煤炭清洁利用技术赛项规程在化工原理教学中的应用

贾利侠

（大同煤炭职业技术学院，山西大同 037003）

1 煤炭清洁利用赛项规程应用到课程教学中的意义

1.1 职业技能大赛是促使职业教育发展的助推器

2005年国务院颁发《关于大力发展职业教育的决定》中提出“要定期开展全国性的职业竞赛活动，以竞赛为抓手，提升学生素质和技能。”2019年国务院印发《国家职业教育改革实施方案》中提出“没有职业教育现代化就没有教育现代化”“制定中国技能大赛、全国职业院校技能大赛、世界技能大赛获奖选手等免试入学政策，探索长学制培养高端技术技能人才”。职业技能大赛以促进就业和适应产业发展需求为导向，贴近企业生产实际，创设仿真生产现场，已经成为职业院校学生展示专业技能的重要平台，成为企业发现人才、吸纳人才的重要渠道，在促进产教融合、校企合作、推进高素质技能型人才培养等方面发挥了重要作用。

1.2 煤炭清洁利用赛项是煤化工类职业教育改革的参照系

煤炭清洁利用赛项是第七届全国煤炭职业院校技能大赛的一个新赛项，该赛项包括两个内容；

（1）煤制甲醇精制仿真软件赛项，该赛项的仿真软件是由北京欧倍尔软件技术开发有限公司研发的。

（2）甲醇合成半实物仿真操作赛项。

该实训设备采用浙江中控科教仪器设备有限公司设计生产的煤制甲醇培训与竞赛装置。赛项从实践动手能力、团队协作能力、工作态度、安全意识、环保意识等维度对参赛选手进行了考核。大同煤炭职业技术学院煤化工系首次参加该赛项，参赛经历对师生促动非常大。参赛学生亲身体验到掌握熟练的实践技能、配合默契的团队协作、训练有素的职业品质的重要性，作为指导教师，深刻意识到把赛项规程应用到教学实践中，以赛促教，以赛促学，赛教相长，有利于实现新时代职业教育的育人目标——培养具备现代技术技能的人才。

2 化工原理课程的重要性、特点及其教改现状

2.1 化工原理课程的重要性和特点

对于化工类专业的学生，化工原理是一门重要的专业基础课。它主要研究的是化工类产品生产过程中共同遵循的原理及规律、典型设备和相同工艺等。通过本课程的教学，可以使学生掌握流体输送、液体搅拌、过滤、传热、蒸发、精馏、吸收和干燥等典型化工单元操作的知识，还要掌握一般工程处理方法，是帮助学生从自然科学思维上升到工程科学思维的课程。

化工原理课程具有典型的理论课程的特点。课程中涉及的物理量多，计算公式多，理论分析化工过程需要考虑的影响因素多，需要应用微积分、常微分方程、数值计算方法等高等数学知识。高职高专的学生生源较差，大多数学生理论知识储备不足，学习能力较差，面对理论性较强的学科，畏难思想重，学习困难大。若采取传统的纯理论教学模式，大部分学生的学习动力不足，教学效果不佳。

2.2 以往化工原理教改现状及原因分析

以往对于化工原理课程的教学改革局限于教材内容和教学方法的探索，应依据教材中各种单元操作的具体内容选择合适的教学方法。例如流体静力学和动力学的基本概念和基本原理，采用讲授加讨论法，力图让学生掌握流体静力学方程与流体动力学方程，具备解决流体输送中的计算问题。在干燥操作单元、过滤操作单元和精馏操作单元的教学过程中，也采用了以任务为导向的项目教学法，力图让学生在学习任务的推动下，积极主动地分析任务，制定方案，通过实践，完成任务，但是效果并不如意。凡此改革，往往都是从教材到教材，就方法论方法，虽有些许改变，但是对学生的促动不大。究其原因，认为过去的教改没有紧跟当前国家经济发展、产业结构调整与转型对职业教育人才培养要求，对于提高学生的职业胜任能力力度不够，所以学生的学习主动性不强。依据国务院下发的《国家职业教育改革实施方案》中提到“发挥标准在职业教育质量提升中的基础性作用”，要求“专业设置与产业需求对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接”。而职业技能大赛将企业行业标准与职业教育相对接，起到了桥梁和纽带的作用。由此，参加煤炭清洁利用赛项的参赛所获，将煤炭清洁利用赛项规程与化学原理教学相融合，以期化工原理教学改革获得突破性的进展。

3 煤炭清洁利用赛项规程与化工原理课程教学有机融合策略

3.1 与教学目标的融合

煤炭清洁利用技术赛项竞赛的目的有几项，其中，“推进煤炭主体专业及相关专业建设与教学改革，实现专业与产业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接，培养适应煤炭产业发展需要的高素质技能型专门人才”，是与当前国家对职业教育办学理念和办学方向相一致的。化工原理课程是化工类的专业基础课，应该从教学目标入手，与大赛目标融合，致力于培养学生的职业胜任能力，提高职业教育的社会认可度。

3.2 与教学内容的融合

以煤炭清洁利用技术赛项中煤制甲醇精制部分为教学案例，创设实战情境。将赛项总任务分成多个子任务，结合化工原理课程内容，确定二者的融合点。

煤制甲醇精制赛项需要在开车前准备、预塔加压塔常压塔的开车、精制工段的调节和事故处理及停车等操作过程中，涉及化工原理中的流体输送和流体机械的应用，涉及传热传质的精馏原理的应用。利用煤制甲醇精制部分的多个子任务的完成，可以帮助学生理解并掌握化工原理流体输送过程中连续性方程和伯努利方程，帮助学生理解正确操作泵的原因和重要性。通过对精馏塔液位和回流槽液位的控制，可以帮助学生深刻理解流体流速和流量的基本概念，对物料守恒的认识也积累了感性经验。

赛项内容与教学内容的融合，不仅明确了教学重点和难点，还有助于实现赛项训练与常规教学的同步进行，扩大了职业技能大赛对学生的影响范围，提高了教学的有效性。

3.3 与教学方法的融合

以煤炭清洁利用技术赛项为教学案例完成相关的化工原理课程教学任务，需要采取跟赛项训练员的指导方法类似而不同于一般教学的教学方法。

3.3.1 营造比赛情境和氛围

对于参加过技能大赛的学生，教师通过回忆参赛情景就能将学生带入比赛场景中。但是，对于没有参加过技能大赛的学生，营造比赛情境，制造参赛氛围就非常重要了，这是激发学生积极主动完成学习任务的关键一步。

3.3.2 与参赛队员交流互动

组织学生与参赛学生交流互动，听取他们在技能大赛中的得与失，有利于没有参赛经历的学生间接获取大赛经验。例如，在甲醇合成半实物仿真实训比赛现场担任一楼外操任务的参赛学生，他通过描述自己岗位上需要完成氮气、新鲜气的输入、循环机的启动、循环气量的调节、锅炉水循环泵的启动等操作任务，把学弟学妹们带入赛场，带入到工作中，让他们也感受到掌握实践技能的重要性，认识到要想成为一名优秀的外操工，就要不厌其烦地多动手实践，多用心琢磨。

3.3.3 故障排除训练法

煤炭清洁利用技术的两个赛项都包括事故处理部分。在实际生产中，事故的处理、故障的排除是操作工必备的技能。通过分析校内实训设备实际情况，并借鉴赛项内容，设置故障点，强化学生的临场故障诊断和排除能力。同时，这种训练，对于提高学生赛场心理素质的稳定性也有一定的效果。

3.3.4 与教学环节的融合

改变传统的先理论后实践的教学环节，以赛项甲醇合成半实物仿真操作为案例，将教学环节调整为“定工艺—初实践—生疑问—寻真理—解疑惑—再实践”六环节。

①定工艺。以赛项甲醇合成半实物仿真操作为教学案例，给学生安排工作任务，一是熟悉甲醇合成工艺流程，能够画出工艺流程图；二是熟悉甲醇合成操作步骤，能够手指口述出操作步骤。

②初实践。把学生按3人一组分成几个工作小组，确定内操工和外操工，准备第一次实践操作。实践操作前要重点强调安全注意事项，教师必须紧跟学生，随时指导，防止发生安全事故。

③生疑问。在第一次实践操作中，学生会产生许多问题，比如对离心泵的操作不当，阀门的开关不及时，对合成塔的温度控制不好，循环气量控制不好，循环冷却水的用量控制不好等。教师及时引导学生思考解决实践中出现的问题，除了熟悉操作步骤以外，必须寻找理论的支持。

④寻真理。学生以工作小组为单位，结成学习群，开始共克理论难关。由于所要解决的问题是学生在实践中自然产生的问题，所以学生的解疑动力强。他们通过各种学习渠道寻找解决问题的办法。比如网络查询，图书馆查阅，课上认真学习化工原理的相关知识和理论。

⑤解疑惑。经过多种渠道的理论学习，各小组提出解决问题的方案，在教师的组织引导下，学习群互相交流补充，设计最佳操作方案。

⑥再实践。在第二次实践中，学生在简单的操作上比第一次熟练，操作步骤不再出错了，信心也提高了。对于合成系统的压力、汽包蒸汽压力操作压力以及合成塔温度、水冷器的温度，汽包液位、甲醇分离器的液位等控制的效果比第一次好，从而通过实践检验解决方案的可行性。在实践中出现新的问题，依照此环节反复操作，在过程中不断提高学生的分析问题、解决问题和实践操作能力。

将赛项过程与教学环节的融合，让学生体会到理论知识对于实践操作的重要指导作用，也让学生认识到实践是检验真理的唯一标准，更让学生认识到理论与实践相结合是最好的学习方法。

3.3.5 与教学评价的融合

课程评价体系融入煤炭清洁利用赛项规程，从实践动手能力、团队协作能力、工作态度、安全意识、环保意识等五个维度对学生完成课程项目的综合评定，并给出合理的评分。

评价导向明确学生的努力方向，有利于完成人才培养目标。例如在进行双组分连续精馏原理的应用、相关计算及精馏单元操作的教学过程中，借鉴赛项规程，制定考核内容和考核要求，明确考核分值，明确个人分值和团队分值的计算方法。在此基础上，课程评价给学生提供三次考核机会，取最高分值作为课程评价有效分。

在操作过程中，为了使考核公平公正，也便于学生后续实践技能的提高，考核中辅助实操视频的录制。课程评价融入赛项的规范性，与生产实践的对接，与真实赛场、生产现场情境的对接，有效激发学生的学习上进心，促进小组成员团结合作，共克难关。

4 结束语

探究煤炭清洁利用赛项规程与化工原理课程教学有机融合策略是一项需要长期坚持的工作。后期计划按照赛项规程的编制方法，并参照生产过程中的标准要求，将化工原理中各种化工单元操作编制成校级赛项。通过校级赛项，培养学生职业技能和职业品质，以满足新时代化工企业对人才的需要。