现学生的主体作用实现涂料实验室资源共享，我们对实验室各个教学环节进行了精心的设计。

“以工作过程为导向”的涂料过程，最大特点就是从专业理论知识转向了工作过程知识[2]。传统的职业教育，教学内容偏重于理论知识和抽象的专业技能，这对于职校学生来讲较难理解，同时工作过程中所用的知识没有被考虑全面。而工作过程导向的职业教育则使知识的构建发生了根本的转变。对于涂料教学，我们主要是以职业成长规律为基础，将学习内容分为四个学习模块：①涂料入门及概括性知识；②涂料关联性的知识；③涂料具体的、功能性知识，主要讲解涂料具体的工作有哪些以及它是如何运作产生的；④以经验为基础的涂料专业系统化知识，主要是专业化、系统化的解释和解决具体问题。

(1) 建设实验室资源共享平台

在涂料教学中我们建立了涂料教学资源共享平台，将涂料理论知识、实验室仪器设备的使用、涂料配方设计生产、涂料配方检测、涂料检测标准及如何分析处理检测数据等相关内容，以PPT、微课、视频等方式呈现，并可供学生下载。同时我们还将各届学生的实验数据进行保留，以便学生们参考使用。为更好地体现学生为主体的教学模式，我们在布置每次工作任务的同时，在平台上也建立了相应的图书资料馆，以供学生查阅。实验室资源平台的建设，既方便学生课后及时复习消化课程中的相关知识，又可使一些有想法的学生对工作任务的完成方案进行大胆的设计和创新，有效提升了教学效果。

(2) 涂料课程电子工作页的设计

工作页被认为是现代职业教育和培训中常用的学习媒体，从学生的角度是指导帮助其完成学习任务的工具[4]。工作页的编写需要按照工作过程的模式进行，它强调以学生为主体，教师为主导，按照工作过程安排学生的学习。它是现代职业教育中学生的主要学习材料，是帮助学生实现有效学习的重要工具，其核心任务是帮助学生学会如何工作[5]。为此我们将涂料课程工作页按照涂料产品的制备过程分为：项目任务的描述、涂料树脂合成参数设计、树脂合成步骤、涂料树脂附着力探究方法、任务安排、探究过程及项目总结评价。有效提高了学生们学习的主动性，培养了学生团队合作精神。

2 涂料实验室管理

2.1 安全管理

实验室的安全管理制度是确保实验室安全的关键因素[6]。我校高度重视实验室的安全工作，根据国家有关规定及我校精细化工涂料课程的特色，我们对涂料实验室制定了一系列的管理守则，将涂料教学中的各个模块都包含在内。例如涂料树脂合成模块，涉及到试剂储存、使用安全，树脂合成实验的水电安全等。同时对化学试剂的取用及检测仪器的使用都要进行详细记录，确保万无一失。我们将安全责任细化，实行专人负责，每天都会巡查涂料实验室，以确保涂料教学活动安全进行。

另外学生是实验室的主要使用者，因此应着重加强学生的安全教育。在进实验室之前，采取统一讲解的方式向学生介绍安全知识，并让其完成相关的认识实验室试剂及仪器使用安全的实训报告，强化安全教育。同时任课教师在每次开课前都要做好当天涂料课程所涉及试剂、仪器的安全使用教育。另外，我们也在涂料实验室资源共享平台中存放相关安全讲解视频，供学生下载观看，及学习精细化工实验室守则、化学试剂及仪器的安全使用和消防基础知识，尽量预防和避免危险的产生。

在设计实验方案方面，我们立足从源头把控涂料实验室的安全。溶剂型涂料含有大量的挥发性有机化合物(VOC)，它易燃，会对人体及环境造成危害。随着环保管控的严格，很多涂料由油性体系向水性体系转型。水性涂料以水作为溶剂，是一种环境友好涂料。丙烯酸树脂是一类广泛使用的涂料树脂，它占据大量市场，因此我们在涂料课程教改初期就将水性丙烯酸树脂体系作为涂料教学的主体，这样从教学的源头上把控实验室的安全。

2.2 日常管理—引入6s管理制度

6s即整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全。涂料产品的生产及检测涉及到很多步骤及化学试剂、仪器。采用6s管理制度，能够减少试剂的浪费，同时让教师及学生拥有一个良好的工作环境。仪器的有序摆放，能够提高课堂的效率，减少无序的活动，使教师更好的把控课堂教学。一旦学生们养成了良好的习惯，他们的涂料产品性能提高，就会激发学习兴趣，增强自信心，减少安全隐患，延长使用仪器的寿命，提高自身的职业素养。

2.3 做好实验室三废处理

涂料实验室，在合成实验中会产生少量的废弃物，例如废渣，废液。不妥善处理就会污染环境。由于涂料课中涉及的是水性涂料，其溶剂大部分是水。因此在处理生产过程中水性树脂的废液，我们是晾干树脂、蒸发其溶剂，将剩余的固体与生产中的涂料树脂废渣统一存放，集中送相关部门统一处理。

3 涂料实验室的效益

3.1 人才培养

涂料实验室的合理规划建设，为我校精细化工专业涂料方向的人才培养提供了坚实的基础，通过实训教学帮助学生提高实践能力及就业能力。同时教师也可通过实验教学的教改，发挥实验室的作用，让学生独立操作，培养学生解决问题的能力，提高职业技能。每年有大量的涂料企业来校招聘，常常会出现毕业生供不应求的局面，而这又为招生提供了良好的口碑。因此在目前中职院校就业困难的情况下，我校精细化工专业仍具有良好的招生态势。

3.2 校企合作

“产教融合，校企合作”是一种符合时代发展特色、顺应我国经济发展需要的一种新型人才培养模式。它是建立以能力培养为核心的、多样化的合作模式，也是以学生能力的培养为核心、以市场需求为导向的教学模式。在建立校企合作基地时，我们将学生的在实验室完成的优秀涂料作品与企业提供的产品模板陈列在一起，既让学生了解了今后涂料行业的工作方向，也让企业了解了我校涂料实验室教学水平。因此校企合作基地既是对外招生的有效途径，又是对外开放交流的窗口，有效地促进了教师的产学研水平及服务地方涂料企业的能力，促进了涂料课程的教学改革，有效提高了人才培养质量，也积极促成了校企双方共赢的局面。

4 总结

目前，大力发展精细化工已经成为世界各国调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和扩大经济效益的战略重点。在这种升级转型的大背景下，发展和建设精细化工实验室，是迫切提高涂料行业企业人才培养数量和质量的有效途径之一。我们对涂料实验室硬件及软件两个方面进行合理规划，不断充实和完善实验室硬件设备的服务功能，也及时更新、保存和提高实验室的软件，做到两手一起抓。在产学研融合的校企合作大背景下，积极进行教学改革和设计，努力为社会培养高质量的人才。