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二、成品化教學模式探討
高職教育中,無論是理論基礎課程、專業(yè)基礎課程還是專業(yè)課程,總能夠在社會實踐和生產(chǎn)實踐中找到對應其知識體系的物化原型,這為成品化教學模式的確立提供了條件。成品化教學是指將教學目標產(chǎn)品化,或稱實體化。它脫胎于項目化教學,是項目化教學的具體化。相較于項目化教學,該模式教學目標明確,更加貼近生產(chǎn)實際,適用于各類課程的教學活動。它以“教學做一體化”的高職教育理念和教學方法為支撐,基于工作崗位和工作過程來設計教學程序。它生發(fā)于成品又終結于成品,能夠避免理論講授和實驗實訓的脫節(jié),實現(xiàn)課堂知識傳授和實驗實訓的無縫對接,實現(xiàn)高等職業(yè)教育系統(tǒng)傳授知識、全面培養(yǎng)能力的初衷,能夠克服項目化教學脫離生產(chǎn)實際、內(nèi)容空泛的弊端,能夠切實提高學生的學習興趣、提高教育教學質(zhì)量。成品化教學模式很大程度上擺脫了傳統(tǒng)單一課堂的束縛,集中了多媒體教學、仿真教學的優(yōu)勢,實現(xiàn)了教學資源利用的最大化。成品化教學模式也對教師的綜合能力提出了較高的要求,需要任課教師實現(xiàn)由“授人以魚”向“授人以漁”的轉變。教師應該具備廣博的專業(yè)理論知識、高超的職業(yè)技能、敏銳的行業(yè)發(fā)展洞察力、突出的職業(yè)素養(yǎng)。只有授業(yè)教師構建出合理的成品化教學方案,拿出合格的、有實質(zhì)意義的教學產(chǎn)成品,才能夠保證學生順利完成成品化教學提出的各項任務,達到預期的教學目標[2]。對于高職教育而言,學生實踐技能的獲取需要有專門的實訓場所和實訓模式,同樣,理論知識的傳授也離不開專業(yè)性的教學場所和教學模式。成品化教學模式能夠?qū)鹘y(tǒng)課堂教學和實驗實訓有機地結合起來,根據(jù)教育教學的目標,靈活、高效地完成發(fā)展型、復合型和創(chuàng)新型高等級技能人才的培養(yǎng)任務。將課程知識體系所對應的物化原型或者類似于物化原型的事物作為教師教學分析和研究的對象,符合教育教學的規(guī)律;將其作為學生知識學習、技能培養(yǎng)的起點,符合認知規(guī)律,符合唯物辯證法的認識論原則。
(一)理論基礎課程
以《有機化學》、《無機化學》、《工業(yè)分析技術》為代表的理論基礎課程是高職應用化工技術專業(yè)教學活動的起點,同時也是教學難點。這三門課程很難套用項目化教學模式,因為它們中的每一門都是一個完整的理論知識體系,無法用一個項目來代表。若強行套用項目化教學模式,只能是換湯不換藥,仍然是傳統(tǒng)的理論教學加實驗檢驗,最多是用“項目”一詞將原有的“教學單元”、“章節(jié)”直接替換掉,將原先的“實驗課程”改為“項目實訓”,達不到理想的教學效果。成品化教學模式可以克服項目化教學的弊端。以有機化學教學為例。我們將Gaussian03量子化學計算軟件作為教學工具引入課堂。使用該軟件可以逼真地展現(xiàn)各類化合物的立體結構、鍵長、鍵角、分子軌道的形狀和電子排布的狀況,揭示分子最外層電荷分布的規(guī)律。學生要在教師的指導下,利用該軟件在課堂上完成不同教學階段的教學成品工作。這樣的教學模式可以用在每一章節(jié)、每一環(huán)節(jié)的教學活動中(如表1所示)。這樣的教學方式,學生喜聞樂見、易于接受、易于配合。實踐證明,成品化教學模式能夠提高學生的學習興趣、激發(fā)學生的成就感,最終實現(xiàn)教育教學的目的。在有機化學中,有些章節(jié)知識的傳授需要實訓環(huán)節(jié)的實時輔助和補充,這就需要引入大型仿真平臺[1]。教師將基于仿真平臺的實驗實訓操作融入這些章節(jié)知識的傳授中,設計好成品化教學任務讓學生來完成。有機化學第五章《醇、酚、醚》的成品化教學方案如表2所示。成品化教學模式在整個理論章節(jié)教學活動中的應用,其難點在于如何設計成品任務。這種成品任務應具有如下的特點:1.必須和當時所傳授的知識相吻合;2.必須是一個具有現(xiàn)實性和合理性的工作過程的結果;3.可操作性強,有明確的評判標準。借助于大型仿真平臺,教師可以及時模擬出所學理論知識在生產(chǎn)實踐中的應用結果,并將此結果作為成品化教學的階段性產(chǎn)品,將此產(chǎn)品目標作為判斷學生課堂知識掌握程度和能力水平的唯一標準,這樣可以達到激發(fā)學生的學習興趣、提高教育教學質(zhì)量的目的。借助于大型仿真實訓平臺實時模擬實驗實訓的成果,它的優(yōu)點在于可以使實訓內(nèi)容更豐富、實訓操作更靈活,它立足于實驗實訓又高于實驗實訓,克服了項目化教學模式實訓項目過少、實訓項目不能代表所講授的知識體系甚至以偏概全的弱點?!队袡C化學》、《無機化學》、《工業(yè)分析技術》這類理論課程的教學目的在于,使學生掌握各類化合物的物理、化學性質(zhì)及其化學反應的規(guī)律。實踐證明,成品化教學模式的應用能夠在很大程度上降低理論知識的抽象性,提高學生對專業(yè)理論課程學習的興趣,豐富學生的知識體系,拓展學生的學習思路,提高學生的基礎學習能力。
(二)專業(yè)基礎課程
《化工單元操作技術》、《化工設備》、《化工制圖》、《化工設計》、《精細有機合成技術》等是應用化工技術專業(yè)的專業(yè)基礎課程的代表。這類課程以使學生獲得某一方面、某一單元的專業(yè)基礎知識和專業(yè)基礎技能為教學目標。其成品化教學模式中“成品”方案的確立仍然需要克服項目化教學模式中“項目”過大、空洞的缺點,要將某一方面的知識和技能實物化,以靈活多樣、切實可行、緊扣主題、操作性強為原則。以《化工單元操作技術》課程為例。該門課程的成品化教學方案可以進行如下的設計。在該門課程的理論教學中引入大型仿真軟件操作平臺,教師既可以以整個單元操作為成品目標,也可以將一個單元操作細分為不同的部分,將這些部分作為教學成品子目標??傊o跟授課進度,將授課內(nèi)容物化和實體化。如第二章《流體輸送機械》的教學活動可以如表3所示那樣進行。在該門課程的綜合實訓中,根據(jù)實訓課程的教學目標,將實訓內(nèi)容成品化。在實訓階段,必須要求學生拿出合格的成品來,并以此作為成績評定的依據(jù);同時,在對實訓內(nèi)容的講解和輔導中,要基于成品目標,將實訓內(nèi)容歸入相關的知識體系中去。如“精餾塔分離50%乙醇溶液”的成品化綜合實訓,可以按照表4所示的那樣進行設計。成品化教學模式借鑒了企業(yè)培訓中“先習后學”的做法,彌補了學校教育“先學后習”這種方式的不足。同時,以小而全的成品化教學方案組織課堂學習,以實際工業(yè)產(chǎn)品為成品,使學生易于理解、易于接受。這種教學模式符合學生的認知規(guī)律,往往能夠收到明顯的教學效果。
通過構建應用化工技術專業(yè)群體系,有效整合群內(nèi)資源,實現(xiàn)專業(yè)群內(nèi)課程、師資及實訓基地的共享;在核心專業(yè)的輻射作用和引領下,帶動其他專業(yè)的發(fā)展。目前應用化工技術專業(yè)群所含五個專業(yè)的學科基礎為:理論上以掌握無機及有機物質(zhì)的特性為主線,建立了四大化學相關知識的相互融合、實用化為目的的課程體系;實踐上突出以能力培養(yǎng)為主,通過微型化學實驗,使學生在安全、環(huán)保的條件下發(fā)揮主動性,開拓思維、探索新工藝,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。通過基礎理論和基礎實踐的學習,學生具備了基本化學基礎、分析化學基礎和化工操作基礎的基本能力,形成了寬厚的基礎平臺教育,為后續(xù)的多方向模塊教育打下良好的基礎。此五個專業(yè)的技術服務領域包括精細化工、石油化工、制藥、新材料等應用化工領域,在其整個領域中均貫穿著綠色環(huán)保和安全的技術與理念。我校應用化工技術專業(yè)是央財支持的重點專業(yè),精細化學品生產(chǎn)技術專業(yè)是省特色專業(yè),在其影響和帶動下,其他專業(yè)也在不斷發(fā)展,生化制藥專業(yè)和環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)也被立項為校級品牌和特色專業(yè)建設點,這兩個專業(yè)在建設過程中,不斷借鑒前兩個核心專業(yè)建設的成功經(jīng)驗,共享其有效資源,內(nèi)涵建設不斷提高。鑒于此,圍繞學科基礎構建了以應用化工技術、精細化學品生產(chǎn)技術專業(yè)為龍頭的包含生化制藥技術、高分子材料及加工和環(huán)境監(jiān)測與治理共五個專業(yè)的應用化工技術專業(yè)群,在群的基礎上共建基礎平臺,共享資源,共建師資隊伍,在產(chǎn)業(yè)背景下進行“寬平臺+多方向”的群的內(nèi)涵建設,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,大力提升人才培養(yǎng)質(zhì)量,培養(yǎng)復合型高技能人才。
1.2周邊化工行業(yè)發(fā)展的需要
應用化工類產(chǎn)業(yè)是江蘇省“十二五”重點發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。南通市是全國首批15個化工生產(chǎn)基地之一,特別是近三年,眾多國內(nèi)外知名化工企業(yè),如王子紙業(yè)、邁圖新材料、江山農(nóng)化等落戶南通化工園區(qū)。伴隨上海北翼的如東洋口港、啟東港、如皋港的陸續(xù)開發(fā),1000萬噸煉油、100萬噸乙烯項目的引入,帶動了大批下游項目及環(huán)保安全產(chǎn)業(yè)鏈的開發(fā),為應用化工產(chǎn)業(yè)提供充足的原料,使南通成為國內(nèi)重要的石油和化工基地。南通現(xiàn)有大小化工類企業(yè)數(shù)千家,生產(chǎn)規(guī)模在億元以上的化工類企業(yè)有16家,其產(chǎn)品涉及農(nóng)藥、醫(yī)藥、合成材料及助劑等。根據(jù)南通市政府的發(fā)展規(guī)劃,將重點打造高端精細化學品、高效廣譜低毒低殘留新農(nóng)藥、醫(yī)藥及生物化工、新型合成材料四大產(chǎn)業(yè)鏈,這些都為該專業(yè)群的人才需求提供了廣闊的空間和契機。
1.3學生適應行業(yè)就業(yè)的需要
[3]通過構建應用化工技術專業(yè)群,學生可以在經(jīng)過一定時間的學習,對基礎知識、專業(yè)知識有一定的了解后,在群內(nèi)有二次專業(yè)選擇機會,使學生對專業(yè)選擇更具有明確性、主動性和靈活性,更能適應將來的發(fā)展需要。
2應用化工技術專業(yè)群體系建設構想
2.1加強人才培養(yǎng)體制建設,改進人才培養(yǎng)模式
在“工學結合、校企合作、頂崗實習”的人才培養(yǎng)模式下,不斷深化和創(chuàng)新人才培養(yǎng)體制。擬通過成立理事會、與企業(yè)聯(lián)合招生、聯(lián)合教學等方式,將教育和培訓的一部分納入市場化運營,同時讓企業(yè)參與到人才培養(yǎng)方案的制定、教學管理等環(huán)節(jié),實現(xiàn)共同培養(yǎng)。一是校企合作體制的建設。當前社會發(fā)展速度越來越快,社會的產(chǎn)業(yè)結構邊界也越來越模糊,社會迫切需要高技能的復合型人才。針對周邊地區(qū)對應用化工類人才的需求,企業(yè)合作組成“訂單班”,企業(yè)參與制定訂單班人才培養(yǎng)方案,由教師和企業(yè)工程師共同承擔教學任務。由于訂單班人才培養(yǎng)方案的針對性較強,與崗位結合較緊密,學生到崗后很快適應。訂單班的培養(yǎng)真正實現(xiàn)了專業(yè)教學要求與企業(yè)崗位技能要求的對接。除了訂單班培養(yǎng)人才的途徑,還可嘗試共同成立理事會、校企合作學院等其他校企合作途徑,從更深層次的途徑推進校企合作體制的建設。二是試行多學期、分段式的教學組織形式,引入“彈性學分制”的評價機制。試行彈性學分制,學生不再受時間的限制,即只要修完學分即可畢業(yè)。學生可以根據(jù)自身條件進行選擇,如半年在校學習,半年到企業(yè)頂崗,然后再回到學校繼續(xù)學習,然后再回到企業(yè)頂崗,這種“學習-實踐-再學習-再實踐-…”的學習模式不僅符合人對事物的認知和實踐規(guī)律,同時也更能培養(yǎng)符合社會需要的人才。三是積極探索中高職銜接、專本科貫通分段培養(yǎng)新模式。推進中高職銜接,制定套餐式的教學計劃,單招與普招相結合,探索中、高職教育銜接貫通的人才培養(yǎng)渠道。學生首先在中職院校學習3年,然后通過注冊方式進入高職學習2年。5年學習期間,由兩所院校統(tǒng)籌制定人才培養(yǎng)方案,系統(tǒng)培養(yǎng)學生。為架構高等教育人才培養(yǎng)的立交橋,滿足部分學生繼續(xù)深造的愿望,與本科院校合作,實施“升本、轉本、接本”等多種形式的專本科銜接模式。
2.2加強課程體系建設,打造科學的模塊化課程
專業(yè)群建設的核心是構建“一平臺,三遞進,多模塊”課程體系。一是構建“底層共享”的基礎平臺,將現(xiàn)有的資源進行整合,形成群內(nèi)資源共享型平臺,能夠為群內(nèi)所有專業(yè)服務[4]。即通過將現(xiàn)有課程及實訓基地的資源整合,擬構建含化工單元操作、化學檢驗技術及安全與環(huán)保等技術的基礎平臺,通過構建,不僅能提高服務的范圍,同時能提高服務質(zhì)量;不僅對校內(nèi)學生服務,同時面向社會開展技術指導、培訓等多方位服務。二是構建“中層分立”的專業(yè)方向模塊,將群內(nèi)專業(yè)的核心課程進行構建,打造更科學的模塊化課程,讓學生在學完平臺課程后,根據(jù)自己的意愿進行模塊化選擇,從而達到專業(yè)學習的目的。擬構建分為五個專業(yè)方向的模塊,即精細化工類、生化制藥類、環(huán)境類、化學工程類和材料類五個專業(yè)方向。三是構建“高層互選”的職業(yè)拓展能力模塊,包括群內(nèi)拓展和群外拓展能力模塊。群內(nèi)拓展即以上提及的五個模塊的拓展,群外拓展包括物流、營銷、日語、建筑材料等方面。
2.3構建新的實訓體系,鍛煉學生崗位技能
本著資源共享的原則,打破現(xiàn)有實訓體系格局,根據(jù)專業(yè)群的構建模塊,將現(xiàn)有實訓資源按照功能進行重構,并進一步完善。資源整合后有11個實訓單元,包括化學基本技術、分析檢測、化工單元操作、化工仿真、高分子材料加工與性能測試、水處理及環(huán)境檢測、藥物制劑、化工中試、化工生產(chǎn)型實訓車間及大學生創(chuàng)新實訓室。建成后的實訓基地將能更好滿足專業(yè)群的實訓環(huán)節(jié)教育。選擇技術先進、區(qū)域影響大、人才供需關系穩(wěn)定的企業(yè),建立緊密的合作關系,積極探索校企共建實習基地、建立“廠中校”、訂單培養(yǎng)、工學交替,校企雙向介入、預就業(yè)實習等多種形式的合作模式,保證每位學生在校學習期間有半年以上的頂崗實習,在濃厚的職業(yè)氛圍中鍛煉和培養(yǎng)學生從事和勝任化工職業(yè)崗位的能力。
2.4加強信息化教學資源建設,提高資源利用率
在校企深度合作的基礎上,以企業(yè)技術應用為重點,校企之間搭建信息化平臺,將企業(yè)課程引入教學,開發(fā)課程。如化工單元操作技術課程,引入了江山農(nóng)化的草甘膦生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝技術,將其生產(chǎn)工藝嵌入到各個單元操作,讓學生體驗真實的工藝過程,結合仿真操作,讓學生體驗模擬的真實環(huán)境以及發(fā)生事故的模擬真實場景,進一步理解專業(yè)知識。引進企業(yè)資源還可以自主開發(fā)成套模擬設備或虛擬資源。信息化教學資源建設包括教學系統(tǒng)、自主學習系統(tǒng)、實訓資源等信息化資源庫的建設。通過信息化教學資源的建設,發(fā)揮學習者的自主學習,提高資源的利用率,可以提供學生“社會中的學習”,即學生畢業(yè)工作后的學習,可以在群內(nèi)實現(xiàn)最大化共享。
2.5提升師資團隊能力,滿足專業(yè)群建設需要
重點打造一支具有現(xiàn)代職教理念、教學經(jīng)驗豐富、實踐能力強的高水平“雙師”型專業(yè)教學群團隊,提升教學團隊的教學能力、技術創(chuàng)新能力和技術服務能力,以滿足專業(yè)群建設的需要。一是通過內(nèi)培外引的方式培養(yǎng)或引進群內(nèi)專業(yè)帶頭人,其中有來自于企業(yè)人員,并對現(xiàn)有師資進行優(yōu)化,以核心專業(yè)師資的建設為中心,帶動其他專業(yè)教師隊伍的整體水平,提高師資隊伍的整體水平;二是通過專業(yè)教師與緊密合作企業(yè)中的技術骨干“一對一”互學互助,在人才培養(yǎng)、課程建設、實踐教學、產(chǎn)品開發(fā)、技術服務、促進學生就業(yè)等方面共同合作,相互提高。定期安排企業(yè)骨干參加高職師資培訓,安排教師到企業(yè)定崗或輪崗學習。建設期內(nèi)重點培養(yǎng)和扶持已取得碩士學位和博士學位的教師;三是加大“雙師”型教師到企業(yè)鍛煉的力度,與企業(yè)聯(lián)合建立教師崗位實踐基地,通過校企合作科研項目或到企業(yè)輪崗實踐等措施,努力打造“校企互通、專兼結合、動態(tài)組合”的高水平“雙師”型教學團隊。
2.6強化服務意識,加強專業(yè)群管理體制和運行機制建設
一是管理隊伍創(chuàng)新,打造創(chuàng)新團隊。要打造一支具有與時俱進的創(chuàng)新思想和靈活的創(chuàng)新思維的管理團隊,同時具有百折不撓的銳意進取精神,科學管理。二是改革教學體制,適應建設發(fā)展。加大實行教學部門的二級管理制度,強化學校教學管理部門監(jiān)管作用,打破以往管理體制和模式,設立集監(jiān)督、管理、指導等為一體的覆蓋理論教學和實踐教學的質(zhì)量控制部門,發(fā)揮其應有的作用。三是改革行政機構,強化管理服務。為切實加強服務地方經(jīng)濟社會發(fā)展的功能,成立理事會后,搭建學校和學院服務地方深度校企合作的平臺,發(fā)揮學院先進的設施設備和專業(yè)師資優(yōu)勢,進一步推動了校企合作研發(fā),幫助中小型企業(yè)解決相關的科研難題,幫助中小型企業(yè)走健康發(fā)展之路。同時通過成立理事會,將先進的管理理念和具體工作融合到專業(yè)群課程體系的改革、專業(yè)群實踐體系的改革、專業(yè)群雙師團隊建設、人才培養(yǎng)方案的制定、專業(yè)群管理、教學質(zhì)量控制、學生的實踐管理及學生的就業(yè)管理等環(huán)節(jié),實現(xiàn)校企的深度對接,為培養(yǎng)高素質(zhì)的復合型人才打下基礎。
目前,中、高等職業(yè)教育定位模糊已是不爭的事實,中職教育定位為“技能型人才”,高職教育為“高技能人才”,這種粗線條的劃分方法,無法體現(xiàn)人才培養(yǎng)定位本質(zhì)上的區(qū)分。高職教育究竟“高”到什么程度,用什么標準衡量沒有明確規(guī)定。以化工類專業(yè)為例,應用化工技術專業(yè)的高技能人才和技能型人才的主要區(qū)別在哪里?相關課程的設計能不能來支撐和體現(xiàn)這個“高”字呢?從研究已開展中高職銜接試點的學校情況來看,很多院校的化工類專業(yè)在定位方面都比較模糊,難以區(qū)分中高職的主要特點。
1.2中高職銜接的合作院校培養(yǎng)方案脫節(jié)、內(nèi)容模糊
中高職銜接的合作院校培養(yǎng)方案應體現(xiàn)高職教育是中職教育的進一步提升,使已具有一定專業(yè)知識和實踐能力的中職畢業(yè)生提升理論知識、職業(yè)技能和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、就業(yè)能力,但遺憾的是目前中高職院校的培養(yǎng)方案脫節(jié),甚至出現(xiàn)相同的教學模式和培養(yǎng)方案。同時,人才培養(yǎng)方案中課程體系的設置和安排,直接關系到人才培養(yǎng)方案的落實、關系到人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn),而實際情況是中、高職的很多課程在名稱、涵蓋內(nèi)容和教材上的區(qū)分度不大,甚至使用同一教材。例如:一些學校在安排五年制教學計劃時,只是把過去中職的學制和教學內(nèi)容做了延長和擴展,教學內(nèi)容基本內(nèi)涵無太大變化;有的學校課程內(nèi)容設置中高職階段部分重復,造成了教學資源浪費,給學生帶來了不好的影響。
1.3實踐教學體系的一體化設計未體現(xiàn)技能培養(yǎng)的遞進性
目前大多數(shù)中高職銜接的專業(yè)和學校,在實踐教學體系的設計方面,只是根據(jù)課程的設置,單純的進行教學內(nèi)容的安排[2],或根據(jù)崗位能力設置相應的獨立實踐課程。未根據(jù)兩個階段培養(yǎng)目標的不同和定位的不同要求進行相關實訓和實踐教學項目的設計和實施安排,從而不能體現(xiàn)技能培養(yǎng)的遞進性。因此,在探索中高職銜接過程中,我院如能依據(jù)職業(yè)標準,結合國家職業(yè)資格技能等級和證書制度,遵照技能人才成長規(guī)律、教育教學規(guī)律,對準職業(yè)崗位,分析中、高職專業(yè)學生應知應會的知識和技能要求,與對口自主招生中職院校開展教師活動,加強溝通,開發(fā)出應用化工技術專業(yè)職業(yè)教育技能標準,無疑能很好的實現(xiàn)“三二分段”中高職銜接。
2對中高職三二分段有效銜接的幾點建議
2.1多方參與共同制定人才培養(yǎng)方案
在制定人才培養(yǎng)方案之初設計實證調(diào)查問卷對中高職院校應用化工技術專業(yè)畢業(yè)生實行問卷調(diào)查,了解學生就業(yè)崗位及崗位需要能力;對我省部分中高職應用化工技術專業(yè)的學生和教師進行訪談,了解中、高職應用化工技術專業(yè)學生的學習情況,教師對課程設置及課程內(nèi)容的意見和建議;對我省化工行業(yè)相關企業(yè)進行走訪,了解企業(yè)崗位需求情況及要求,職業(yè)資格證書現(xiàn)狀等,與對口中職學校召開聯(lián)席會議,討論教學計劃、學生現(xiàn)狀及實踐教學情況,根據(jù)以上掌握的資源,高職院校應用化工技術專業(yè)教師應與中職學校的專業(yè)教師,及化工行業(yè)企業(yè)技術人才共同商討制定中、高職銜接的專業(yè)人才培養(yǎng)方案。所制定的人才培養(yǎng)方案應注重強化學生職業(yè)道德、職業(yè)技能、就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng),注重中等和高等職業(yè)教育在培養(yǎng)目標、專業(yè)內(nèi)涵、教學條件等方面的延續(xù)與銜接。注重中、高職層次知識點的有機融合,以適應其漸進性學習和終身教育的需要。并且在中高職銜接三二分段的實施過程中,各參與學校對學生及行業(yè)情況進行跟蹤調(diào)查,及時調(diào)整培養(yǎng)方案[3]。
2.2加強專業(yè)及課程的標準銜接
在課程設置上,中職課程應重基礎,強應用,讓學生初步建立化工相關職業(yè)概念;高職課程重實踐,強創(chuàng)新,高職課程設置應以化工產(chǎn)品生產(chǎn)及分析檢測實踐為導向,以培養(yǎng)生產(chǎn)操作及分析檢測能力培養(yǎng)為核心、以項目為載體、以任務為驅(qū)動,真正做到“教、學、做”一體化教學,讓學生通過在真實或模擬的工作場景中對一些典型產(chǎn)品的分析、設計,以及在教師的指導下解決項目中的實際問題,提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。在課程目標銜接上,要將中職的實用性、操作性、工具性目標與高職的技術性、創(chuàng)造性目標優(yōu)化整合。
2.3定期和對口學校教師開展教研活動
在教學過程中,高職學院與中職學??陕?lián)合申報三二分段銜接有關教學改革項目,為定期舉辦應用化工技術專業(yè)關于課程銜接及有效研究三二分段銜接的教研活動提供政策和資金保障。兩校的專業(yè)教師一起以三二分段課程銜接為核心議題,研討計劃、規(guī)劃教材、交流心得。組織所有參與三二教學的教師進行討論,分析學生特點,針對學生的這些特點,對既定課程的教學內(nèi)容進行篩選,選取和現(xiàn)實生活較為貼近的部分,設計學生參與度高的教學互動環(huán)節(jié)。
2.4加強師資培訓,建立雙師型教師隊伍
高職的培養(yǎng)目標是把學生培養(yǎng)成為高端技能型人才。這就對師資隊伍提出了更高的要求,教師不僅應具有理論教學的能力,而且還應具有項目設計開發(fā)應用能力的雙師型教師。構建現(xiàn)代職業(yè)教育體系要注重為教師發(fā)展提供空間,調(diào)動教師的工作積極性。由于經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展,社會崗位隨之變化,對崗位技能的要求也隨之變化,這就要完善教師定期到企業(yè)參加專業(yè)實踐制度,通過參與企業(yè)生產(chǎn)實踐提高教師專業(yè)課程實踐能力與教學水平。
2.5中高職銜接需要規(guī)范管理
探索高技能人才選拔培養(yǎng)機制中高職銜接涉及到高職和中職兩類學校的組織和溝通,對口學校需提供政策、組織機構、資金等方面的支持,做到計劃周密、過程規(guī)范、監(jiān)督有力、反饋及時,保證銜接工作高質(zhì)量完成均需健全組織機構,加強試點工作的組織管理。成立校領導為組長、副組長的工作領導小組,成員包括教務處、招就辦、紀檢監(jiān)察、相關院系等部門領導,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)指導對口自主招生三二分段的工作。健全管理制度,制定學院層面的三二分段分流方案、命題方案、考核方案、保密措施等制度。學院紀檢監(jiān)察處全程參與,確保監(jiān)察工作到位,保證對口自主招生工作的規(guī)范有序,確保公開、公平、公正。在實踐的過程中,我院應和對口學校共同建立教學管理小組,定期組織教學檢查,確保教學質(zhì)量;中高職學校應設立專項經(jīng)費支持三二分段試點工作。有了基本保障和規(guī)范的管理,中高職銜接工作才能順利開展。
我校還聘請校外專家及企業(yè)技術人員進行專題講座,介紹化工前沿性知識,回答學生的提問,與學生進行直面交流,學生的視野得到了開闊。如把模擬化學的數(shù)值運算與計算機化學的邏輯運算結合起來進行“分子的理性設計”,完全順應目前倍受化學界重視和倡導的綠色化學的思想,使化學成為與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的、更高境界的化學。在進行綠色化工工藝和技術的過程中,借助于量子化學計算的結果,可以更為精確地選擇底物分子、催化劑、溶劑以及反應途徑,這樣可通過盡可能少的實驗達到預期目標,大大減少了實驗次數(shù),從根本上減少了原料的消耗,對環(huán)境污染的排放也相應減少。再者反應與生物技術、分離技術、納米技術等的結合使得開發(fā)新型反應路徑仍有空間。微波反應器、膜分離技術及膜催化集成反應器、超聲波萃取傳質(zhì)等等前沿知識的介紹使學生對綠色化工、綠色分離、集成過程等概念有所了解,開闊了學生的思路,激發(fā)了學生的求知欲。
1.2重視案例教學,增強學生對綠色化工的感性認識。
專業(yè)授課教師通過案例中采用綠色工藝,實行清潔生產(chǎn)增強學生的感性認識。而且針對具體工藝流程中存在的問題及對不同工藝路線和流程的技術經(jīng)濟評價讓學生了解該工藝的發(fā)展狀況和綠色工藝的應用。如氫氣是一種高效而無污染的理想能源,制取氫氣的方法很多,有①電解法:2H2O2H2+O2;②甲烷轉化法:CH4+H2OCO+3H2;③水煤氣法:C+H2OCO+H2;④碳氫化合物熱裂法:CH4C+2H2;⑤設法將太陽能聚焦產(chǎn)生高溫使水分解:2H2O2H2+O2;⑥尋求高效催化劑使水分解產(chǎn)生氫氣。在上述方法中第五種方法設法將太陽能聚焦產(chǎn)生高溫使水分解是可行且有發(fā)展前途的方法。因為太陽能是取之不盡、用之不竭的潔凈能源,且該反應沒有廢棄物,不會對環(huán)境造成污染;第六種方法尋求高效催化劑使水分解產(chǎn)生氫氣也是可行且有發(fā)展前途的方法。通過采用催化劑降低了反應活化能,提高了反應速率,降低了反應溫度、操作壓力,簡化了流程。在大規(guī)模生產(chǎn)中,這種效應無論從環(huán)境影響方面還是從經(jīng)濟影響方面都是非常重要的。再比如,甲基丙烯酸甲酯是一種重要的化工原料,主要用作合成有機玻璃的單體,也用于制造其它樹脂、塑料、涂料、黏合劑、劑。其傳統(tǒng)合成工藝為丙酮-氰醇法,即:甲基丙烯酸甲酯傳統(tǒng)合成反應中使用劇毒原料氫氰酸,污染嚴重,設備腐蝕嚴重,而且合成路線長,原子利用率低。美國Shell公司開發(fā)的新路線不用劇毒物質(zhì),原料價格低,利用鈀催化劑反應一步完成,產(chǎn)品收率高,原子利用率高,經(jīng)濟效益、環(huán)境效益均好。
1.3教學方法多樣化,教學手段現(xiàn)代化。
綠色化學理念倡導教學方法多樣化,教學手段現(xiàn)代化[3]。我校努力將現(xiàn)代教育方法融入課堂教學中,如幻燈片投影、多媒體教學課件、音頻視頻資料等等?;そ虒W中常常涉及到一些具體的工程設備、工藝流程、設備原理等,傳統(tǒng)的教學方法是采用板書、掛圖和實物微縮教具來進行講解,只能演示設備靜態(tài),講授過程枯燥,不生動。現(xiàn)利用現(xiàn)代教育方法集圖、文、聲、像和三維動畫為一體的特性,提高學生學習興趣及學習的積極性。并且課后教師積極引導學生充分利用網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡手段拓寬知識面,吸引學生主動求知。
2校企聯(lián)合在實踐教學中滲透綠色化工意識
2.1改進化學實驗項目,多開展微型實驗、串聯(lián)實驗?;瘜W教師在設計實驗內(nèi)容時應強化綠色化學意識,并把注重環(huán)境保護的理念滲透到實驗教學中[4,5],舍棄或減少毒性大、危險性大、對環(huán)境污染及三廢后
處理困難的實驗項目,盡可能多地選擇低毒、污染小且后處理容易的實驗項目,注重開設宣傳綠色環(huán)保的實驗項目[4]。如我們在有機化學實驗中開設了從茶葉中提取咖啡堿、從元寶楓種殼中提取單寧等綠色技術實驗,這些實驗原料是天然的,提取溶劑是無毒的,并且可以回收利用,廢渣無公害且可以用作肥料;如綜合實驗項目“從海帶中提取海藻酸”,其傳統(tǒng)方法是鹽酸-甲醛提取法,我們改用木瓜蛋白酶作催化劑,超聲波提取。這樣不但大大縮短提取時間,提出率從30%提高到90%以上,而且工藝簡單,無污染。微型化學實驗的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在試劑與輔助材料用量、水電消耗量大大減少,從而降低實驗成本,而且爆炸、燃燒、中毒等事故發(fā)生的可能性相應減少,提高了實驗的安全性。又由于產(chǎn)生的“三廢”量少,極大地減少了對環(huán)境的污染。如綜合實驗項目“海藻接枝丙烯腈制備高吸水性樹脂的研究”,其所用單體丙烯腈不但價格貴,而且有毒,而采用微型實驗后,不但經(jīng)濟而且減少了污染。串聯(lián)實驗是指通過調(diào)整實驗順序,使一個實驗的產(chǎn)物成為下一個實驗的原料。如雙酚A的合成實驗產(chǎn)品可作為環(huán)氧樹脂實驗的原料,乙酰苯胺實驗的產(chǎn)品可作為磺胺類藥物實驗的原料。
2.2選用先進儀器和技術進行實驗,利用計算機多媒體系統(tǒng)進行模擬化學仿真實驗。
先進檢測手段包括紅外、紫外光譜,氣相、液相色譜,電鏡掃描,X-衍射等。選用較先進的實驗儀器,不但減少了試劑用量,減輕了環(huán)境污染,同時也增加了實驗操作難度,有利于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、規(guī)范化的操作技能,有利于提高實驗課的質(zhì)量。如化工原理課程中的吸收實驗,其測量氣體吸收量的經(jīng)典方法是酸堿滴定法,因此,實驗氣體往往只能選用氨氣,致使實驗過程產(chǎn)生大量廢液并且實驗環(huán)境惡劣。但改用氣相色譜法測定氣體吸收量后,實驗氣體可用CO2代替氨氣,這既改善了實驗環(huán)境,又使測量速度加快、測量精度大大提高,且使學生接觸到先進環(huán)保的檢測方法。一些常規(guī)、傳統(tǒng)的化學實驗消耗較多的試劑、藥品和水,尤其是一些實驗所用試劑藥品較貴、有毒、有害或不安全,這時采用計算機多媒體系統(tǒng)進行實驗仿真就很有意義,如醚的過氧化物爆炸、有毒溶劑的燃燒、砷化物的相互轉化等。采用計算機仿真實驗既能使學生學會實驗方法,又避免了對人體和環(huán)境造成的傷害[4,5]。
2.3利用大學生創(chuàng)新實驗及畢業(yè)設計滲透綠色理念
大學生創(chuàng)新性實驗及畢業(yè)設計旨在探索并建立以問題和課題為核心的教學模式,激發(fā)大學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識,逐漸掌握思考問題、解決問題的方法[6]。指導教師首先必須有強烈的綠色意識,在設計課題時多注重向?qū)W生滲透綠色理念。如課題“海藻農(nóng)用節(jié)水劑的制備及性能研究”,海藻是可再生性資源,儲量相當豐富,而且海藻類植物中含有豐富的微量元素、氨基酸、維生素、胡蘿卜素、礦物質(zhì)等,極易被植物吸收。用海藻制得的保水劑不但能鎖住土壤中的水分,改良土壤,提高果蔬品質(zhì),而且該保水劑能被降解,對環(huán)境無污染。又如課題“Ag@AgCl-殼聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有機污染物的研究”,原料是可再生的,成本低、可降解,制備的復合膜對有機污染物有吸附及光催化降解協(xié)同作用,該研究在解決醫(yī)藥、食品、化工企業(yè)廢水處理方面有重要意義。學生在這種課題研究方式中增長了知識,開闊了眼界,培養(yǎng)了綠色環(huán)境意識及環(huán)保理念。
2.4校企聯(lián)合在學生見習、實習過程中滲透綠色理念
見習、實習環(huán)節(jié)使學生在掌握專業(yè)理論知識的基礎上,進一步了解化工行業(yè)的實際生產(chǎn)過程,對現(xiàn)代化工生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)和管理模式有一個較為全面的認識,讓理論知識和實際生產(chǎn)相結合,提升學生獨立分析和解決化工生產(chǎn)實際問題的能力。見習、實習是學生邁向化工行業(yè)工作前的重要的鍛煉[2]。因此,學校和企業(yè)積極聯(lián)手,結合企業(yè)生產(chǎn)實際,對學生進行綠色化工教育。如學生在長慶石油公司實習時,親身感受到清潔生產(chǎn)、綠色工藝帶來的好處:該公司投建硫回收系統(tǒng)工藝用于廢物處理,它既避免了廢物直接排放對環(huán)境造成污染,又回收到硫磺,創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟效益;學生在長慶石油公司及興平化工廠還參觀了污水生化處理工藝。污水生化處理是利用微生物的代謝作用,完成有機物的分解和生物體的合成,將有機污染物轉變成無害的CO2、水以及富含有機物的生物污泥,多余的生物污泥在沉淀池中經(jīng)沉淀池固液分離,從凈化后的污水中除去。污水生化處理相對于化學處理廢水降解污染物更徹底,運行費用較低,基本上不產(chǎn)生“二次污染”。企業(yè)技術人員也通過自已企業(yè)實施清潔生產(chǎn)后獲得的利益向?qū)W生宣傳綠色化工的重要性。如通過實施清潔生產(chǎn)促進企業(yè)整體素質(zhì)的提高;降低產(chǎn)品成本,提高競爭能力;同時,企業(yè)的環(huán)境好、無污染、不擾民,使企業(yè)具有一個良好的社會形象,增加了消費者對企業(yè)產(chǎn)品的信任度;改善了職工的生產(chǎn)操作條件乃至生活環(huán)境,減輕了對職工身心健康的影響。
1.教師的課程改革觀念應用化工技術專業(yè)進行以“工作過程系統(tǒng)化”為主的課程改革,要求教師轉變傳統(tǒng)課堂上的角色,創(chuàng)設以學生為主體的課堂氛圍,但部分教師尤其是年齡偏大的教師由于受傳統(tǒng)學科教育體系、固有的工作方式與工作習慣的影響,缺乏學習新知識、新技能及更新知識結構的勇氣,對進行課程改革不積極、不主動。因此,教師課程改革觀念跟不上課程改革的發(fā)展,并在短期內(nèi)難以轉變,成為課程改革的一種阻力。
2.教師的素質(zhì)應用化工技術專業(yè)進行“工作過程系統(tǒng)化”課程改革需要“雙師”素質(zhì)教師隊伍,要求教師要不斷更新專業(yè)知識結構并具備精湛的化工崗位實踐操作技能,同時具備課程開發(fā)設計能力、項目課程的教學能力、課程改革的實施能力等。應用化工技術專業(yè)教學團隊有專任教師11人,兼職教師9人。兼職教師主要參與了應用化工技術專業(yè)課程改革中的專業(yè)工作及典型工作任務分析、學習領域描述、學習情境設計等工作,但兼職教師由于工作繁忙、學校上課時間限制等原因其并沒有真正進入課堂。即使進入了課堂,部分兼職教師沒經(jīng)過職業(yè)教育教學理論與技能的培訓,課程的教學能力與課程改革的實施能力偏差,導致兼職教師沒有完全發(fā)揮作用。另外,專任教師中30—35歲年齡段5人,工作經(jīng)歷就是從學校到學校,沒有企業(yè)實踐的經(jīng)歷,更談不上具備精湛的化工崗位實踐操作技能,所以對實際崗位工作過程不清楚,以致出現(xiàn)項目載體設計不合理、工作任務設計過難和學生完成起來吃力等現(xiàn)象,使課程改革成效受到限制。
3.教師的精力通過與應用化工技術專業(yè)教師座談,教師普遍反映:教師工作量大,時間、精力不夠。因為課程改革涉及化工專業(yè)工作任務及典型工作任務分析、課程體系的重新構建、學習情境及項目設計、工作任務設計、參與教學評價等,每一環(huán)節(jié)都需付出大量勞動;另外,我院專業(yè)教師還有河南省示范專業(yè)、河南省特色專業(yè)、河南省省級教學團隊等建設任務。因此,對于課程改革過程中遇到的各種難題,教師很難深入地進行反思與總結,而國內(nèi)外大量研究表明:要提高教師的專業(yè)化水平,主要依賴于教師的教育實踐及其實踐的反思,教師精力不夠及缺少時間反思勢必會影響課程改革的成效。
(二)校企合作的作用
應用化工技術專業(yè)進行課程改革主要是為服務地方區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,為地方化工企業(yè)輸送高技能高素質(zhì)人才,這就要求課程改革要在滿足企業(yè)真實需求并有企業(yè)充分參與的條件下進行,因此,積極尋求校企合作(如企業(yè)為學生提供實踐實訓機會、使專任教師到真實的企業(yè)環(huán)境中進行歷練、從企業(yè)聘請能工巧匠充實到教師隊伍中來真正進入課堂參與教學各個環(huán)節(jié)等)是進行課程改革的根本保障,校企合作作用的充分發(fā)揮成為制約課程改革成效的影響因素。目前,應用化工技術專業(yè)的校企合作主要停留在人情和互贏的關系上,企業(yè)積極性不高。企業(yè)人員只參與課程調(diào)研及課程開發(fā)設計、定期開展講座及最終的學生綜合職業(yè)能力評價,企業(yè)兼職教師并沒有真正深入課堂;專任教師無法到真實的企業(yè)環(huán)境中進行歷練,學生無法進入企業(yè)進行現(xiàn)場上課。校企合作不充分、不到位,制約了應用化工技術專業(yè)的課程改革發(fā)展。
(三)教學管理部門
目前,學院教學管理部門的主要職責是建立健全各項教學管理規(guī)章制度,組織各專業(yè)人才培養(yǎng)方案、各課程的課程標準制定,安排各教師的課程表及教學場所,監(jiān)督教師的教學計劃及進度,進行期初、期中、期末的教學檢查,組織學生對教師進行評教,教師工作量的核定等。應用化工技術專業(yè)課程改革徹底打破了傳統(tǒng)的學科體系,倡導的是工作過程系統(tǒng)化課程改革,原來的教學管理模式和管理手段已經(jīng)不適應課程改革的進行。如應用化工技術專業(yè)“化工單元操作技術”課程進行“理論、仿真、實訓有機結合,教學做同步”的教學模式,這無疑對教學場所及教學時間的靈活性提出了要求,四節(jié)連上的課程完成過程中,根據(jù)教學需要有可能前兩節(jié)在仿真室后兩節(jié)就要到實訓室,需要中途更換教學場所。但教學管理部門明確規(guī)定課程教學過程中途更換場所需要提出調(diào)課申請,需三級領導簽字,手續(xù)繁雜,這無疑挫傷了教師課程改革的積極性,使工作過程導向的教學過程無法落到實處,影響課程改革的成效。教學管理部門在擔當好“管理者”、監(jiān)控者”角色的同時更應發(fā)揮好“服務者”的功能。而且,對大多數(shù)高職院校的教師來說,“工作過程系統(tǒng)化”課程改革是新事物,教師都有畏懼心理,極需管理部門的耐心指導與多方支持,當教師面對新情況、新問題而有畏難情緒或改革實踐成效不如意時,管理部門應發(fā)揮好課程改革實踐中“指導者”的作用。因此,教學管理部門“服務者”及“指導者”角色的發(fā)揮成為影響課程改革成效的重要因素。
二、高職課程改革的有效途徑
為解決上述課程改革中出現(xiàn)的問題,課題組成員繼續(xù)走訪、調(diào)研、座談討論,認為這需要教師、教學管理部門、企業(yè)、政府多方的共同努力,發(fā)揮各自應有的功能,共同促進課程改革的有效性。具體體現(xiàn)在:
(一)教師
1.調(diào)動學生參與課程改革的積極性目前,在進行課程改革過程中部分教師更多的是在埋怨學生素質(zhì)差、學習不積極努力的情緒中開展工作的,而往往忽視了學生是課程改革成效的檢驗者、受益者,課程改革就必須圍繞學生來展開。在我國,雖然高職學生是高考成績處于中低段的學生,課程系統(tǒng)化學習的知識準備不足,但他們一般具有思想活躍、動手能力強、社會活動能力強的優(yōu)勢,還是比較適合工作過程系統(tǒng)化、項目化課程改革的。所以,應認清學生狀況和特點,不是抱怨而是相方設法激發(fā)學生的學習興趣,樹立學生學習的自信心,調(diào)動學生參與課程改革的積極性。
2.更新課程改革觀念,提高自身“雙師”素質(zhì)進行高職課程改革已是大勢所趨,教師應該認識到:如果跟不上高職課程改革的步伐,勢必將會被學校所淘汰,面臨失業(yè)的危險。教師要意識到這種危險有可能變成現(xiàn)實,就會積極努力地進行課程改革。教師要進行課程改革,就要主動地更新自己的專業(yè)知識結構,不計條件地主動申請下企業(yè)進行工作實踐,豐富自己的工作經(jīng)驗,了解現(xiàn)代企業(yè)需要怎樣的技術工人,使教學更加有目的性、實用性,提高自己的課程開發(fā)設計能力。
3.堅持教學反思,深入課程改革研究教學反思是教師對自己的教學實踐進行的一種回憶、思考、評估、總結的活動過程,符合實踐—認識—再實踐—再認識的認識論原理,也可指教師對自己完成一個項目或任務的教學后,對教學過程進行全面、客觀地分析和思考,發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題,提出解決問題的方案再組織教學,進一步提高教學質(zhì)量。教學反思的途徑有課后與學生交流、進行課后小結,可以進行公開課、講課比賽等同行的觀摩與交流等。
(二)教學管理部門
教學管理部門應認清目前課程改革現(xiàn)狀,需要轉變自己的角色,在充分做好課程改革的“管理者”和“監(jiān)控者”同時,也要發(fā)揮好其課程改革“服務者”和“指導者”的作用。具體體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.做好教師思想工作,消除畏懼情緒教學管理者應放低姿態(tài),多深入教師隊伍當中與教師談心,掌握教師的思想動態(tài)。使教師充分認識到傳統(tǒng)學科教育教學模式已不適應當今社會的需要,只有課程改革了且改革有效、到位,學生才能發(fā)展,專業(yè)、學校才能生存,教師才能生存,否則教師將被新形勢下的高職教育所淘汰;營造課程改革濃厚氛圍,組織教師進行高職教育理論、高職教育教學設計、組織與實施技能培訓,學習工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)步驟;監(jiān)督檢查教師實踐效果,使培訓落到實處,使教師感覺培訓有效果,課程改革有望,增強老師的成功感,從根本上消除教師對課程改革的畏懼情緒并調(diào)動教師參與課程改革的積極性。
2.建立激勵機制,調(diào)動課改積極性教學管理部門在保證其管理者功能發(fā)揮的前提下,要做好其服務者的功能,盡量為教師建立寬松的、支持課程改革的環(huán)境,盡可能地為課程改革提供便利,緩解其工作壓力。如允許改革課程教學場所和教學時間的靈活性,不要把教師拘泥于“教學事故”的條條框框中;建立健全的激勵機制,在教師年度考核、工作量計算、津貼分配、職稱評定等方面對參與課程改革者進行傾斜,充分調(diào)動教師參與課程改革的積極性。對于承擔課程改革實踐的教師,教學管理部門有必要考慮減少其其他任務的工作量,使其將充足的精力和時間放在課程改革上。
3.構建有效的校企合作制度,兼顧教師實踐和企業(yè)利益教學管理部門應當發(fā)揮其“管理者”和“監(jiān)控者”的職能,制定“專業(yè)課教師到企業(yè)實踐的相關制度”,尤其是教師下廠實踐的量化考核制度,與教師年度考核、工作量計算、津貼分配、職稱評定等方面掛鉤;明確教師尤其是剛從學校畢業(yè)缺乏實踐經(jīng)驗的青年教師每年到企業(yè)生產(chǎn)服務一線的時間、實習的內(nèi)容,并對實踐過程實時跟蹤檢查。另外,從企業(yè)角度講,與學校合作的最重要目的就是能從學校贏得利益,學校要制定相關制度,吸引企業(yè)積極進行校企合作,如在科研方面建立制度,不斷增強教師技術研發(fā)力,將解決企業(yè)問題和難點的課題加大支持和獎勵力度;在教師年度考核和職稱評定方面建立制度,傾向于能夠定期為企業(yè)進行人力資源培訓的業(yè)務素質(zhì)高的教師;在兼職教師聘用方面建立制度,明確規(guī)定企業(yè)兼職教師的權利、義務以及薪資報酬等;在簽訂校企雙方合作協(xié)議時,要考慮企業(yè)的人動、盈利狀況等不確定因素對校企合作協(xié)議執(zhí)行影響,寫進校企合作協(xié)議中。
所謂的綠化化學主要指的就是能夠?qū)Νh(huán)境不會造成污染,同時也能夠十分有利于保護環(huán)境的化學工程。簡單的一點來說主要是采用化學的技術以及方法來有效的減少或者是消除一些對于人類有害以及防治社會安全發(fā)展的不利的因素。綠色化學主要就是將污染從源頭進行有效的消除,其中也包括了含有原子經(jīng)濟性以及高選擇性的一些反應,同時綠化化學能夠生產(chǎn)出來對于環(huán)境有利的一些材料,并且也能夠經(jīng)過回收廢物進行循環(huán)利用的科學。
1.2關于新的分離技術
從廣義的角度來看,所謂的分離強化首先就是要對設備進行不斷的強化,然而在對生產(chǎn)的工藝進行強化,進而從整體上來說就是只要能夠?qū)⒃O備變小以及能量轉化效率提高的技術變?yōu)榛瘜W的分離技術強化的結果。這樣做不僅僅能夠更好的有利于可持續(xù)發(fā)展的理念,同時也是化學分離技術的發(fā)展趨勢之一。但是,傳統(tǒng)的化工分離技術主要是根據(jù)沸點的不同,把一些不同組成成分的物質(zhì)進行分析,然而隨著科學技術的不斷發(fā)展以及對于該項工作的不斷研究,進而得出該項技術具有著十分廣闊的發(fā)展前景,但是在應用的過程中還是存在著很多的問題,主要是這項技術的研究對分子蒸餾的基礎理論研究相對來說還是比較少,并且在理論方面也沒有能夠得到充分的說明。但是隨著科學技術的不斷發(fā)展,分解技術也得到了不斷深入的研究,并且也取得了不錯的效果,并且也漸漸的把信息技術引入到了分離技術的研究以及開發(fā)當中,進而在對熱力學以及傳遞的性質(zhì)進行的研究,對于分子模擬大大的提高了預測熱力學的平衡等,因此在進行研究以及開發(fā)的過程中對于分離技術具有著十分深遠的意義。
2在熱傳導過程中的研究進展以及方向
2.1關于微細尺度傳熱的研究
所謂的微細尺度主要是從空間尺度以及時間尺度微細的研究以及對傳熱學規(guī)律的研究,目前在傳熱學當中已經(jīng)是成立了一個分支,并且其發(fā)展的前景也是十分的廣闊。在物體的特征尺寸要大于載體離子的平均尺寸的時候,就是連續(xù)的介質(zhì)便依然是成立的,然而因為尺度是微細的,并且以前的假設影響因素也將會隨著發(fā)生著改變,進而將會導致流動以及傳熱的規(guī)律出現(xiàn)一定程度的改變。當前隨著納米以及微米的技術得到了不斷的發(fā)展,并且已經(jīng)是受到了人們十分廣泛的關注,在很多的領域當中也都在是圍繞著微細尺度傳熱學進行不斷的研究,并且已經(jīng)是在不少的領域當中取得了不錯的成果,比如在微型熱管以及高集成的電子設備當中。
2.2關于強化傳熱過程中的研究
對于這項研究主要是從改進換熱器的設備方面進行入手的,其研究開始的目的主要是為了能夠更好的提高傳熱的效率,同時也是為了能夠改進設備的持續(xù)對外放熱,對于這項研究的改進主要是包括了傳熱材料以及生產(chǎn)工藝的改進,同時將傳統(tǒng)的設計進度優(yōu)化等內(nèi)容。
2.3關于傳熱的理論研究
在最近的幾年來,該項工作的研究人員主要是在滴狀冷凝在生產(chǎn)中的應用進行研究,但是一直到目前也沒有能夠得到實現(xiàn)。其主要的問題便是怎樣的獲得實現(xiàn)的滴狀冷凝,以及如何的是冷凝的表面壽命得到延長。目前其主要的問題就是如何改變冷凝界面的性質(zhì),以及怎樣才能夠?qū)⒗淠龖玫焦I(yè)當中進行傳染改造。在沸騰傳熱的過程中,其傳熱的方式不僅僅在機械以及石油化工行業(yè)當中得到了十分廣泛的應用,同時也在航天行業(yè)當中得到了十分廣泛的應用。長期以來人們也一直對于液體出現(xiàn)核態(tài)沸騰的主要原因進行著不斷的研究。
化工企業(yè)主要任務是有效組織生產(chǎn)進而創(chuàng)造利潤,所以中心工作圍繞生產(chǎn)和經(jīng)營,而對技術創(chuàng)新人才的培養(yǎng)滯后于技術進步的需要。
2.技術創(chuàng)新激勵機制不到位
大部分化工企業(yè)技術創(chuàng)新激勵立足于實際創(chuàng)效,也就是在成果轉化成效益后才有激勵,激勵方式單一,而對創(chuàng)新的過程激勵微乎其微,尤其在鼓勵試驗性的創(chuàng)新和原創(chuàng)方面激勵缺陷更為明顯。3.缺乏足夠的技術創(chuàng)新支撐體系技術創(chuàng)新是一項系統(tǒng)工程。除了參與創(chuàng)新本身所需資源,還需要強有力的后臺支撐體系,而化工企業(yè)目前普遍缺乏系統(tǒng)的人、財、物的支撐。
二、化工企業(yè)技術創(chuàng)新過程劃分
技術創(chuàng)新過程根據(jù)創(chuàng)新的成果顯現(xiàn)可以劃分為技術創(chuàng)新準備期、投入期、產(chǎn)出期、后評價期。
1.技術創(chuàng)新準備期
技術創(chuàng)新準備期有兩層意思,一是企業(yè)確定了明確的技術創(chuàng)新目標,并據(jù)此制定具有戰(zhàn)略指導意義的技術創(chuàng)新規(guī)劃,搭建了高效的組織機構。二是科研人員到位,崗位職責明確,科研目標定位準確,科研人員也做好獻身科研的準備。
2.技術創(chuàng)新投入期
指技術創(chuàng)新定位,項目明確后,技術創(chuàng)新組織和技術創(chuàng)新人員按照既定方針、目標和要求,實施技術創(chuàng)新的過程。這一過程在技術創(chuàng)新中持續(xù)時間最長。創(chuàng)新組織為技術創(chuàng)新人員提供良好的工作平臺和創(chuàng)新保障,并在方向和政策上予以指導。技術創(chuàng)新人員付出艱辛努力,在實驗中不斷總結,不斷創(chuàng)新,不斷突破自我思維模式,而行為上的付出、思想的創(chuàng)新、方向的多變性都會隨時隨地考驗一個科研人員的意志。
3.技術創(chuàng)新產(chǎn)出期
是整個技術創(chuàng)新的落腳點,有了前期的準備、努力,就有了技術創(chuàng)新成果。技術創(chuàng)新產(chǎn)出期是對準備期和投入期的全面檢驗和總結。不管是新技術的應用,還是新產(chǎn)品的出世,都使企業(yè)和科研人員有了物質(zhì)鼓勵和精神滿足,又會產(chǎn)生新的動力,繼續(xù)推動技術創(chuàng)新。
4.技術創(chuàng)新后評價期
是在技術創(chuàng)新成果鑒定完成并在推廣使用后,在追求創(chuàng)新成果轉化后的利潤過程中的評價過程。由于技術創(chuàng)新成果具有很強的外部性特征,創(chuàng)新利潤容易溢出或不足,加強后評價工作,是對整個技術創(chuàng)新過程的總結。
三、化工企業(yè)技術創(chuàng)新過程激勵及平衡控制
在技術創(chuàng)新中建立過程激勵機制,注重從創(chuàng)意提出,到項目實施、成果轉化、市場開拓的全過程的技術創(chuàng)新激勵機制。具有正面導向作用的技術創(chuàng)新激勵機制可以最大限度地激發(fā)和調(diào)動科技人員的積極性和創(chuàng)造性。企業(yè)使命在于追求效益最大化,將效益和技術創(chuàng)新激勵機制掛鉤需要做好平衡控制。同時平衡控制好技術創(chuàng)新激勵機制可以解決好各層面和群體對技術創(chuàng)新的利益訴求。
1.準備期的激勵機制
在準備期的激勵實質(zhì)上是對技術創(chuàng)新從源頭實施激勵,實質(zhì)是對技術創(chuàng)新“概念”的獎勵。主要包括科技創(chuàng)意、市場調(diào)研、合理化建議等。其中科技進步創(chuàng)意獎旨在開拓科技人員創(chuàng)新思路、尋求創(chuàng)新課題、保護創(chuàng)新成果、激發(fā)創(chuàng)新熱情,鼓勵原創(chuàng)性建議。市場調(diào)研獎作為技術創(chuàng)新激勵機制的專類子項,主要獎勵對行業(yè)、產(chǎn)品、技術具有全局性趨勢研究,對技術創(chuàng)新具有指導意義的重大市場調(diào)研課題。合理化建議激勵目的是對職工提出的合理化建議進行獎勵,推進群眾性合理化建議的深入開展,因為合理化建議是實施技術創(chuàng)新的源泉和基礎。
2.投入期的激勵機制
投入期的激勵重點在于對技術創(chuàng)新的過程激勵。主要包括科技項目過程激勵獎,其目的是針對部分持續(xù)時間長、實施難度大、參加人員變化多、影響深遠的重大科技項目,對關鍵節(jié)點實施激勵可以確保其能按照計劃節(jié)點,穩(wěn)步推進,并最終取得預期效果。
3.產(chǎn)出期的激勵機制
產(chǎn)出期的激勵分成果激勵和成果轉化激勵兩種。成果激勵主要包括科技進步獎,目的是對具有自主創(chuàng)新,能形成知識產(chǎn)權,完成工業(yè)化應用,具有良好經(jīng)濟效益或社會效益的科技成果給予的獎勵,可以細化為包括科研開發(fā)、新產(chǎn)品市場開發(fā)、推廣應用、論證及重大工程建設等類別。成果轉化激勵主要包括科技項目利潤提成獎、專用產(chǎn)品激勵獎,其中科技項目利潤提成獎旨在對在開發(fā)新品,市場開拓,推廣應用新技術、新材料、新設備,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低物耗能耗,提高生產(chǎn)效率等工作中取得直接新增利潤的科技成果。
4.后評價期的激勵機制
在注重技術創(chuàng)新激勵的同時,同樣注意不斷鞏固技術創(chuàng)新所取得的成果,啟動對科技進步獲獎成果連續(xù)三年及以上后評價工作。企業(yè)科技主管部門要跟蹤獲獎成果,對獲獎成果效益、效果進行連續(xù)三年評估,向上級科技進步獎評審委員會提出評估報告。構建技術創(chuàng)新的風險分擔機制,對效益、效果不能鞏固的成果,要采取負激勵,通報批評或者必要的責任考核是可以采用的方法,尤其是對直接責任人的負激勵,更會促進技術創(chuàng)新的實效。
四、化工企業(yè)技術創(chuàng)新支撐體系
在技術創(chuàng)新中,建立系統(tǒng)完善的配套支撐體系和公共服務平臺,對促進企業(yè)技術創(chuàng)新是必要和有益的。支撐體系也是技術創(chuàng)新的激勵的補充和完善,以及為完成這種創(chuàng)新而建立起的保障措施。
1.組建技術智庫
大型化工企業(yè)在技術創(chuàng)新過程中要有自己的技術智庫,有效指導技術創(chuàng)新。從創(chuàng)新方向、領導和組織、成果評審,智庫可以發(fā)揮重要的作用。
2.充足的資金支持
技術創(chuàng)新需要“下本錢”,要舍得投入。企業(yè)技術創(chuàng)新需要緊跟市場需求,更要引領市場需求。在追蹤和超越前沿技術時,前期的必要資金投入會很好地促進技術創(chuàng)新。足夠的資金投入保證了裝備的更新升級、科技實驗的材料費用支撐。
3.強有力的人才支持
具體做法包括在人才的引進上注重針對性、適用性和計劃性,注重考察引進人員的專業(yè)知識和綜合素質(zhì)。注重與大專院校合作培養(yǎng)模式。以學科帶頭人的培養(yǎng),帶動相關領域的技術創(chuàng)新。加強內(nèi)部經(jīng)驗交流、論文、對外技術交流,開擴技術人員視野。注重年輕科技人員在實踐中鍛煉成才。建設仿真培訓系統(tǒng)、培訓信息化平臺,搭建科技人員專業(yè)知識培訓信息化體系。
4.持續(xù)完善的硬件支持
企業(yè)在技術創(chuàng)新上要按照總體規(guī)劃、分步實施、急需優(yōu)先的原則,加強科研硬件設施的建設,持續(xù)提升技術創(chuàng)新手段,為科研人員開展新工藝、新技術研究及新產(chǎn)品開發(fā)提供有效的硬件保證。同時編制中長期科技發(fā)展規(guī)劃。
5.信息化的軟件支持
適應全球信息化發(fā)展的要求,化工企業(yè)需要建成高效實用的企業(yè)信息化軟件體系,為企業(yè)技術創(chuàng)新活動提供查找資料、收集信息的方便、快捷通道。完善的管理信息系統(tǒng)可使技術人員方便、及時查詢企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)、技術、管理及相關信息,實現(xiàn)企業(yè)辦公自動化、資源信息化和決策科學化。同時需要建設科技情報信息網(wǎng)絡,方便查詢相關技術領域的最新信息,收集資料,了解前沿技術的發(fā)展趨勢,為研發(fā)工作提供信息資源。
二、滑模技術在水利施工中的應用注意事項
因為水利項目中的基地與壩體等一年四季的遭受流水的侵蝕,很容易產(chǎn)生縫隙及易出現(xiàn)裂縫和滲透等狀況,而滑移模具技術的重要功能是增強水利工程的防水及抗?jié)B,所以,在采用滑移模具技術時一定掌握適當?shù)幕炷僚浔?,確保質(zhì)量。
1.把握混凝土各物料比例
科學恰當?shù)幕炷粮魑锪媳壤P聯(lián)著混凝土作業(yè)的成效,也是保證滑移模板技術質(zhì)量的主要要求。如果要確??茖W恰當?shù)奈锪媳壤?,就要對運入作業(yè)場地的物料實行嚴格查驗及簽收,還得確保使用適宜的注漿裝備?;炷林饕怯伤c水泥構成的,水的使用數(shù)量需要多大水泥?;颇>呒夹g成功的重點是在操作過程中緊緊把握混凝土的輸送間隔與溫度,及第一次凝固等?;颇0辶鞒淌墙?jīng)過順沿模板注漿的一類形式,此流程需要對混凝土混合液的稀稠程度實行高規(guī)格掌控,操作人員需要屢次檢測和易性,保證項目作業(yè)順當施行。
2.選取恰當?shù)幕0宀?/p>
選取恰當?shù)幕颇0蹇虿牧鲜腔颇0逭瓶氐暮诵?,木質(zhì)模板框在普通的水利項目中使用范圍很廣,滑移模板掌控是項目作業(yè)中的一個很重要的階段,采用兩類辦法,其一應用水平儀器實行水平督查;其二應用千斤頂同步器實行水平掌控的方式。在水利作業(yè)經(jīng)過中,確?;颇0逦恢弥行臎]有產(chǎn)生偏移,須要應用激光照準儀與吊線實行搭配檢測,如此才能實時看到滑移模板產(chǎn)生移動的狀況。假如看到移動狀況,就采取上部和下部整體檢測的方法,更好的判斷豎井的直徑長度,一定保證豎井構造質(zhì)量,避免改變形狀,從而也可以保證滑移模板的作業(yè)成效了。
3.滑模施工的偏差掌握
滑移模板操作是一類比較精確的任務,且在具體項目中很易產(chǎn)生誤差,萬一產(chǎn)生誤差,作業(yè)的成效也就到達不了預期的目標,結果干擾項目的質(zhì)量。所以,在操作經(jīng)過中,操作人員需要注重滑移模板作業(yè)的偏差產(chǎn)生,需要快速采用多種辦法更改。在檢測中,采用鋼制墊板來增高千斤頂?shù)南旅妫\用千斤頂來壓住支柱軸產(chǎn)生位置偏移,把全部平臺引入到模板框中,往提前計劃的位置滑動,此類方法更正誤差,能夠保證混凝土注漿操作中沒有質(zhì)量問題。因此,滑移模板操作誤差的更正是一種重要的任務,快速的更正能夠避免作業(yè)部產(chǎn)生偏差,唯有掌控偏差的產(chǎn)生才可以實現(xiàn)混凝土注漿的預期成果。
人工智能的目的是實現(xiàn)機器智能化發(fā)展,通過采用人工研究得出的方法與技術,從而擴大人工的生產(chǎn)能力,推動產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。人工智能的產(chǎn)生伴隨著人類社會的不斷發(fā)展,是人類社會進步的結晶。隨著社會的不斷發(fā)展,人工智能技術與時俱進。
1.2智能化技術的理論基礎
目前,智能化技術廣泛的應用于精密傳感器、計算機、GPS定位技術等高科技信息工具中。其理論基礎最先于20世紀50年代左右提出并隨著社會的發(fā)展逐漸應用。通過智能化技術的應用,能夠有效延伸、擴展以及模擬相關人工作業(yè),在提高了工作效率的同時也保證了工作質(zhì)量。
1.3電氣工程自動化中智能化技術的特點
智能化技術擁有完善的控制系統(tǒng),能夠有效的對數(shù)據(jù)進行分析與處理,從而保證系統(tǒng)的有效運行;通過使用智能化技術能夠簡化電氣工程的控制系統(tǒng),提高整體運行效率;實現(xiàn)了控制器的無人化超控,減少了人力資本的投入;實現(xiàn)了數(shù)據(jù)一致性的標準,能夠快速地進行評估工作。
二、智能化技術在電氣化工程中的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國經(jīng)濟技術的不斷進步,智能化技術已逐步應用到電氣工程自動化工作當中。智能化技術的不斷成熟使得其應用領域不斷延伸,目前主要應用于計算機技術中,通過智能化技術與計算機技術的巧妙結合,在信息傳遞、提高工作質(zhì)量、改善工作環(huán)境以及推動我國經(jīng)濟發(fā)展中都起到了巨大作用。當下的智能化技術還在不斷發(fā)展,它為世界帶來的驚喜仍需展望。
三、智能化技術在電氣工程自動化中的具體應用
1、神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)由定子電流經(jīng)過電氣動態(tài)參數(shù)進行辨別控制和轉子速度辨別經(jīng)過機電系統(tǒng)參數(shù)兩個方面構成。在神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)中,反向?qū)W習算法被作為經(jīng)常使用的方法,在其前饋性的特點之下進行高效運轉,對于控速度、負載轉矩以及時間控制上都有良好的效果。
2、模糊邏輯控制系統(tǒng)。目前,我們所說的模糊邏輯控制系統(tǒng)有效的代替了之前的PID控制器,模糊邏輯控制系統(tǒng)通過其知識庫能夠有效的進行推理決策,實現(xiàn)控制目標。模糊化的形式大多由多種函數(shù)表現(xiàn)形式構成,是進行模糊邏輯系統(tǒng)的重要方法。
3、故障診斷及優(yōu)化設計。智能化技術在電氣自動化中的應用大幅度提高了故障診斷的效率性,由于電氣設施故障本身具有復雜性、隱蔽性、波動大等特點,其診斷效率較低。隨著智能化技術的廣泛應用,不但提高故障診斷的準確性,同時還節(jié)省了人力物力資源,使診斷過程快速有效。對于電氣產(chǎn)品的設計領域來說,其內(nèi)容廣、工序復雜、影響因素多等特點,導致電氣產(chǎn)品涉及領域存在較大困難性。智能化技術的引入,提高了電氣產(chǎn)品的技術含量,不僅能夠有效降低人力勞動強度,同時還縮短了產(chǎn)品設計的時間,推動了電氣工程的發(fā)展。
四、智能化技術在電氣工程自動化應用中的發(fā)展方向
1、智能化技術在電氣工程自動化應用中的性能發(fā)展方向。智能化技術在電氣工程自動化應用中的性能發(fā)展方向主要包括了其三高特征,即高速度、高精度、高效化,在電氣工程自動化技術中這是其發(fā)展關鍵的部分。我們通常所說的智能化技術主要是指在進行自動化工作時,所采用的智能系統(tǒng)帶有較高的智能化功能,這種功能有效地提高了系統(tǒng)運行效率,從而實現(xiàn)系統(tǒng)的有效改善;另一方面,就是其柔性化。柔性化主要表現(xiàn)在其群控系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)的柔性化。通過采用智能化技術,能夠有效發(fā)揮控制系統(tǒng)的作用,在提高其具體要求的同時,有效監(jiān)控其信息流和物流的動態(tài)變化。
2、智能化技術在電氣工程自動化應用中的功能發(fā)展方向。智能化技術在電氣工程自動化應用中的功能發(fā)展方向主要包括用戶截面圖形化以及科學計算可視化兩個方面。具體來說,使用用戶截面圖形化方便了用戶操作,同時也實現(xiàn)了對三維立體圖形、模擬圖形等動態(tài)圖形的有效追蹤;科學計算的可視化實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)應用的高處理,有效提高了工作效率。
1.1故障診斷
電氣工程設備的工作時間長,難免會發(fā)生故障,由于電氣設施故障的非線性、復雜性及不確定性,一旦發(fā)生故障,往往需要大量的時間排查故障,效率低、準確率低。而智能化技術能夠有效解決這一問題。在故障發(fā)生前,一般儀器會出現(xiàn)一些人們很難發(fā)現(xiàn)的預兆,通過實時監(jiān)測儀器狀態(tài),在出現(xiàn)異常時及時報警并提示故障位置,在故障真正發(fā)生前避免故障,能夠在極大程度上減少維修時間。電氣工程中常常通過分析變壓器中滲漏油分解出來的氣體進行故障診斷,確定故障發(fā)生的范圍,并通過各種手段逐步縮小范圍,從而確定故障位置并提示派遣人員及時檢修。同時,智能化裝置可以記錄故障問題,為以后的故障診斷提供參考,使故障診斷更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能夠在很大程度上實現(xiàn)電氣工程及其自動化的控制過程自動化,實現(xiàn)無人化管理和遠程管理,提高管理的高效性。尤其對于一些高危險、高難度的工作,如高壓控制,智能控制是必不可少的。相對于傳統(tǒng)的控制器,智能控制器的靈活性更好,更易調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的控制器在設置時需要精確考慮控制對象的動態(tài)方程,而實際涉及到的控制環(huán)境往往很復雜,存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問題,因為其在設計時并不涉及控制對象的模型。并且智能化控制器可以根據(jù)對響應數(shù)據(jù)(如魯棒性變化、響應時間、下降時間)的分析隨時調(diào)整系統(tǒng),調(diào)整后智能控制器的性能會大大提高,調(diào)整的過程并不需要專業(yè)人士在場,這樣就減少了大量的人力。以風力發(fā)電廠智能化升壓站系統(tǒng)為例。智能化升壓站系統(tǒng)通過對過程層和間隔層設備升級,將一些模擬量和開關量數(shù)字化,有效運用光纖設備,實現(xiàn)間隔層和過程層的通信。站控層由系統(tǒng)主機、工作站、VQC等設備組成,是全站監(jiān)控、管理、調(diào)度中心。系統(tǒng)通過智能化控制,自動完成信息的采集、測量、控制、保護等功能,相比于傳統(tǒng)的升壓站系統(tǒng)在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3優(yōu)化設計
電氣設備的設計工作相當繁瑣,需要綜合運用成套設備、電路、電機與電氣、電磁場、變壓器等學科的知識,并結合過去的設計經(jīng)驗。傳統(tǒng)的設計方式根據(jù)經(jīng)驗和實驗,手工完成設計,方案的達標率非常低,修改難度大,成本高,產(chǎn)品的開發(fā)周期也很長。應用智能化技術能夠有效提高設計產(chǎn)品的質(zhì)量,縮短開發(fā)周期。智能化技術在這方面的應用主要有專家系統(tǒng)和遺傳算法。其中,專家系統(tǒng)依據(jù)該領域的專家提供的知識經(jīng)驗,建立數(shù)據(jù)庫,在決策前模擬專家決策過程,做出合理決策,該技術比較前沿,目前尚處于研發(fā)階段,尚未得到大量應用。遺傳算法是一種借鑒進化論的隨機化搜索方法,被廣泛運用于信號處理、組合優(yōu)化、自適應控制等領域,在電氣設計產(chǎn)品的優(yōu)化上性能優(yōu)越。
1.4PLC技術
PLC(可編程邏輯控制器)具有高可靠性和抗干擾能力,廣泛應用于自動控制領域。在一些大型的電力企業(yè)的輔助系統(tǒng)中,PLC已經(jīng)代替了一般的繼電控制器。PLC技術使用內(nèi)存,用程序方式存儲控制邏輯,并用半導體電路實現(xiàn)。PLC技術的應用實現(xiàn)了供電系統(tǒng)的自動切換,用軟繼電器取代了實物器件,使供電系統(tǒng)更加安全可靠。并且,它能使用復雜的工作環(huán)境,具有良好的發(fā)揮性能,穩(wěn)定性強。
2.智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用前景
2.1優(yōu)勢分析
智能化技術在電氣工程及其自動化中相比于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)有巨大優(yōu)勢。傳統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)需要建立控制模型,運用數(shù)學方法分析,建立動態(tài)方程,但由于系統(tǒng)的復雜性,在實際應用中往往會出現(xiàn)無法預料的問題,很難達到預期的效果。智能化系統(tǒng)可以從根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技術可以實時監(jiān)控系統(tǒng),通過監(jiān)測響應時間、下降時間等對系統(tǒng)進行實時調(diào)節(jié),使系統(tǒng)性能大大提高。因此,智能化系統(tǒng)比傳統(tǒng)的控制器更能適應實際工作環(huán)境。另外,智能化技術擁有很強的一致性。在輸入不同的數(shù)據(jù)時具有同樣可靠的估計能力,有廣泛的適用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是電氣工程及其自動化的關鍵指標。在電力系統(tǒng)中采用智能高速處理器芯片,同時采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng),能夠改善電力系統(tǒng)的動態(tài)特性和靜態(tài)特性,提高系統(tǒng)的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)這兩個方面。對于群控系系統(tǒng),必須按照生產(chǎn)流程的具體要求設計系統(tǒng),使系統(tǒng)能夠發(fā)揮最大的作用,完成信息流和物料流的動態(tài)調(diào)控。對于數(shù)控系統(tǒng),其強大的可裁剪性和覆蓋面可以滿足客戶的具體要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括設計用戶圖形界面、可視化計算、多媒體技術方面的發(fā)展。目前的操作系統(tǒng)一般都采用圖形界面,具有良好的人機交互性。在智能化系統(tǒng)中采用圖形化界面,通過窗口和菜單實現(xiàn)編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能,能夠降低操作者的門檻,方便非專業(yè)人士操作。通過可視化技術,信息的表達不再是呆板的文字和數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)轉化成圖表,能方便操作者分析數(shù)據(jù),也可以高效地處理和解釋數(shù)據(jù)。同時,采用無圖紙設計、虛擬樣機技術等技術,將可視化和虛擬環(huán)境相結合,能夠更加有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。多媒體技術一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸,如果將多媒體技術應用于智能化系統(tǒng),可以更加綜合化、智能化地處理信息,能帶來很大的經(jīng)濟效益。
2.4體系結構
通過集成化、模塊化、網(wǎng)絡化實現(xiàn)智能化技術在體系結構方面的發(fā)展和完善。可以使用高集成度的處理器、大規(guī)模集成電路FPGA、CPLD等提高軟硬件運行速度。器件的高度集成化能夠提高電路密度,減小器件體積,更加方便安裝和使用。將智能化技術模塊化,各模塊之間通過接口通信,這樣有助于技術的標準化和集成,也可以運用模塊的增減將智能化產(chǎn)品分級別銷售。將智能化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使得人們能夠?qū)ο到y(tǒng)進行遠程監(jiān)控,隨時掌握系統(tǒng)狀況,使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實現(xiàn)在一臺設備上控制其他設備,進行編程等操作。對于較小的電力系統(tǒng),遠程控制能夠節(jié)約電纜的增加數(shù),材料以及安裝費用,并且可靠性高、靈活性強;但是在通訊量大的系統(tǒng)中遠程控制會比較困難。
2存在問題與改進措施
沼氣脫硫工程按照設計的工藝參數(shù)投入運行后,一周內(nèi)就取得了與中試相一致的脫硫效果,沼氣中硫化氫濃度從7000ppm下降到30ppm,去除率達到99%以上。運行半年后,隨著部分設備設施故障、為保障職工健康改變工藝參數(shù)、勞動強度大造成管理困難等原因,脫硫效果逐漸下降。為此,針對運行過程中出現(xiàn)的問題,進行了相應的技術改造,以改進原設計中的不足,保障該工程的高效穩(wěn)定運行。
2.1完善工藝設施
運行過程中,發(fā)現(xiàn)再生池液面曝氣不均,存在“開鍋”現(xiàn)象,停運清池后,發(fā)現(xiàn)曝氣系統(tǒng)管線銹蝕,該管線材質(zhì)為鍍鋅鋼管,受堿液腐蝕嚴重,曝氣管上安裝的曝氣頭已經(jīng)全部脫落。其次,需經(jīng)常對堿液管線上的閥門進行操作,但該管線為PVC材質(zhì),操作過程中存在開裂跑液的現(xiàn)象;部分堿液管位于室外,受日照等影響容易老化;冬季運行過程中,由于設備故障停運時,部分管線凍裂。因此,為了在保證曝氣效果的前提下,減少曝氣系統(tǒng)的維護工作量,重新設計了曝氣系統(tǒng),即將原有倒傘形曝氣器改為穿孔管曝氣方式。并從運行安全和穩(wěn)定考慮,所有管線更換為316不銹鋼材質(zhì)。
2.2改造自控系統(tǒng)
原設計的加藥自控系統(tǒng)根據(jù)堿液池的液位高度自動補加以保證液位恒定,并通過人工定期補加實現(xiàn)堿液池pH滿足工藝要求。由于再生系統(tǒng)通過氣浮池進行溢流,液位高度始終不變,因此不能實現(xiàn)自動補藥功能。人工定期加藥造成工人操作頻繁,而且pH波動較大,超出設計要求。因此,增加了自動定時加藥和pH在線儀表反饋相結合的自動加藥系統(tǒng),保證了pH控制在設定范圍內(nèi),并顯著減少了工人的勞動強度。
2.3優(yōu)化工藝參數(shù)
部分藥劑有一定毒性,安全防護和管理要求較高,對職工健康有潛在風險,并且產(chǎn)生二次污染。因此,停止了該藥劑的投加,但停止投加后,處理效果下降,其主要原因是催化劑的載氧能力減弱,反應效果下降。針對上述情況,停止投加有毒藥劑后,通過增加催化劑投加量,催化劑濃度從5mg/L提高到30mg/L;通過增加蒸汽量,堿液溫度從30℃提高到了40℃;通過增加碳酸鈉投加量,堿液pH從8.2提高到8.8,從而提高催化效果。
2.4改進操作步驟
運行一段時間后,發(fā)現(xiàn)二系列出氣硫化氫濃度接近0,而一系列出氣硫化氫濃度在1500~2000ppm。經(jīng)過設置在脫硫后的沼氣總管道流量計單獨對兩個系列的脫硫塔進行過氣量檢測,發(fā)現(xiàn)一系列的過氣量為總氣量的90%,而二系列僅為20%左右,可見二系列脫硫塔有堵塞情況。經(jīng)分析,氣浮機故障,造成氣浮效果較差、堿液中含硫泥量大是脫硫塔堵塞的主要原因。根據(jù)脫硫系統(tǒng)設計,在氣浮池內(nèi)硫泥經(jīng)氣浮機氣浮后,在氣浮池液體表面形成硫泡沫,然后利用刮沫機將硫泡沫刮入脫硫系統(tǒng)儲泥池,通過排泥泵將硫泥排到脫水儲泥池,與污泥混合后脫水外運。但是氣浮機設備腐蝕嚴重,經(jīng)常發(fā)生故障,造成脫泥不及時。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn),硫單質(zhì)具有一定的沉降性能,在無氣浮機氣浮的情況下易沉淀于氣浮池底部。因此,將氣浮排泥改為沉淀排泥。具體改造方案如下:①在兩側池組的泄空管到中間部位安裝閘板閥門,將兩側池組的泄空管道分為兩部分;②將東西兩側氣浮池的泄空管線分別與東西兩臺排泥泵的進泥管道相連。使兩側的排泥泵,分別負責兩側氣浮池的下排泥;③更改排泥泵的自動運行程序,將自控改為可設定排泥次數(shù)與單次排泥時間的方式。
3實施效果
通過上述改造后,設施正常運行,工人勞動強度明顯下降,職工健康和環(huán)境安全得到保障,處理效果穩(wěn)定,及時解決并完善了應用過程中出現(xiàn)的問題,促進技術成果的快速轉化。