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1.1綠色化學工程
綠色化學這個詞匯已被人們所熟知。綠色化學是通過化學工程與工藝實現的。研究化學工程與工藝不僅能夠使人們獲得最大的利益,而且減少消耗資源和環境的污染。許多國內外的公司運用化學工程與工藝,研發符合公司要求的綠色產品?;瘜W工程與工藝促進了化學的發展。運用化學工程與化學工藝能夠減少催化劑等有害的原料的使用。綠色化學的技術就是在源頭上阻止環境污染的產生,從根本上杜絕產生環境污染,并且回收再利用一些廢棄物品。
1.2分離工程
物質在一些重力、壓力還有溫度和電的影響下,通過外力的作用,將物質自發的從無序轉變成有序的過程被稱為分離工程?;瘜W工程與化學工藝的分離工程是一個消耗能量的過程,分離工程是化學工程與化學工藝研究的重點之一。目前使用最多的分離工程方法就是蒸餾法,雖然我國在蒸餾分離法方面的研究已經有深厚的理論依據和實踐經驗,但是蒸餾分離方法在蒸餾速度方面需要進一步改善。除了改進蒸餾速度外,還要采用最先進的蒸餾設備,采用新型的材料才會獲取更好的經濟效益。采用新型的吸收劑不僅能夠影響蒸餾時間的長短,而且能夠提高蒸餾吸收的效率。膜分離技術因其具有節能、高效、易于清理等特點,成為現如今比較流行的分離技術,備受各個國家的科學家關注。膜分離的吸附分離法在氣體干燥、廢水等污染物的處理等方面得到了廣泛的運用。膜分離重點開發新型吸附劑和實現膜的高效的使用壽命,但是膜分離存在著膜的污染和防治。
1.3SupereriticalFluid,SCF(超臨界流體)
超臨界流體是一種具有液體和氣體的性質的一種流體,在溫度和壓力臨界點之上的無氣體液體的相界面。這項技術廣泛應用在化工、食品加工、生物醫藥工程中。對質量和工藝的要求較高。開發超臨界流體有著廣泛的發展前景,并且會為企業帶來豐富的發展利潤。近幾年來,超臨界水氧化法在環境治療保護方面的研究較多,但是在化學工程與工藝方面的研究較少,現如今處于研究試驗期。
2結語
一、理論教師與實訓教師一體化
一體化的教學模式需要具有雙師型教師來實施,實訓指導教師必須具備相應專業的扎實的理論水平和過硬的技能操作水平,才能勝任一體化教學模式的工作需求。
以數控專業為例,教師必須具備機械制圖、公差與測量技術、機械加工工藝、刀具與切削原理、金屬材料的熱處理、機床夾具等相關機械專業理論知識;同時還要具有數控加工設備的操作、編程、維護、維修和保養的技能;熟練使用至少一種常用自動編程及加工的軟件(如UG、MASTERCAM、CAXA等);較為豐富的實際機械加工生產經驗;以及教學組織、學生管理及協調能力。
二、理論教室與實訓車間的一體化
自去年以來,筆者所在學院陸續開展了一體化教學車間的改造,例如新建成的數控一體化實訓車間,在空間上主要劃分為教學區、演示區、操作區、展示區等幾個區域。教學區主要利用多媒體等教學設備進行教學,同時便與組織學生進行分組討論和總結;演示區主要是教師進行示范操作講解用途;操作區主要用于實訓學生進行實訓操作使用;展示區用來進行數控車床加工相關的工、卡、量具和學生的優秀加工作品的展示。幾個區域相互獨立又有聯系,同時將多媒體教學設備直接安裝到實訓車間,豐富了教師的教學手段,極大的改善了教學條件,方便了教學。自投入使用以來,受到了教師和學生的好評。
三、教與學的一體化
在教學過程中我們采用了基于工作過程的行為導向教學法(六步法),即將教學過程劃分為資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價等六個步驟(圖1)。在課程教學中,普遍采用任務設計教學法、講授教學法、引導文教學法、示范教學法、討論教學法、案例教學法、運用團隊工作法等行為導向教學方法,圍繞職業崗位能力,以工作過程為主線組織實施教學。
1.資訊
該步驟主要是明確教學任務。
2.決策
該步驟主要是明確學習、工作方法和目標。
3.計劃
在該步驟,主要完成以下任務:編制工藝流程;填寫工藝文件;確定走刀路線;編寫零件程序。
該步驟主要采用講授教學法、引導文教學法、討論教學法等。引導文教學法是一種借助于專門的教學材料,教師將需要解決的問題或需要完成的任務以引導的形式交給學生,通過工作計劃引導學生自行控制學習和獨立工作的教學方法。
本學習情境中在加工零件的工藝制訂,包括工序卡和刀具清單的制訂,主要采用了引導文教學法。教師需要提供給學生工序卡片和刀具清單表,同時還提供給學生一些工藝手冊作為參考,要求學生能通過查閱這些參考資料填寫工序卡片和刀具清單表。一開始教師還可以通過提供一些規范的工藝文件讓學生作為參考,采取先模仿,后主動分析的方式來學習。通過這種方法,能夠引導學生通過自主的查閱相關資料,獲取所需的信息,增強自主的學習能力。作為職業院校的學生來說,這一項能力其實是學生最匱乏,也最需要我們去培養的一項能力。只有這樣,學生在走向工作崗位之后,才能獲得持續學習和提高的能力。
4.實施
在該步驟,主要完成以下任務:工件加工程序的輸入和調試;加工之前的準備及對刀;零件的加工
該步驟主要采用任務設計教學法和討論教學法。在該過程中,指導教師應加強巡回指導,確保實習過程的安全進行,對于學生操作過程中出現的一些錯誤及不規范操作及時進行糾正和指導,以利于學生改進和提高,順利完成實施的步驟。
5.檢查
在該步驟,主要完成以下任務:根據評分標準對加工零件進行檢測;根據檢測結果進行質量分析;根據出現的問題,提出改進的方法和建議。
6.評價
在該步驟,主要完成以下任務:自評;互評;教師總結評價;資料的保存。在該環節,教師應根據學生的態度、紀律出勤安全文明操作和團結協作,任務的完成情況及考核,資料整理保存等內容進行綜合評價。
四、理論教材和實訓教材的一體化
新的一體化教學模式的構建,對于我們的教材編寫也提出了新的要求,原有的教材體系已經不適合我們對于新的教學模式的需求,因此我們有必要根據新的教學模式編寫更加適合一體化教學模式的教材。
關鍵詞:“一體化教學”;教學實踐;工程機械焊接技術
隨著國家對職業院校發展的大力推進,我校也對教學結構進行不斷地探索及相應的改革,逐步將教學模式從“先理論課,后實踐課”到“一體化”教學。這樣可以建立全新的師生互動教學模式,真正將理論知識和實踐技能融為一體的學習方式。該教學模式充分體現了“以學生為中心,以教師為主導,以培養學生的技能為目標”的教學觀念,營造出師生雙方共同參與教學的全過程形式,即形成“教”“學”和“做”密切關聯的關系。工程機械焊接技術教學采用一體化的教學模式,打破了之前焊接專業傳統的課程體系,以學以致用為目的,遵循夠用原則。不是之前單純的“先學后做、先理論后實習”的教學方法。
一、“一體化教學”的內涵
1.“一體化教學”的定義
一體化教學就是指一體化教師,通過一體化教室運用一體化教材,把專業理論教學和實踐教學有機結合的教學過程。
2.“一體化教學”的緊迫性
(1)“一體化教學”是現代化教學內在規律的需要。在現代化教學環節中,教與學是密不可分的,離開了任何一個教學都變得毫無意義。上課時教師的提問、啟發對學生是一種促進作用,可以使學生能夠積極思考問題、深化理解所學內容和靈活運用知識點;學生在回答問題、相互討論、補充甚至為不同的意見引發面紅耳赤的爭論時都能提高學生的學習興趣,從而提高教學水平,同時,教師通過觀察學生的學習情況進行及時補充也能不斷開闊自己的視野,提高應變水平,有時教師通過學生的答案也能得到意想不到的收獲。
(2)“一體化教學”是改變學生厭學的重要手段。現在技校學生的學習狀態普遍是厭學,學生為什么厭學?這是因為學生沒有了學習動機,失去了學習的需要?!耙惑w化教學”的目的是使學生真正成為教學的主體,成為學習的主人,這就需要教師在教學設計上要徹底改變過去那種要學生學的做法,讓學生明白為什么學和引導學生如何學和學習什么,當學生在學習過程中出現問題的時候要及時給予指導。只有這樣,才能提高學生的學習動機和興趣。
二、“一體化教學”的教學方法與實踐
1.實踐背景
工程機械焊接技術廣泛應用于工程機械行業,它是一種可靠、精確、低成本實現金屬連接的一種工藝方法。焊接技術是一門綜合性專業課程,涉及金屬熔化焊、焊接結構、材料力學、金屬材料和熱處理等內容,是一門既重理論知識又重實際操作的課程,要求學生具有較高的綜合素質。但是現在技校的生源整體水平普遍偏低,在招生時又不分文理科,特別是高中學文科的同學到技校學習技術時在專業學習上遇到的困難可想而知。
在以往的教學過程中,主要采用的是傳統的灌輸式教學方法,認為把內容講得越詳細越透徹越好。為了鞏固所學內容,每次課講完以后都布置一些作業。認為課堂上的理論教學和課后動手練習,會有很好的教學效果,但事實上卻達不到想象中的教學效果。很多學生認為:“這門課太難,基礎知識點背很多遍,當時能記住,可是過一段時間又記不住了,學了也沒用?!睆亩鴮е略诩夹Un堂上或沉悶,或無序、低效。在采用“一體化教學”方法后,根據學生認知及職業成長規律將行動領域序化組合,充分考慮教學的可實施性,以行動為導向,抓住每篇、每章教材內容的重點和難點,理論聯系實際,并和企業實例相結合,將行動領域轉換成為學習領域,然后把提取出來的任務布置給學生,把學習的主動權交給學生,最后根據學生的完成情況,以形成性評價和結果性相結合、單項考核和綜合考核相結合的方式對學生的專業等能力進行綜合評價,取得很好的教學效果。
2.教學方法與實踐
(1)培養學生的學習興趣,開發學生學習的主動性。興趣是最好的老師。學生的學習過程不僅是教師的傳授過程,而且是學習者自己構建知識體系的過程。為了提高學生的學習積極性和主動性,教師應在實踐教學環節中,通過完成相應任務培養學生解決問題、創新和自主學習的能力;通過到企業實習和引進來自企業一線的工程技術人員作為兼職教師等途徑,對學生進行企業文化熏陶,培養學生的學習興趣,將教師的被動教學轉變為學生的主動學習。
如在講到手工電弧焊仰焊時,先讓學生觀看企業用到的起重機固定腿的圖片,說明焊縫是由兩塊12毫米厚材質為16Mn的鋼板對接焊縫,讓企業的工作人員講解固定腿的重要性,然后講解固定支腿的要求為焊縫需全焊透且焊縫外觀不能有氣孔、夾渣、裂紋、咬邊缺陷;焊縫寬度控制在20毫米以內,焊縫余高2毫米以內;焊縫射線探傷達到國家二級標準。為保質保量地完成修補工作學生進行小組討論:①結合現場條件對于開裂的焊縫應采用什么方法處理?開什么形狀的坡口修補?②工藝規定每層焊縫的熔深不超過4毫米,那么,這道焊縫應采用幾層完成焊接?③完成開裂焊縫的修補我們應采用什么焊接材料?
學生拿到任務后就會以小組的形式積極討論然后給出答案,根據各組不一樣的答案最后給出最優答案,教師進行補充完善,最后學生實習操作,這樣學生很快就會領會,提高了他們的學習興趣。
(2)應用先進的教學手段。隨著教學改革的不斷深入發展,教師的教學方式發生了巨大變化,我們應該用最先進的教學手段提高學生的學習效率,而且還可以節約成本。例如在各種焊接方式中,我們先讓學生到焊接模擬室進行模擬練習,在模擬練習的過程中學生可以觀察自己調整出來的焊接參數及操作姿勢焊出來的焊縫,自己發現模擬焊接時出現的問題,分析問題并總結問題。模擬熟練以后直接在實際設備上操作就會起到事半功倍的效果,而且還大大節約了成本。
師生還可以通過網絡提供互動交流的平臺。在網絡教學環境中,教師和學生廣泛參與,發揮網絡技術的優勢,促進教學改革。通過網站傳遞信息,不但可以解決學生的疑難問題,而且可以使教師及時了解學生對知識點的掌握程度,便于因材施教,展現個性化的教學。
(3)學生參與式教學。在完成教師給的任務時,為了鍛煉學生的合作精神,課題以小組的形式進行。座次安排也是以六邊桌(如圖2所示),而不像以前那樣傳統的座次安排(如圖1所示)。小組形式的教學便于學生討論問題,教師在中間也可以隨時指導學生解決遇到的問題,而且還能觀察學生討論的狀況。
給學生的任務應盡可能真實并與生產實際特別是企業實例相結合,每一個任務都是從第一手原始資料的整理開始,這樣可以促使學生利用圖書館、互聯網等手段查找相關的資料,不斷進行整合,整個完成過程中學生完全按照科學的思路進行,中間出現偏差時教師給予及時糾正,只不過學生是任務的完成者,老師是場外指導,這樣就可以調動學生的學習積極性,還可以提高學生運用知識的能力,實現“一體化教學”的現代化方法。學生也得到了一個展現自我、挑戰自我的機會,也增加了他們的自信。為他們以后的工作打下良好的基礎。
三、實施“一體化教學”的看法和建議
“一體化教學”教學模式是一個復雜的系統,它是主張教師適時啟發引導、學生積極參與、師生平等互動的教學模式。課程教學環節是學生參與的主要教學環節,所以只有真正實施“一體化教學”的方法,才能真正使學生實現知識學習和積累過程。
筆者認為“一體化教學”教學應注意以下幾個方面:
第一,學生在完成任務時,在已學理論知識的基礎上運用自己的學習能力接受新的知識,這樣學生才能有一個循序漸進接受新知識的過程。第二,要相信學生并給予足夠的空間,通過“一體化教學”獲得的新東西能使學生有較強的成就感和愉悅感,從而體會到一體化學習帶來的快樂。第三,教師對在教學過程中出現的問題有及時把控的能力,這就需要教師具有扎實的專業知識和教學基本功。
關鍵詞:職業教育;數控機床編程與加工;理實一體化;Mastercam軟件
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2013)-03-0166-01
“模式”一詞是英文model的漢譯名詞。model還譯為“模型”、“范式”、“典型”等。一般指被研究對象在理論上的邏輯框架,是經驗與理論之間的一種可操作性的知識系統,是再現現實的一種理論性的簡化結構。最先將模式一詞引入到教學領域,并加以系統研究的人,當推美國的喬伊斯(B.Joyce)和韋爾(M.Weil)。
喬伊斯和韋爾在《教學模式》一書中認為:“教學模式是構成課程和作業、選擇教材、提示教師活動的一種范式或計劃。”實際教學模式并不是一種計劃,因為計劃往往顯得太具體,太具操作性,從而失去了理論色彩。將“模式”一詞引入教學理論中,是想以此來說明在一定的教學思想或教學理論指導下建立起來的各種類型的教學活動的基本結構或框架,表現教學過程的程序性的策略體系。
數控機床編程與加工課程是機械設備裝配與自動控制專業一門重要的課程,也是一門實踐性很強的課程。在長期的數控加工教學中,不少學生存在厭學、動手能力差的問題。將理實一體化教學法引入教學中,將傳統的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目,圍繞項目組織和開展教學,使學生直接參與項目全過程從而解決問題。
一、課程內容的更新
根據職業院校的專業以及教學特點,我們在應用理實一體化教學時,注重課程內容的更新。
首先,選擇適合本專業以及工程實際特點的專業軟件,在機械數控加工制造方面首選Mastercam,它是由美國CNC Software Inc.公司開發的基于PC平臺的CAD/CAM軟件。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設計、體素拼合、數控編程、刀具路徑摸擬及真實感摸擬等功能于一身。它具有方便直觀的幾何造型Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環境,其強大穩定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。Mastercam9.0以上版本還有支持中文環境,是工業界及學校廣泛采用的CAD/CAM系統。
其次,學院極具戰略眼光地一舉購進成套Mastercam軟件包及數據庫40多套用于數控機床編程與加工的教學工作,并組織了校優秀年青教師進行了該軟件相關培訓和授課教材的編寫。同時還引進了數十臺數控加工設備,用于學生的實踐環節操作,明顯地增強了學生的實際動手能力,因而畢業后能迅速的為企業創造效益。
最后,在教學過程中,我們特別注重知識的更新。緊隨新理論新技術的發展的步伐,對現有教學內容不斷進行適當的刪減和增加。不斷更新教學軟件,使用最新版本的教學軟件。
二、教學方法和手段的更新
將理實一體化教學方法引入課題,將理論教學、實踐教學、多媒體教學、課內教學、課外教學、網絡教學有機結合,使教師的教學行為規范化、教學手段立體化、教學內容實用化,使學生愛學、易學、會學。從而解決教師教得吃力,學生學得困難的矛盾??偨Y經驗,針對職業教學特點,以“必須、夠用”為原則,注重學生的實際應用能力培養,讓學生在學中練,練中學,從而掌握一定的繪圖和編程技能,為以后從事具體的實踐工作打下堅實的基礎。
三、實踐項目建設的更新
本課程在建設過程中通過對企業調研、專家論證,確定了未來工作的實際需要,具體的課程教學設計是以項目為導向、能力為核心,構建新的實踐化課程內容體系,確保教學內容的合理性、實用性和先進性以及符合學生的認知規律。
針對企業要求,我們也設計了一些既簡單又能滿足本課程教學要求和工程實際要求的項目,讓學生在樂趣中學習,使實訓場地類似于車間。實踐項目以已學課程為基礎,以實用性為內容進行構建。
四、課程學分和認證資格證書同時獲得的實施方案
學生修完本課程,考核合格者可以獲得本課程的學分。同時,在課程結束后,學生參加由市人力資源與社會保障部組織的職業技能考試,考試合格者授予不同等級的技能證書。這樣,學生在畢業時即有學歷證又有技能等級證,在參加招聘時就更加的具有競爭力。
隨著我國社會主義市場經濟的發展,各種職業崗位對人才質量的要求也不斷提高?!袄韺嵰惑w化”教學是高職院校提高人才培養質量的有效措施。值得注意的是,任何教學模式都是一個動態的、發展的過程,要真正的做好“理實一體化”教學,不僅要認識“理實一體化”教學實施中面臨的問題,還需要根據學校實際情況,不斷修改完善,構建符合自身條件和專業特點的教學實施方案,只有這樣“理實一體化”教學才會促進教學實效。
參考文獻
[1]喬伊斯,荊建華,宋富鋼,花清亮譯.教學模式[M].中國輕工業出版社.
在化學課程中,課堂演示實驗是大家所熟悉的常用教學手段?;瘜W工程是研究化學工業和其他過程工業生產中所進行的化學過程和物理過程共同規律的一門工程學科?;瘜W工程的一個重要任務就是研究有關工程因素對過程和裝置的效應,特別是在放大中的效應,以解決關于過程開發、裝置設計和操作的理論和方法等問題。它以物理學、化學和數學的原理為基礎,廣泛應用各種實驗手段,與化學工藝相配合,去解決工業生產問題?;瘜W工程是一門基礎工程學科,它雖發源于近代化學工業,但經過與各種科學理論和先進技術相結合,業已形成了獨具一格的科學體系。近來化學工程雖日趨理論化和數字化,但它仍然是一門切合實際又饒有興趣的學科??墒菍τ谌狈嶋H知識的青年在校學生來說,初次接觸這門課程時,往往反而覺得該課程比數理課程還難以捉摸,大學低年級學生更覺困惑。在進行化學工程啟蒙教學時,不僅需要按學科自身的邏輯進行嚴謹的數理演繹,還需要運用一些生動直觀的教學手段,為初學者鋪平入門之路。因此,在化工課程中,課堂演示實驗的地位和作用,顯得尤為重要。在教學過程中強化演示實驗,訓練學生的研究性思維,培養學生觀察實驗現象、研究實驗規律、理解事物本質的能力。
2.強化化學工程課堂演示實驗
在當今多媒體教學盛興的時代,課堂演示實驗仍然是一種不可缺少的教學手段。其根本原因,是它具有較強的真實感。這種特性對于科學實驗尤為重要。多媒體教學手段雖有很多優點,但屏幕上顯示的形象,畢竟與現實的事物或現象有差異,如果不與生活中已經熟悉的對象相比較,就難以感知事物的真實形象。因此,學生還要進一步開動腦筋,去再現視頻形象與真實事物或現象之間那些缺少了的環節。課堂演示實驗可以直接感知真實的形象,這正是它同多媒體教學手段相比,所具有的突出特點之一。但實驗裝置或模擬實驗設備與工業規模的化工設備相比畢竟有所不同,還需要實物教具、幻燈片、電視錄像或是電影等手段來補充。這正好說明,不可能存在一種在任何條件下都適用的,盡善盡美的教學手段和教學方法,而是根據學科性質、教學內容和教學環境等具體條件,選擇采用,或者多種手段配合使用,以各展其長。課堂演示實驗與實驗室教學實驗,各有其不同的目的。如上所述,課堂演示實驗是課堂教學的一種手段,旨在提高課堂教學的效率。實驗室的實驗教學則是教學過程的一個重要環節,或可作為一門獨立開設的課程,其主要目的是讓學生初步掌握一些有關化學工程的實驗研究方法和實驗技術,培養學生從事科學實驗的實踐能力。因此,兩者對于實驗裝置的要求,以及實驗的能容和方法都有所不同。對于學生來講,某些實驗訓練價值不大的項目,例如雷諾實驗、流體阻力測定、流體機械能轉換實驗等這一類實驗,作為課堂演示實驗是必要的,而作為實驗室教學的意義就不是很大。對于既有作為演示實驗的必要,又有實驗訓練價值的某些實驗項目,在實驗內容和方法上,應盡可能使兩者在小型化的基礎上結合起來。在設計時,盡量考慮到教學實驗的需要,以提高實驗設備的利用率。自然,課堂演示實驗與實驗室教學實驗的目的要求不同,期望所有裝置都能通用也是不現實的。
3.化學工程演示實驗需要注意的幾個問題
化學工程演示實驗最大的特點是工程實踐性。它不同于化學類實驗課程,實驗對象從燒瓶、酒精燈、玻璃棒變為實際生產的模型設備,具有顯著地工程實踐性,而學生的實踐經驗往往非常匱乏,這就要求教師把握化工實驗的特點,注重研究性教學模式,在課堂演示實驗中采取教師為主導,學生為主體的形式,盡量讓所有學生都參與演示課程,并且盡可能的引用一些與實際生產緊密聯系的工程問題進行演示。在演示過程中,教師要鼓勵學生積極主動思考,勇于提出自己觀點,敢于創新。課堂演示實驗是一種很好的教學手段,這種手段的合理運用,則是一種教學藝術。如果運用得法,與教學內容配合緊密,視聽結合得巧妙,就一定能發揮它應有的效能,否則就會事倍功半。化學工程的課堂演示實驗,能否達到提高課堂教學效率的目的,演示實驗裝置的性能也尤為重要。為此,在實驗裝置方面至少要達到如下一些基本要求:①實驗裝置應盡可能做到小型化和儀器化;②演示實驗裝置盡可能做到直觀、生動、形象;③演示實驗裝置應做到穩定、快速、準確、合乎科學;④演示裝置需盡最大努力消除噪音和其他污染。此外,在實驗物系的選擇上,也需綜合考慮原料價格、氣味、毒性等要求,一般以空氣、水等價廉易得且環保原料為佳。課堂教學中演示實驗側重點不同,大致可分為:①展示現象,該類演示實驗通過學生觀察實驗,了解現象,進而驗證并鞏固所學知識;②展現概念,該類演示實驗通過化抽象為具體,從而實現抽象概念直觀化、具體化;③獲得規律,該類演示實驗通過顯現的結果,通過觀察分析并進一步歸納演繹從而得出其中的規律。這就需要教師準備多套課堂演示實驗,從而根據情況有選擇的開展相應課堂演示實驗工作。
4.結語