基于工作过程的化工设备机械基础课程学习情境设计
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摘 要：化工设备机械基础课程是化工类专业的核心技术课程之一，目前教学中存在着诸多问题。创设基于工作过程的学习情境，有效设计该课程的教学内容、教学载体、教学方式，提升学生职业能力，是解决问题的一种实践选择。
一、问题的提出
化工设备机械基础课程是化工类专业的核心技术课程之一，也是一门与生产密切相关的工学结合课程。但在课程的教学实践中，存在着诸多的问题，如学科体系编排的课程内容、课堂教学脱离生产实践的教学模式，重视知识记忆而忽视过程的评价方式，这些问题的存在偏离了本门课程的学习目标，也偏离了职业教育的培养目标。因此，必须对课程进行工作过程导向的重新构建，而工作过程导向的学习领域课程开发的重点就是学习情境设计，以设计出用于教学的职业活动情境。通过创设基于工作过程的学习情境，有效设计该课程的教学内容、教学载体、教学方式，从而提高学生职业能力，为学生的就业奠定坚实基础。
二、基于学科导向与基于工作导向的学习情境的比较
基于学科导向的课程，以学科逻辑为主线构架知识体系，以掌握学科知识为目的，其内容以学科知识点为主线，情境是传授式的课堂教学，教学方式以陈述说理为主，多以知识点的记忆或理解程度的书面考核作为评价。
基于工作过程的课程，以工作要求为主线构建学习情境，目的是掌握工作过程中必需的理论知识与实践技能，其内容以工作流程为框架，情境是理实一体的实践教学，评价主要考核必需知识与实践技能的掌握程度。
三、化工设备机械基础课程的学习情境设计
1.调研工作岗位，定位课程培养目标
化工设备机械基础课程主要培养学生具备基本的化工设备操作、维护和管理的专业能力，同时养成“科学操作、安全管理”的职业素养，为今后工作打下扎实的专业基础。
通过与合作企业共同探讨，以及对往届生就业的跟踪调查，学校医药化工类专业的主要就业岗位群定位为从事化学品生产领域的生产操作和化学分析岗位，生产操作岗位主要工种为化工总控工、有机合成工等。在化工生产岗位职责中，任何一项典型工作任务的完成都离不开化工设备和机械的操作、维护和管理。通过对本课程的学习，应达到以下课程目标。
（1）专业能力目标――能够正确认识工艺流程中常用设备的结构和功能，能够掌握化工设备的操作步骤和维护常识，能够具备化工设备管理的相关知识，能够查阅和应用相关技术资料，能够运用所学知识解决一些实际问题，以适应将来的工作岗位。
（2）方法能力目标――使学生具有一定的工程分析能力、运用知识的能力、分析解决问题的能力、信息处理能力、自我管理与发展能力。
（3）社会能力目标――使学生初步形成认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，养成良好的职业素养。
2.分析职业能力，明确学习情境目标
课程必须与职业建立紧密的关系，才能满足企业对人才的要求。因此，课程要依据所面向的职业标准和能力要求进行开发和设计，把职业标准和能力要求转化成课程目标。学习领域是经职业工作过程分析，由职业行动体系中的职业“行动领域”导出的，致力于开发学生的职业行动能力。学习情境作为学习领域的具体化，应紧密围绕学习领域课程的学习目标、内容及总学时，进行具体化的分解和设计，进而形成每一个学习情境的明确的能力目标、内容要求和学时限制。学习情境的目标要以职业行动能力来描述，以职业能力分析为基础，面向整个工作过程，把职业需要的技能、知识、素质有机地整合到一起。
化工设备机械基础课程的功能是培养学生能够正确地使用化工设备进行操作，并且能进行安全维护、管理以及质量监控等，适应化工行业的发展的能力。根据职业岗位能力分析所确定的学习情境目标内容如下。
职业岗位：有机合成工、无机反应工、化工总控工。
职业能力：能认识常用化工设备的结构和功能，对设备进行操作和日常维护，能进行生产自动控制操作，对设备进行简单的故障分析及管理，具有一定的机械设备操作安全常识。
学习情境目标：能识读化工工艺流程图，能操作典型化工设备和机器，能根据工艺条件合理选用设备，能对常用化工设备进行日常维护，能进行简单故障分析和管理，能进行设备运行质量监控，能严格执行相关标准、工作程序与规范以及安全操作规程，有环保、安全、质量意识。
3.遵循认知顺序，重构课程学习内容
（1）基于学科导向的课程内容是以知识传授为目标，按照学科知识本身的内部逻辑结构展开的，体现的是以 “教”为中心的平行体系。在内容排序上，虽然在一定程度上考虑了学习者认知的心理顺序，但是知识排序的方式与学习者知识习得的方式是分割的、不一致的。基于工作过程的课程内容是以培养能力为目标，按工作过程的不同任务的相关性来实现知识和实践技能的整合的“串行”体系，体现的是以学生的“学”为中心。在内容排序上，依据行动顺序的每一个工作过程环节来传授相关的课程内容，使学生把循序渐进学习课程的过程，变成符合或接近企业工作过程的过程。
（2）基于工作导向重构课程学习内容，需要对教学内容进行选择和序化。我们使用任务调查法，通过对学生、一线工人、技术专家、行业专家几个层面的调查，结合相关的国家标准及学校的教学条件，在确定典型工作任务的基础上，确定工作任务中涉及的实践知识和理论知识，以及工作过程的排序，见表1。
表1 课程教学内容和排序的比较表
原有的课程内容和排序 基于工作过程的重构
第一章 化工设备基础知识 学习情境1：识读化工工艺流程图
第二章 化工设备结构（换热器、塔设备、反应釜、加热炉等） 学习情境2：化工设备操作
（换热器操作、精馏塔操作、反应釜操作等）
第三章 机械传动基础及运转设备 学习情境3：化工机器操作
（干燥器、离心机、泵等操作）
第四章 化工设备维护、维修与管理 学习情境4：流体输送
第五章 化工设备材料 学习情境5：化工设备安全
4.选择任务载体，创设工作学习情境
每个专业面向的是不同的岗位，每个学习领域内容又比较复杂，就需要承载学习领域的物质形体，也就是创设学习情境的载体。化工设备机械基础课程依据企业典型工艺流程及其工作过程，对教学内容进行整合序化，并转化为与职业岗位相适应的课程学习情境。学习情境既涵盖传统课程体系的知识点，又使学生在 “工作情境”下进行学习，以完成典型工作任务全过程为目标，以具体实际工艺为载体，教、学、做相结合，理论与实践一体化，实现由工作过程向教学过程的转化。本课程学习情境划分见表2。
表2 学习情境划分表
工作过程 学习情境 子情境 教学载体
认识设备 识读化工工艺
流程图 工艺识图 阿司匹林工艺流程
规范操作
简单维护
质量监控 化工设备操作 换热器
操作 乙苯气-反应混合气换热工艺
精馏塔
操作 酒精回收蒸馏工艺
反应釜
操作 合成氨工艺
蒸发设备 浓缩果汁工艺
结晶设备
操作 制盐工艺
化工机器操作 干燥器
操作 奶粉干燥工艺
离心机
操作 结晶砂糖分离工艺
泵、阀门操作 流体输送过程
事故预防 化工设备安全 化工设备防护 化工事故案例
5.理实一体教学，突出学生学习主体
基于工作过程的学习情境设计，目的就是培养学生的综合职业能力。传统的课堂教学很难将理论和实践紧密结合，理实一体的教学才能突出学生学习主体，有效地落实“做中学”，“学中做”的教学理念。为了使教学活动能够逐步有序展开并推进，化工设备机械基础课程的实施过程是理实一体的。教学实施主要是在模拟企业真实职业场景的校内化工仿真实训室和实训车间中进行。在教学活动中，首先通过视频、实物、仿真软件让学生获得与教学相关的工作环境感性认识，激发学生的学习兴趣，进而获得与工作岗位和工作过程相关的专业知识和技能。各学习情境的教学过程，真正体现学生作为学习主体的地位。学生带着任务和问题有目的地去学习，查阅相关资料，听取教师的理论讲解，与教师在进行交流的过程中获取资讯，在教师的帮助下进行决策。在计划、实施的过程中，教师给予学生适当的辅导，最后教师参与学生工作成果的检查与评估。学生在教学过程中，始终处于主体地位，通过真实的工作成果激发学生的学习积极性，改善教学效果。
下面以精馏塔操作学习情境为例。
学习子情境：精馏塔操作，学时：10课时。
学习目标：熟悉塔设备的结构、功能和使用原理；理解各类塔设备的工作特点和适用场合；掌握塔设备操作规程及DCS质量监控；初步进行简单故障分析和安全事故
分析。
教学任务：通过教师引导、学生自学、讨论等方式理解塔设备的结构和工作原理；理解各类塔设备的结构特点和使用特点；能根据工艺条件，合理选用塔设备；利用仿真软件，掌握塔设备操作规程及DCS质量监控。
步骤：
（1）资讯――了解酒精回收蒸馏工艺，熟悉精馏塔结构，掌握工作原理。
（2）决策――分析精馏塔工作时的工艺条件，理解精馏塔的操作规程，并对相关故障和安全案例进行分析。
（3）计划――讨论操作规程，事故案例分析。
（4）实施――每组设置不同工艺参数，进行仿真操作，实训操作，并对工作过程进行质量监控。
（5）检查――实训过程反馈和控制。
（6）评价――根据学生的实训情况、学习态度、参与程度，对学生进行评价，教师进行总结和指导。
在职业教育过程中，只有严格按照基于工作导向学习情境创设的标准，才能更好地实施基于工作导向的课程改革，使学生在学习情境下，能够对工作过程有一个完整而深刻的体验，从而培养学生的职业技能，形成终身受益的职业素养，完成知识能力的建构与迁移。
参考文献：
[1]严中华.职业教育课程开发与实施[M].北京：清华大学出版社，2009.
[2]谢暴，杜兰萍，刘艳华.校企合作模式下基于工作过程的学习情境设计[J].职业技术教育，2011（2）.
（作者单位：浙江省台州技工学校）