高职院煤化学试验教学的探索与实践

摘要:煤化学试验作为煤化工专业中的一门重要的专业实践性课程,如何把学生真正培养成为符合现代煤化工发展要求的高级技术人才。本文从煤化学试验教学方法、教学模式,学生独立操控能力、创新能力和科研能力、计算机应用能力、综合能力的培养等方面进行了一些探索和实践。

关键词:煤化学试验;教学模式;能力;培养

中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)03-0028-02

随着煤化工技术工艺的不断进步和成熟,发展煤化工产业愈来愈受到国家和业界的高度重视,煤化工人才紧缺的矛盾日趋突出。现许多高职院都开办了煤化工专业,煤化学试验作为煤化工专业中的一门重要的专业实践性课程,试验教学的目的是使学生掌握煤质化验方法和操作技能,能进行煤质评价,为煤炭加工利用提供科学依据,培养学生严谨求实的科学作风、独立操控能力、创新能力、科研能力、计算机应用能力以及解决实际问题的综合能力,以满足从业需要。我们针对本课程的特点,对教学方法进行了探索,经过实践,取得了较好的教学效果。

一、通过认识实习,加强从业认识和职业道德教育

为培养学生严谨求实的科学作风,我校对煤化工专业的大一学生,在上学期末安排他们到煤炭企业的质检中心(或化验室)进行三至五天的认识实习。先让企业质检中心的专业技术人员对学生讲解质检中心在企业的地位和作用、化验员的基本素质要求,再让学生从煤炭的采集、制样、化验全过程跟班一遍,加强他们的感性认识。

通过实习,使学生认识到质检中心是一个专业性强涉及面广的技术部门,它为企业每天的正常生产、产品销售、质量控制和生产技术管理提供真实可靠的技术数据,能有效地监控煤炭质量不致发生差错而造成损失,同时也能有效防止欺诈行为,是企业产品质量的监督把关者。它要求煤质化验人员必须严格执行国家标准,既要有严谨求实的科学作风,又要有熟练的操作技能,才能提供真实可靠的技术数据。然后在认识实习报告中附加一条:今后的试验我该怎样做?实践证明,这样的方式,对培养学生试验中严谨求实的科学作风是行之有效的。

二、完善试验条件,加强实践性教学

为提高工作效率,现企业已广泛使用各种先进的自动化煤质分析仪器。高职教育的特色在于突出专业的实践性和应用性,使学生较好地掌握本专业的应用技能,具有较强的动手能力,能迅速适应实际工作需要。为此,我校与时俱进,购置了数台自动量热仪、自动测硫仪、全自动工业分析仪、智能马弗炉、微波水分测定仪等较先进的煤质分析仪器,不断完善试验条件满足实践教学的需要。同时对煤化学教学大纲的内容进行了调整,适当压缩了理论课学时,增加了试验课学时,煤化学理论课和试验课学时比由原来的3:2改为1:1,理论和试验教学各48学时,并且把试验课从煤化学中分离出来独立开课,以加强实践性教学。

三、试验内容模块化,培养学生的应用技能

煤化学试验课程的主要内容是煤炭的采样、制样、煤质分析化验方法,且试验规范性很强。为保证化验结果准确可靠,试验方法必须严格按照国家标准进行。学习本课程的目的是能进行煤质评价,为煤炭加工利用提供科学依据。为提高教学效果,我们依据最新国家标准编制试验指导书,对试验内容进行优化重组,把有内在联系或所用设备相同的几个试验合并起来形成一个模块即进行模块化设计,把试验设计为四大模块(见表1),每个模块内设置若干个试验项目,形成一个教学意图明显,内容丰富,可供煤化工不同专业结合实际在四个模块中选作试验项目而完成教学要求,使试验教学更具有系统性和针对性而方便教学。

表1煤化学试验模块设置表

通过上表四个模块试验,可使学生全面掌握煤质化验方法和操作技能,突出了应用技能的培养。

四、放手学生试验,培养学生的独立操控能力

针对试验项目多,课时有限,有的试验耗时长,课内根本无法完成,且仪器价格贵、设备装配有限,不可能人手一套,加之学生基础不一,基础好学生在计划学时内已能较好完成试验而需拓展试验能力进行设计性试验或研究型试验,基础差的学生在计划学时内对试验过程的某步操作掌握不够或试验结果不合理或试验失败而需重新试验。在实验室运行模式上,我们因材施教,积极探索行之有效的计划学时外开放实验教学模式,最大限度地开发实验室的空间和资源,提高仪器设备利用率和配套能力。这样既能满足优生优培,又能满足不同层次学生的学习要求。

开放实验室,放手学生试验的一个重要环节是“预习”,要求学生利用课外时间,根据试验内容和试验指导书,写出试验提纲,做到对试验心中有数,提纲交给指导教师审核合格后,发给实验室“准入证”,凭“准入证”方能进入实验室,让学生独立完成从煤样采集(由于条件的限制,我们采用的方法是“模拟采样”,即准备一堆废样,学生只练习采样的方法和过程,所采集的煤样并不用于制样)、煤样制备、试验准备(包括试剂配制、仪器装配和调试)、试验操作、结果报出的全过程,若试验中遇到自己解决不了的问题,再与指导教师共同讨论完成试验。通过对工业分析与检验(煤化工方向)081班采用这样的教学模式,培养了学生独立操控的能力。遇到企业送来煤样,我们分成两份,一份学生做,一份教师做,最后两份结果作对比,误差完全符合国标的要求,实践证明,对培养学生的独立操控能力是行之有效。

五、充分发挥教师的主导作用,培养学生的

创新能力和科研能力

传统的煤化学试验教学模式是以教师为核心来组织教学活动的,即从煤样的采制、试剂的配制到仪器的装配均由教师完成,试验前教师详细讲解并作示范,学生按步就班完成试验,教师根据实验报告评定成绩。这种教学模式易于组织,也能培养学生的基本试验技能,但学生仅为完成试验任务而做试验,不利于学生创新能力和科研能力的培养。因此,试验教学应改变传统的教学模式,突出教师的主导作用,我们也进行了有益的探索。

在煤化学试验的教学中,教师一定要善于结合试验内容,适时设问,激发学生思维,引导学生进行科学探究,交给学生写论文的的方法,培养学生的创新能力和科研能力。如,在库仑法测定煤中全硫的教学中, 国标规定在煤样上铺一层三氧化钨,适时设问:三氧化钨的作用是什么?能回收再利用吗?若能回收利用,请设计出试验方案,并验证其可行性。学生课后通过查阅资料、分组讨论、归纳总结,得出三氧化钨是酸性氧化物,能溶于碱生成钨酸盐,再用强酸处理其盐生成钨酸,钨酸受热易分解为三氧化钨和水,理论上是可行的。然后设计试验方案、试验、再以回收的三氧化钨为催化剂用标煤做验证试验、最后得出结论、撰写小论文。类似问题在煤化学试验中很多,关键在于教师是否抓住时机适时设问,激发学生思维,布置作业,就能让学生学会进行科学探究的一般方法,培养学生的创新能力和科研能力。

六、严格要求,培养学生的计算机应用能力

随着计算机应用日益广泛,Excel电子表格处理软件是一种数据处理系统和报表制作工具,只要将数据输入到按规律排列的单元格内,便可利用多种公式或函数进行算术和逻辑运算,分析汇总各单元格中的数据信息,并且可以把相关数据用统计图表的形式表示出来。如何结合煤化学试验教学实际,培养学生的计算机应用能力,我们做了有益的尝试。

煤炭分析化验与煤样状态有关,煤质化验结果常以煤的不同状态(基)报出,计算比较复杂,稍不注意,即可能出现差错,因而煤化学试验教学一开始就要求学生保证每一步骤的原始记录的完整清晰,绝不允许随意涂改原始记录,试验数据的记录和化验结果要求学生全部以Excel电子表格形式报出,涉及计算,绝不允许用计算器或手算出结果输入表格,必须使用Excel电子表格中的公式或函数功能,煤质分析的测定结果的报出应按数字修约规则进行。这样的训练,既避免了计算出错,又便于汇总统计分析,即使今后学生走向工作岗位,也受益匪浅。

七、试验结果对比分析与研讨,培养学生的综合能力

完成模块试验后,学生将试验结果(Excel电子表格)通过邮件方式发给教师进行汇总,组织学生研讨,对试验结果进行对比分析,再现性临界差不符合国标要求的,根据试验报告找出原因,总结注意事项,重做试验熟悉操作直至得到最佳试验结果;重复限性和再现性临界差符合国标要求的,让学生了解各项煤质指标间的内在联系和相互关系,利用不同指标间的内在关系,学会对煤质分析明显错误数据的判断,如空气干燥基水分Mad测值比全水分Mt或收到基水分Mar还高,则两者中必有一个是错误结果,需找出原因予以更正,以免报出的结果出错而给用煤单位造成不应有的损失;最后再依据各项煤质指标确定煤的牌号和分析其工业用途。通过这样的方式,有效地培养了学生分析问题和解决实际问题的综合能力。

八、结语

通过对煤化学试验教学的改革与探索活动,我们深感建立有特色的煤化学试验教学模式,开设高质量、高水平的试验课,已成为高职教育具有挑战性的课题。我们将不断努力,在今后的教学实践中不断探索、改革,进一步提高教学质量,把学生真正培养成为符合现代煤化工发展要求的高级技术人才。

参考文献

[1]杨金和,陈文敏,段云龙.煤炭化验手册[M].北京:煤炭工业出版社,2004.

[2]朱银惠.煤化学[M].北京:化学工业出版社,2006.

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