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在职业教育不断发展的今天,职业学校越来越意识到传统教学方法已经无法适应社会、技术和生产发展的要求,于是近年来引入很多新的教学方法,项目教学法就是根据职业学校培养学生的特殊性而引入的一种新教学方法。
项目教学法是一种典型的以学生为中心的教授方法,符合职业教育注重培养学生动手能力的特点。
一、项目教学法的涵义
项目教学法作为一种教和学的模式,在具体的操作过程中,实践客体是紧密联系实际的工程项目,教师首先对某一项目进行示范分解,然后让学生分小组探讨,充分发挥合作学习的优势,对工程项目进行实践,最后以共同完成项目的质量和数量为标准对学生进行评价,验证其是否达到学习目的。从认识思维的角度出发,项目教学法亦是任务驱动的学习方式,是一种以具体实践任务为中心,构建问题空间,寻求实现问题解决目标的算子和操作过程,是一种思维分析和综合的符合过程。因此,有研究者认为,项目教学法突破了传统意义上的学习模式,融合探究学习、任务驱动学习与个案研究性学习等特征,关注不同学科间概念和原则的融通性,注重在有实践意义的综合任务完成的过程中,调动学习者的积极性,更自主地对已学知识进行综合建构。
二、职教教育中实施项目教学法的必要性
我国传统职业教育模式的教学方法是以教师为中心,围绕教材和课堂向学生系统地教授文化基础知识和专业基础知识。这一教学方法注重理论与考核结果,忽视对学生创新能力和探究能力的培养。用这种方式培养学生,虽然能学到丰富的理论知识,但在学习过程中学生往往体验不到学习和探索的乐趣,在一定程度上挫伤学生的积极性、主动性和创造性。
项目教学法与传统的教学方法有着明显的区别,其突出的特征是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了以往“教学讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。其核心是基于项目活动的探索性学习,由师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,不再把教师掌握的知识技能传递给学生作为教学活动,不再把教师掌握的知识技能传递给学生作为教学目标,而是在教师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价都由学生自己负责。学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。
化工管路拆装实训是职业学校化学工艺专业的专业实训项目,涉及化工原理、化学工作、化工仪表、化工设备等多门化工专业核心理论课程。进行化工管路拆装实训,学生可以对化工识图、化工机械基础、化工单元操作、电工学等理论课程进行实践和升华。将课本理论知识转变成化工企业实际的操作技能,以此帮助学生加深对所学理论知识的理解和对化工操作技能的掌握。
在传统教学中,教师采用以下教授方式:先讲授化工管路拆装所涉及的相关知识点,然后介绍工具及其使用须知,并将整套未拆装的管路对学生进行展示,而后教师在学生配合下将管路进行拆除。同时,教师边拆除边进行讲解,对拆除过程中所涉及的注意事项一一加以说明。拆除后,教师又将化工管路按照事先分发给学生的装配图进行装配演示,最后才允许学生自己动手拆装。
项目教学法以任务为驱动,在老师的指导下,学生主动分析并获取相关知识,将分析结果进行对比,得出最优的方案进行拆装,同时进行自我评价。学生学习的重点在学习过程而非学习结果,学生在这个过程中不仅获得知识,更培养多种技能和职业能力。教师不再占据教学的主导地位,而只是学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。
四、项目教学法在化工管路拆装实训中应用的注意事项
1.教师应注意在指导过程中所担任的角色。由于受传统教学的影响,教师在应用项目教学法过程中往往不经意之间就回到传统授课方法中。教师一定要时刻注意在教学中所担任的角色,不可“过量”指导,“过量”指导无异于“满堂灌”。教师应该充当知识的引领者,告诉学生哪里可以获取知识,而不是成为知识的“灌输着”。只有引领得当,才能充分调动学生学习的积极性和主动性。
2.教师应注意在项目实施的过程中多鼓励学生、尊重学生。由于学生水平有限,特别是职业学校的学生,在项目设计和实施过程中总是存在这样那样的问题,甚至出错。处于这个年龄段的学生自尊心都特别强,教师应该多鼓励,并尊重学生的行为及想法,不可贸然地批评指责。
五、项目教学法与职业学校实训中的应用与反思
1.拘泥于项目教学法的外在结构与表象,综合运用能力需提升。项目教学法中学生是实训过程的主体,教师是实训过程的引领者与协助者,在“资讯-计划-决策-实施-评估”这一完整的“行动”过程序列中,学生应独立地获取相关信息、制订计划、合理实施计划和科学评估计划,学会在自己“动手”的实践中掌握相关的职业技能、习得相关的专业知识,从而构建自己的经验和知识体系。
2.项目教学法教师创新意识贫乏,需运用相关机制激发师资创新精神。项目教学法对实训指导教师的素养和能力提出一些新的标准和要求,包括对现有实训计划的综合分析、对相关人员基本条件的结构性分析及相关企业特征的整体分析等。当下的项目教学教学创新意识相对贫乏,还需要运用培训机制,示范创新典型,激发师资的创新精神。
3.教师要重视评价总结。教师的评价总结是项目教学法的重要环节,学生的设计会存在各式各样的问题,教师在评价中要指出问题所在及解决方法,比较各组的特点,引导学生学习他人的长处以改进自己的设计,在评价中提高学生的各种能力。
六、结语
项目教学法作为新的教学方法进入实训课堂,是一种教育尝试,尤其在化工管路拆装实训教学中,充分调动学生参与学习的积极性和主动性,强调学生综合素质的提升,所以在实训中引入项目教学法非常必要。
参考文献:
1.2考核方式不合理传统的化工原理实验成绩主要是根据实验报告来评定的。这种的考核方法欠科学,往往导致学生普遍认为只要实验报告字迹工整,书写规范、实验结果好、页数多,就能得高分,有些同学甚至整个实验过程无所事事,只抄个实验报告,就可以蒙混过关。因此,这样的考核方式存在很大的弊端,不仅不能客观公正公平地评价学生的成绩,而且在一定程度上还打击了学习认真的学生的学习积极性,势必会使学生产生一种做与不做一个样的“大锅饭”思想,甚至有的学生会把实验课看成是一种负担。
1.3师资力量不足有的化工原理实验中每位指导教师掌握8~10种装置的操作,因受实验装置数量的限制,每个实验时间周期长,导致指导教师工作量大。另一方面,目前实验指导教师都是青年教师,没有实际工程经验或化工类企业工作经历,每台装置在实验过程出现的问题,缺乏解决能力。
2.对策
2.1制定切实可行的实验教学大纲教学大纲是一门课程重要的教学指导性文件,它规定了本学科的教学目的、要求、任务、教学内容、教学进度和教学法的基本要求(杨雄,2008)。教学大纲是教师进行教学的依据,教师在组织和实施教学活动中必须强制执行,它对保证教学质量有着重要的作用。因此,编制教学大纲具有重要的现实意义。教学大纲由化工教研室组织力量编写,先查阅国家有关规定及国家化工专业教育指导委员会的相关文件,到化工及相关企业做些调研,倾听企业技术人员关于化工原理实验教学等方面的意见,并结合本校实际,组织专家进行论证,制定切实可行的实验教学大纲。依据教学大纲,编写化工原理实验讲义并在化工类学生中进行试用,根据教学反馈情况,对该教学大纲进行了调整修订,制定出适合我院化工专业特点、适应学科发展需要的《化工原理实验》课程教学大纲。
2.2加强实验室硬件建设实验室硬件建设工作作为实验室建设中的一项主要工作。俗语说:“巧妇难做无米之炊”,实验室硬件建设是保证实验教学改革顺利进行的必要条件。因此,要把实验室硬件建设好、管理好、使用好、护维好。根据学院的不同实际,应从以下几方面加强化工原理实验室建设:(1)加大资金的投入,采购管路与设备拆装实训实验装置和配套分析检测仪器;(2)结合当地实际情况,采购相关的设备,提高开设实验的针对性,更好地服务地方经济的发展;(3)注重实验装置的维护工作,延长装置使用年限,提高装置的利用率;(4)推进开放实验室建设充分发挥实验室的潜力和功能。总之,应多角度、全方位的推进实验室建设,努力办出水平和特色,使实验教学科研条件得到根本的改善。
2.3优化与整合实验内容教学目标引领教学内容,教学内容的选择要紧紧围绕教学目标而定。化工原理实验要特别注重对学生工程观念培养、分析和解决实际问题能力的培养与处理工程问题的基本方法能力的培养。针对化工原理实验教学中存在教学内容不合理的现象,可以结合化工单元操作基本理论和工程特点,精选经典验证性实验,开设管路、设备拆装实训实验,有利学生了解设备的内部结构,提高学生的动手能力;适当增加综合性、设计性和创新性实验内容的比例,优先考虑开设实验内容贴近实际生产、生活和社会热点。同时,为避免实验内容重复,必须结合化工专业实验进行内容整合,实现教学内容一体化。这样,不仅有利于提高学生的动手能力、综合能力和独立创新能力,而且也有利于激发学生学习兴趣和实际能力。
2.4提高学生实验数据处理能力实验数据处理是化工原理实验教学中的一个重要内容,特别是实验数据处理软件被引入到化工原理实验教学实践中,这对于强化实验教学效果,据有独到的作用。(严军,2010)。针对化工原理实验教学中,学生普遍存在实验数据处理能力较差的特点,可以采取以下措施:(1)安排课时给学生讲授相关的数学知识,比如实验数据处理方法(列表法、图示法和图解法)、实验数据误差分析、最小二乘法、试差法等;(2)要特别注意计算公式的使用范围及条件;(3)要求学生记住一些经常遇到的工程数据范围即“数量概念”,比如水及类似液体在管路中的流速范围一般为1~3,做到心中有数,避免出现虚假的“准确”;(4)开设如Excel、Origin、Matlab等数据处理及作图软件课程。采用计算机软件处理实验数据及作图,一是可以减少人为误差、提高工作效率,二是可以有效地锻炼学生计算机应用能力和培养科学研究能力。
2.5改进教学方法良好的教学方法是提高教学质量、实现教学目的的有效保障。目前大多数实验教学都是被动式接受教学,学生按照实验指导书上的实验步骤进行操作,无法调动学生的积极性和创造性。而启发式、讨论式教学法就是善于引导启迪(魏辅良,1986)学生,通过与学生的有效互动,引导学生对实验的目的和意义、基本操作、注意事项、化工单元操作理论知识等问题进行思考和讨论,让学生带着问题去探求、理解和总结,设计实验方案,并在讨论的过程中不断总结,逐步提高学生的分析问题、解决问题的能力和培养团队协作精神(周立亚等,2012)。积极实施开放式实验教学,充分利用网络平台;通过自行开发实验教学软件,将实验基本操作,泵、风机、常用仪表使用操作、实验室安全基本知识、教学录像、动画、视频课件等资料放在化学化工系的中心网页上,建设网络课堂,使学习不受场地、空间和时间的限制。在实验教学实践中,综合利用各种教学方法,有效地激发学生的学习兴趣,时常鼓励学生勤于动手、勇于动手,引导学生勤于思考,善于发现问题,只有这样才能取的良好的教学效果。
2.6改革考核方式与理论课的考核相比,化工原理实验课的考核有其特殊性,应侧重于考察学生的实验技能、实验过程中的态度与表现、数据处理及作图能力、发现问题、分析问题和解决问题的能力(修乃云,2010)。实验课总成绩应由平时成绩(70%)和考试成绩(30%)两部分组成。平时成绩包括出勤情况(10%)、实验预习情况(20%)、实验过程(20%)和实验报告(20%),其中实验预习情况主要是考察学生通过预习后对实验内容的熟悉程度、能否提出问题、提出问题的数量和质量如何;实验过程主要是考察学生实验过程的操作能力、观察能力、发现问题和解决问题的能力,以及与实验指导教师的互动水平;实验报告主要是考察学生对实验数据处理及作图的能力,以及对实验结果的分析与讨论能力;实验考试采用现场临时抽选以前做过的实验项目,主要考察学生的掌握实验相关的理论及实际操作的熟练程度。对学生成绩的评定,要注重过程、贯穿始终、及时记录学生在实验过程中综合表现,客观、公正、合理评定学生成绩。充分调动学生的学习兴趣和积极性,培养其科学严谨、实事求是的科学态度。
2.7加强实验教师队伍建设作为一门实验课程,不仅要有一系列性能优良的实验装置,同时还需要有知识层次高、结构合理、学术思想活跃、富有创新能力和爱岗敬业的教师队伍。加强实验教师队伍建设,特别是加强对青年教师的培养,坚持自主培养与引进青年教师相结合的原则,是教师队伍建设的有效途径(胡兵,2010)。针对前面提到的情况,可以采取以下措施:(1)配备实验员,减轻指导教师的工作量,充分调动教师工作的积极性和主动性;(2)设立化工原理实验教研室,定期开展教研活动,指定每位教师负责2~3台实验装置,由2~3教师共同指导实验教学,充分发挥团队的力量;(3)建立良好院企合作关系,选派青年教师到化工类企业锻炼1~2年或引进硕士以上学历,且具有工程实践经验的双师型教师;(4)选派青年教师到知名设备供应商参观学习,详细地了解设备结构、功能及使用;(5)选派青年教师到相关高校调研、进修学习,资助青年教师参加国家教指委组织的教学研讨会,鼓励青年教师参加授课竞赛、优质课件、微课评比等活动。教师通过教研活动、科研实践、学术交流、不断更新教学观念、改革教学方法和手段,提高自身业务素质。
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)03-0157-03
“岗位技能递进”
人才培养模式的内涵
人才培养模式就是在正确教育方针的指引下,为实现人才培养目标而采取的人才培养方式。“岗位技能递进”是指专业教育与生产岗位相结合。一方面,它是教育与生产岗位相结合,即知识和技术相结合,强调过程的结合;另一方面,它是教育与生产岗位相结合的形式,即生产企业与高职院校合作,强调对象的结合。
“岗位技能递进”人才培养模式实施的前提是学院与企业有多层次、全方位合作的基础,共同就专业建设、课程体系、师资建设、实训条件等方面不断进行调整和优化,依托企业实训资源优势,把以课堂教学为主的传统教育和直接获取实际经验的校外工作有机结合,贯穿于学生的培养过程中。
辽宁石化职业技术学院是首批“国家示范性高等职业院校建设计划”骨干高职院校立项建设单位,是辽宁省第一所校企合作办学的高职院校。学院的举办方之一――锦州石化公司投入5000万元建设具有高职教学和企业职工培训双重职能的生产性实训基地,为石油化工生产技术专业开展“岗位技能递进”人才培养模式改革提供了教学条件。通过广泛的岗位调研和工程技术人员论证,辽宁石化职业技术学院依托锦州石化公司,确定专业培养目标和毕业生就业岗位,综合知识、技能和素质方面的实际需要,将培养目标分解成基本能力、专项能力、综合能力等子目标,“岗位技能递进”的人才培养模式内涵如下。
第一学年:认识岗位与基础理论教学,培养学生适应岗位的基本能力。通过入学教育、企业参观、岗位认识实习,使学生了解专业概况,对日后所从事工作的性质有一个初步的了解,逐步培养学生对工作岗位的热爱,强化学生的事业心和责任感;安排思想道德修养、基础化学理论、化工识图、职业道德、计算机操作、英语等基础课程;实施项目案例教学,使学生获得燃料油生产工(高级)国家职业标准要求的基本知识,为学生掌握石油化工生产专业技能及可持续发展奠定良好的基础。
第二学年:以岗位仿真和“教学做”一体化课程为载体,培养学生适应岗位的专业能力。由企业的技术人员与校内的专任教师共同授课,实施校企双主体育人。以实际工作任务为载体,以石化企业生产手册及燃料油生产工(高级)国家职业标准为技术要求,工学交替,在体现石化企业工作情境、真实生产流程的化工单元操作实训室、苯乙烯仿真工厂和油品质量分析实训室教学,使学生熟练掌握典型单元设备操作、DCS仿真开停车等技能;并强化化工单元操作技术、反应与分离技术、石油产品分析技术等专业理论,获得燃料油生产工(高级)职业资格证书。在生产实习过程中,学生以企业学徒工的身份进行跟班训练,体验企业的生产组织方式和企业岗位要求,强化专业技能和职业素质培养。
第三学年:通过顶岗实习,体验企业文化,培养学生的综合职业能力。开设《燃料油生产技术》、《有机化工生产技术》、《典型化工操作技能训练》、《顶岗实习》等课程,教学环境为石化生产真实装置,使学生在生产性工作岗位上熟悉石化企业生产管理制度,掌握常减压、催化、重整、加氢等典型生产流程、工艺设备,体验企业文化,技能得到进一步锻炼,最终实现“零距离”上岗。
通过以上岗位认识与基础理论教学岗位仿真与“教学做”一体化课程顶岗实习的“岗位技能递进”人才培养模式,始终与行业企业合作,通过课堂教学、DCS仿真和校内产学研基地单元设备训练、校外顶岗实习有机结合,实行“教学做”一体化,培训与考证融合;完成学生从“岗位基本能力形成岗位专项技能训练岗位综合能力提升”的递进。
“岗位技能递进”
人才培养模式的主要特征
理论学习与实践技能结合 石油化工生产技术专业的培养目标:培养适应我国社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,具有诚信品质、敬业精神和责任意识,具备职业道德、较强实践能力,掌握石油化工生产方面的基础知识和专业理论,能在石化生产、管理、服务第一线从事生产操作、技术应用和班组管理等工作的高素质高级技能型专门人才。培养这种能力的基本要求是真实工作环境下的反复训练,尽可能在企业的真实工作环境中进行学习与训练是培养这种能力的唯一途径;结合石化企业生产的特点,考虑与教学内容有效对接,改变传统的按固定地点、固定模式进行教学的组织形式,开展分组教学、灵活授课、弹性教学,对专业课程选择典型工程项目进行现场教学,对于不具备现场教学条件的,在“教学做”一体化专业教室中进行教学;积极引导学生提升职业素养,由教师进行操作性示范,并组织学生进行实际操作活动,让学生明确知识点,掌握专业技能;在生产实习、顶岗实习的组织安排上,适应石化企业工作的特殊性,采用倒班顶岗分阶段实习,由企业学校共同考核评价。
课堂教学与车间生产结合 石油化工生产技术专业实践课时占总学时的50%。由企业兼职教师提供车间的新技术、新方法和新工艺等资料,将其融入到教学内容中,学习过程融入实际项目工作过程中,在校内“教学做”一体化教室采用任务驱动、项目导向、案例分析、现场教学、小组讨论、仿真操作等使学生掌握燃料油生产工的相关理论,在校企共建实训基地、企业生产车间中实施。聘请有丰富实践经验的生产一线工程技术人员,规范地指导学生进行基本技能训练,学会装置开停车、巡回检查、资料录取、填写生产报表、维护管理以及动态分析等技能,并考取高级燃料油生产工职业资格证书。同时,使学生在真实的工作环境和素质教育环境中进行铁人精神教育,学习做人、做事的本领,进而获得岗位所需的知识、能力和素质。
技能培养与素质教育结合 石油化工生产技术专业毕业生就业面向石化生产操作、调试、运行与维护生产一线,以泵及压缩机岗位现场操作岗位(外操)、中控室操作岗位(内操)、油品分析岗位、班长岗位为主。为充分满足“岗位训练”的需要,依据“贴近职业、贴近真实、贴近技术”的原则,体现“职业性、系统性、开放性”的特征,引入企业真实的工作情境、文化氛围和管理模式,按照职业的工作流程来设计真实的专业训练和职业环境,实训过程与实际岗位操作完全一致。在校企共建的实训基地,在汽提塔生产装置上,按照企业设备检修的场景和要求,设立班长、安全员等岗位。班长进行人员分工,明确责任,布置任务,规定作业时间(操作时间),到现场实地勘察,清楚作业面周围环境和作业空间;安全员检查安全手续是否齐全,安全措施是否到位,劳动保护用品是否整齐,是否选择合适工具。通过对塔盘拆装弄清楚塔的内部构造、各部件及所在具置,汽液两相如何流动,塔盘究竟是怎么安装的,并掌握其过程。通过在此装置上的“教学做”,学生能掌握换热器的种类及换热方法,了解板式精馏塔的基本结构与流程,掌握流体输送设备的性能及操作,流体输送设备的常见故障及处理以及温度、压力、液位的调节、控制方法,管路拆装及连接方法。学生在教学过程中是综合性的身份,要遵守许多与安全生产有关的其他规定,如产品工艺规程、安全技术规程、检修安全规程、岗位操作法、安全动火规定等等,在着装、环境、卫生、安全、考勤等方面应完全按照企业要求管理,潜移默化地训练学生形成石化企业“三老四严”的工作作风和职业素质,培养学生敬业奉献、吃苦耐劳、诚信笃实、团结协作的良好品质。
“岗位技能递进”
人才培养模式的实践
人才培养模式改革和课程建设 召开专业建设指导委员会会议,邀请企业人士和行业专家参与,参照职业资格标准,对石油化工生产技术专业工作岗位进行调研,与一线工程技术人员进行典型工作任务分析,确定本专业的主要岗位(群)工作任务与职业能力分解表;按照工作任务的典型性,对工作任务进行进一步的分析、筛选,总结出典型工作任务;按照职业成长规律性、工作任务性质一致性和工作内容相关性等原则对典型工作任务进行合并,形成相应岗位的行动领域;以工作过程为导向,打破原有课程体系,根据教学认知及职业成长规律,综合考虑教学场地、工具、设备、问题、对象、技术等要素的关联程度,把行动领域转化为学习领域;借鉴基于工作过程系统化课程开发模式,结合锦州石化公司生产特点,按职业能力和职业素质的形成过程以及学习领域之间工作过程的内在联系,形成石油化工生产技术专业课程,确定专业核心课程为《燃料油生产技术》、《有机化工生产技术》、《典型化工操作技能训练》。根据石油化工职业能力的通用能力要求和职业素质的要求,完善公共基础课程和相应拓展课程;构建与“岗位技能递进”人才培养模式对应的课程体系。
师资队伍建设 依托校企合作的办学优势,充分利用企业的人力资源,按照国家级教学团队标准建设石油化工生产技术专业教学团队。通过挂职锻炼以及科研开发、技术服务等形式,面向专业课程体系内所有教师开展培训,落实《企业项目工作室管理办法》、《教师访问工作站管理办法》、《企业兼职教师资源库建设方案》;通过国内外先进教学理念培训等途径,培养3名专业带头人,3名骨干教师;到2012年,“双师”素质教师比例达到90%,专兼职教师承担专业课学时比例达1∶1。
教学实验实训条件建设 依据基本能力、专业能力和职业能力要求,按照专业基础实训、专项技能实训、专业综合实训和顶岗实习四个层次,校企合作以专业计划和教学标准的要求为依据,优先建设受益面大、与专业核心课程内容紧密联系的实训室,建设与目前现场生产实际相匹配的实训基地,同时兼顾科技、生产及对外技术培训和技术服务;新建苯乙烯仿真工厂、煤化工实训室、化工仿真实训室,扩建燃气质量评价中心(校中厂)、化工单元操作实训室、油品质量分析室、高分子材料实训室、精细化工实训室;借鉴企业车间布局和现场生产管理,每个实训室设有教学区、实训区、配件展示区、资料区和材料室五个区域;在满足培训教学的同时,具备符合燃料油生产工国家职业技能鉴定的能力,用于职业技能鉴定的设备器材品种、数量和管理上符合国家职业技能鉴定的相应规范。
校企合作建设共享性专业资源库 以专业核心课程为主,兼顾专业课程体系中其他课程,包括培养学生职业素养的《化工安全技术》、《化工企业管理实务》、《石化产品营销》、《计算机基础》、《英语》等5门课程;投入252.1万元建设石油化工生产技术专业教学资源,以满足企业培训和教学需要;利用现代教学技术手段,实现教学形态的变革,充分运用计算机技术、信息化手段,开发具有交互性的虚拟实训软件、多媒体课件、动画演示等课程资源;通过立体化的教学资源,把石油化工生产和安全环保技能形象化、可视化、直观化,便于学生理解知识,掌握技能。石油化工生产技术专业教学资源库建设内容:石油化工生产技术专业教学文件区,石油化工生产技术专业教学资源区,石油化工生产技术专业网络教学区,石油化工生产技术职业能力训练区。
“岗位技能递进”
人才培养模式的成效
“岗位技能递进”人才培养模式经过不断的实践,成效初步显现。截止到2012年3月,石油化工生产技术专业拥有国家级精品课程1门,省级精品课程4门,被评为辽宁省优秀教学团队,对接产业集群建设省级职业教育示范专业,拥有辽宁省普通高等学校省级专业带头人1人,辽宁省青年骨干教师2人。教师拥有发明专利2项,出版《燃料油生产技术》、《典型化工操作技能训练》等11部专著。2011年,面向全国石油和化工职业教育教师开办了企业实践培训及《燃料油生产工》技师培训班。
学生的综合能力全面提升,毕业生就业率2010年为96.1%,2011年为98%,就业对口率平均达到85%。2011年,学生参加辽宁省大学生第十一届“挑战杯”课外学术科技作品比赛获一等奖一项,参加全国石油和化工行业化工总控工职业技能竞赛获得团体和个人一等奖,参加辽宁省首届大学生职业生涯规划大赛总决赛获得个人三等奖一项;毕业生刘明获锦州石化公司十佳新员工称号,张勇在抚顺石化公司第五届练兵比武和技能竞赛中荣获乙烯装置操作工第一名。
参考文献:
[1]马秉骞.化工设备维修技术专业高技能人才培养方案的开发与实施[J].职业技术教育,2011(8).
[2]熊威.高职人才培养模式改革的实践与探索[J].教育与职业,2011(5).
中图分类号:TS262.5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(b)-0093-02
啤酒是一种古老的酒精饮料,以麦芽为原料,添加酒花,经酵母发酵酿制而成的含有二氧化碳的低酒精度酿造酒,素有“液体面包”之称。[1]啤酒在酿造过程中,经过巴氏灭菌为熟啤酒,未经巴氏灭菌为生啤酒。宁工商500L自酿啤酒生产车间酿造不经巴氏消毒的生啤酒。该啤酒与熟啤酒的优势是未经过巴氏灭菌处理,保留了原有的麦汁酶和酵母活性,啤酒口感纯正,营养更加丰富。现就宁工商500L自酿啤酒生产车间在酿造生啤酒过程中,常见有害微生物及微生物的污染防治进行研究。
1 啤酒酿造过程中常见有害微生物及危害
啤酒中除含有水、酒精外,还含有氨基酸、碳水化合物、矿物质、维生素等多种不同的化合物,在啤酒酿造过程中很容易受到杂菌污染而影响啤酒的质量。
啤酒酿造中易受到细菌、野生酵母和霉菌的污染。污染细菌的机会较多,在糖化与麦汁分离过程中,易污染片球菌属、芽孢杆菌属、柠檬酸杆菌属等;在主发酵期间污染的杂菌多为野生酵母属、片球菌属、嗜发酵菌属、拉恩菌属、等;在灌装阶段,会污染梳状菌属、巨球形菌属、乳杆菌属等;在成品啤酒中,易污染乳杆菌属、片球菌属、梳状菌属、发酵单细胞菌属等。
(1)细菌。
①乳杆菌属形态各异,生长速度快,耐酸,可使啤酒严重混浊,变酸。其中乳杆菌属中被报道最多的短乳杆菌,由于发酵淀粉和糊精的能力较强,会引起啤酒的过度的发酵。林特奈乳杆菌为被报道第二多的,该菌对热、酒花树脂都具有较高的抗性,易于在加酒花啤酒中生长,能使啤酒呈丝光样混浊且变酸。
②片球菌属中只有有害片球菌和意外片球菌能够在啤酒中生长,该菌属可产生酸和生成过量的双乙酰,还会减少发酵麦汁中的酵母的悬浮量,造成发酵时间延长。
③芽孢杆菌属在麦汁煮沸过程中,也不能被杀死,但是麦汁中含有的酒花树脂和啤酒生产过程中低的PH能够抑制其发芽。芽孢杆菌虽对啤酒口味影响不大,但严重影响酵母繁殖,导致发酵液酵母数降低,正常发酵受到抑制。
④醋杆菌是啤酒最危险的败坏菌之一,生长适应力强,生长速度快。由于醋杆菌氧化代谢强烈,可使啤酒表面生成一层薄膜,使酒混浊、酸败、产生醋味。
⑤变形哈夫菌为常见污染菌。该菌能够同酵母一起生长繁殖,会延长发酵时间,使啤酒产生明显的药芹或水果气味,会引起啤酒风味的丧失。
⑥发酵单胞菌属在啤酒酿造过程中危害大,不易控,难排除。该菌使啤酒生成丝状混浊物,并产生硫化氢和乙醛,产生水果味或烂苹果味。
⑦梳状菌属污染啤酒后,可使啤酒产生过量的丙酸、乙酸、丁酮,也可引起啤酒混浊,使啤酒产生硫化氢、甲基硫醇和脂肪酸等混合味,严重影响啤酒的质量。
⑧巨球形菌属造成的啤酒污染占啤酒污染的3%~7%。该菌可引起啤酒的轻微混浊、沉淀,产生过量的丁酸和大量的二氧化碳,使啤酒产生臭鸡蛋味。
(2)野生酵母。
野生酵母指不为啤酒正常生产所用,在啤酒酿造过程中,易引起不正常发酵或产生病害的异种酵母。[2]野生酵母污染啤酒后,由于其不易从发酵液中沉淀,造成啤酒过滤困难,可使啤酒产生混浊。还可引起啤酒发酵度异常发酵时产生高级醇与异味醋类,污染严重时可使麦汁中存在的酸类转化为具有辛辣味的其它酸类而败坏啤酒口味。
①巴氏酵母的危害最大,可使啤酒变混浊,口味苦涩。
②魏氏酵母可使啤酒变混浊,并口味呈烂水果味、苦涩味。
③汉逊酵母在空气存在下生长很快,能同化硝酸盐,形成混浊、产生怪味。
④假丝酵母能同化硝酸盐,形成混浊,产生不良气味,还能污染麦汁。
⑤毕赤酵母在空气存在下氧化乙醇,无发酵能力或弱,形成菌膜、薄皮或颗粒状沉淀等混浊,产生异味。
⑥柠檬形克氏酵母能发酵葡萄糖、果糖。
⑦球拟酵母为好气酵母,由于发酵能力强,使酵母沉淀困难,啤酒变混浊。
⑧酒香酵母在啤酒中一般6~8周的时间后才能产酸,并破坏啤酒风味。
⑨糖化酵母能使发酵度异常,从而啤酒变混浊、酒味淡薄。
⑩强壮酵母在啤酒中危害较大,可使啤酒变混浊。
糊精酵母因发酵糊精,使酒的发酵度异常高,啤酒变混浊,酒味淡薄。
啤酒酵母混浊变种在发酵啤酒厂经常遇到,使啤酒变混浊并伴有刺鼻难闻的气味。
酿酒酵母具有是酚类化合物脱羧的能力,可使啤酒中所含有的阿魏酸、反式肉桂酸等脱羧,可产生酚味,改变啤酒口味。
(3)霉菌或真菌。
霉菌或真菌无法在啤酒中正常生长,因为它们生长需要空气,均属于好氧微生物,但是霉菌能影响大麦的出芽能力,因此会在其他一些方面对啤酒产生很大影响。[3]因此对啤酒厂的卫生有一定的要求,以防止在地面、墙面、啤酒瓶、原料等表面产生霉菌,污染啤酒。
2 啤酒酿造过程中微生物污染的来源及防治
对于啤酒酿造过程中的微生物对啤酒的危害,结合500L自酿啤酒车间生产现状,分析微生物的污染途径,并介绍防治策略。
(1)空气。
空气可进行微生物的传播,是污染的第一源头。因为整个酿造系统都存在空气,如空气不洁,易造成啤酒污染,所以必须使空气达到无菌要求。空气应当在一定的高空采集,用0.45μm滤膜过滤除菌后,可用于酿造生产。
(2)酿造用水。
水在啤酒酿造过程中需求量很大,根据使用需求不同可分为一般用水和无菌水。在酿造过程中,用以洗涤设备、管路、瓶子等的水为一般用水,该水不需要严格无菌,只要达到饮用水标准即可。为了防止酵母染菌,设备、管路残留微生物,必须用无菌水洗涤酵母、用无菌水最后一次冲洗设备、管路、啤酒瓶等。
(3)原料。
好原料酿造好啤酒。为防止微生物污染原料,应该加强原料的采购、验收、存储等全过程管理。
①采购。在采购过程中,进行货比三家,公开采购信息,选择最优者,并做好质量信息的反馈,随时与供应方联系。对于采购量应该适量,如采购量过少,生产有可能因原料不足而中断,如采购量过多,原料使用不完存放时间过久会使得原料变质失效,增大成本。
②验收。应该严格验收进车间的原料、啤酒桶,不合格的不进入车间,进入车间后,应该严格进行出入库手续。
③存储。存储原料、啤酒桶的环境应该干燥、通风,以避免微生物的滋生。
(4)酵母。
酵母污染是指酵母在扩培、回收和保存过程中受到野生酵母和细菌的污染,使得啤酒黏度增加,过滤困难,促使啤酒变质混浊,从而改变了啤酒的质量。
对酵母的扩培、回收和保存系统要进行充分的刷洗和杀菌,以避免酵母污染,首先工作人员应保证无菌操作。每次在使用前后用80℃以上的热水和3%碱液对系统要进行循环洗涤,为防止洗涤后留下的碱污垢,用3%H3PO4冲洗,再用无菌水冲洗,使系统无菌。在扩培过程中,应选择性能好的出发菌株,优良的培养基,恰当的扩大比例及移种时间。酵母在啤酒酿造过程中是重复使用的。零代培养酵母无菌,但在反复使用后,难免被污染,而且随着使用代数越多,污染越严重,因此只用四代。酵母回收后用无菌水洗涤,保藏置0~2℃的低温并且时间不宜超过72h,在保藏期间需要更换无菌水,以确保酵母完好。
(5)设备和管路。
设备、管路等处由于接触啤酒、麦汁和酵母,如果不进行彻底清洁灭菌,在各处可形成污垢,会滋生微生物,使得啤酒变质,所以需要对设备、管路进行灭菌。
首先应在设计、安装时保证不易成为污染源。管路设计应紧凑,管件、阀件应尽可能少,不安装不必要的辅件,在设计时应减少管路死角,使流动阻力减到最低。为了减少积垢,设备、管路表面宜采用不锈钢,并抛光处理。管路安装时应横平竖直,少拐弯,少交叉。管路在安装过程中使管路与墙壁、柱子、场面、其他管路等之间应有适当的距离,以便于安装、操作、巡查与检修[4]。在管路敷设中需有坡度,以免管内或设备内积液,坡度方向一般为顺介质流动方向。
其次是设备、管路的清洁灭菌。可先用80℃左右的碱水循环清洗20~30min,再用蒸汽清洗20min,再用不低于80℃的热水灭菌20~30min。在清洁灭菌过程中,对于污垢多的地方,可配制浓度偏高的洗涤剂,并可用几种灭菌剂交替使用来达到灭菌要求。各清洗剂、灭菌剂在管道内应以湍流状态流动,因为湍流具有较大能量,可起到擦洗管路的作用。
(6)啤酒瓶、啤酒桶。
因为500L自酿啤酒生产车间所酿造的啤酒瓶、桶是循环使用的,所以啤酒瓶、桶在再次使用过程中必须清洗灭菌,否则会对啤酒造成二次污染。
①需要对灌装啤酒瓶、桶进行有质量的刷洗清洁,保持足够高的刷洗频次,并加大刷洗的监控力度。②清洗剂和灭菌剂的选择。灭菌时,需要加入适量浓度的灭菌剂,并持续定量加入。常用氯消毒,有时也用双氧水。③最后一次冲洗应使用无菌水对瓶、桶进行冲洗。④绝不允许消费者自备不洁净的桶、瓶等容器分装、携带生啤酒。⑤贮酒容器不宜过大,防止因过大,销售时间过长而导致变质。常用的啤酒保鲜桶的容积为6L、8L、10L、15L、20L、30L、40L。
(7)周围环境。
啤酒酿造车间周围的环境如地板、墙壁、天花板等空间如不清洁也会造成啤酒的二次污染,所以需要对周围的环境进行清洁灭菌。每天清洗地面、墙面,并保持地面干燥,定期对下水道、暗沟等死角进行清洗灭菌。一般可采用紫外线灯杀菌也可喷洒0.25 %的双氧水,灭菌一般为8 h/次。可在啤酒车间内安装纱门窗、消毒池等防护措施。
(8)操作人员。
500L自酿啤酒生产车间啤酒酿造过程中,主要操作人员并不是专业的生产工人,而是由教师带领着大学二年级学生组成的工作团队。如果不注意,操作人员的身上会携带多种微生物,这些微生物可随操作人员进出车间,影响啤酒质量。
①选取操作团队。操作团队由化工系生物专业的教师和生物专业二年级学生组成。在进行生产之前,必须掌握相关课程的学习,并且考核合格后,在进行微生物和操作技能的培训,使他们具备微生物基本知识,熟练的操作技能和高度的责任心,方可进行上岗。在啤酒酿造过程中,要定期安排教师、学生等操作人员前往相关啤酒生产企业进行参观、培训学习,还需要定期对教师、学生进行微生物和操作技能的考核。
②在啤酒酿造过程中,教师、学生要经常去生产现场,对关键控制点跟踪验证,如发现微生物污染,及时进行原因分析并制定解决方案来减少和消除污染。
③在啤酒酿造过程中,操作人员进入车间时需穿无菌服,操作前双手用酒精擦洗灭菌。
3 结语
以上介绍了在啤酒酿造过程中被常见的有害微生物污染后,啤酒混浊、口味风味发生变化,严重时还会给生产车间造成经济损失。因此结合500L自酿啤酒生产车间的实际情况,对有害微生物的污染途径进行分析研究,总结实际啤酒酿造过程中该如何防治微生物的污染,将防治策略用于指导实际酿造工作中。总之,宁工商500L自酿啤酒生产车间的啤酒生产将微生物防治提高了高度,为消费者提供质量优良、口感醇厚、口味纯正的生啤酒。
参考文献
[1] 袁雪萍.啤酒有害培养基和检测技术的研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2012.
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)08-0051-03
《食品工程原理》是高职食品生物技术专业必修的一门核心课程,对于食品类技术人才的培养具有重要的作用。通过该课程的学习,可使学生掌握食品工业生产过程中各个单元操作的基本原理、内在规律、典型设备的设计选型计算方法,培养其实际生产操作技能、分析和解决工程设计,以及操作问题的工程能力。此外,学好这门课对提高学生的团队合作意识和创新能力也有重要意义。因此,本文将依据岗位(群)要求和课程特点,针对有效提升学生的职业素质进行课程改革提出对应策略。
一、《食品工程原理》课程的教学特点
笔者结合近几年《食品工程原理》的教学实践,发现该课程有如下特点:①学生需具备高等教学、物理学、物理化学和工程制图等选修课程的基础知识,知识面较广;②涉及大量公式的推导和计算,理论性较强;③每个单元涉及各种结构复杂的设备操作及其可能出现的故障,工程实践性很强。
二、《食品工程原理》课程的教学现状及其问题
1.学生的基础不牢,理论知识吸收难度大,学习积极性不强。《食品工程原理》的理论性很强,按照传统的教学模式,把理论教学重点放在大量公式的推导、记忆和习题的解答上,但高职学生的数学和物理基础薄弱,对公式的推导过程和实际意义理解不够透彻,导致学生为应付考试只能采取死记硬背的方式,不利于对知识的全面掌握。因此,学习此课程后仍有很多学生并未理解其真正意义,灵活运用理论知识解决问题的能力不足,仅局限于掌握几道计算题的解题方法,很大程度上把工程问题当做数学问题去解决,严重影响了学生的学习积极性。
2.学生缺乏工程思维,学习兴趣不高。《食品工程原理》课程在大二上学期开设,虽然学生曾到相关食品企业参观,只是走马观花而已,很难深入生产一线,工程概念认识不足,且对食品生产过程及设备缺乏必要的感性认识。然而,《食品工程原理》课程以培养工程型人才为教学目标,涉及众多的设备结构、复杂的操作原理、各种抽象的操作现象及大量的工程设计。虽然教师在授课时花费了大量时间和精力画图讲解,但学生缺乏工程思维,仍是茫茫然不知所云,普遍反映该课程晦涩难懂,致使学习兴趣不高。
3.实验设备不足,不利于培养学生的动手能力。高职毕业生不仅应具有扎实的理论基础,还应具备一定的动手能力和工程实践能力。《食品工程原理》课程实验教学设备多是大型的成套设备,价格昂贵且占地面积大,难以达到需要各种单元操作设备俱全的实训条件,且同一单元操作项目往往只有一两套教学设备。因此,在现有的实训条件下,学生缺少动手能力和工程实践能力的锻炼机会。
4.评价方式僵化,无法考核学生的综合能力。传统的课程考试方式均采用单一的闭卷考试,仅能考查学生的理论知识掌握情况,却难以体现学生的动手能力和综合素养,这与高职培养目标不符,无法科学评价学生的学习状况。
三、《食品工程原理》教学改革的措施
在分析食品企业岗位(群)所要求的职业素质的基础上,根据《食品工程原理》课程特点和自身教学实践进行教学改革。
1.重应用,少推导。高等职业教育培养的是专业技术应用型人才,应具备必要的理论知识和较强的实践能力。因此,要以“应用”为主旨构建《食品工程原理》课程的教学体系,在基础理论教学中应降低理论要求,以应用为目的,达到必需或够用即可。比如,尽量减少公式的推导,通过实例让学生理解公式的意义、应用范围和运用方法,使学生从抽象的理论知识中解脱出来,从学会书本表面知识转变为会学、会用。
2.采用灵活多样的教学手段,激发学生的学习积极性。
(1)启发式教学,将教学内容和学生实际相联系。教师授课时,引入一些生活中大家比较熟悉的实例,引导学生进行思考,充分调动学生的学习积极性,这样更容易理解和记忆枯燥的知识点。例如,在讲授“如何通过调控传热系数强化或减弱传热过程”这个知识点时,可向学生提出“真空杯是如何实现保温”这类问题加以引导,让他们明白其原理是真空杯为双层杯壁且抽成真空,可减少导热系数;而瓶盖设计为密封,则可降低对流传热系数,减少整个传热过程的热损失实现保温。
(2)多媒体教学与传统教学相结合,使授课内容形象而生动。在教学过程中,利用多媒体技术可突破客观条件的限制,将一些工程实例通过屏幕生动地展现在学生面前,运用丰富而逼真的图片、动画、视频等将抽象难懂的内容(如设备的内部构造、工作原理等)形象地表达出来,将使教学更加形象、生动、直观,缩短学生的认知过程。但是,单纯地采用多媒体教学,则会使学生处于被动接受状态。尤其在做一些理论知识的推导时,由于多媒体速度太快、信息量过大,可能造成学生思维跟不上,黑板和粉笔就会体现出优势。比如,在推证公式方面,教师可根据学生的基础情况进行,必要时可加入数学和物理知识的铺设,也可控制推导速度使学生跟上教学节奏,对知识点及其应用理解更为透彻。因此,根据《食品工程原理》课程的教学特点,针对不同的教学内容,采用多媒体教学与传统教学手段相结合的方式,可大大提高学生的学习效果和积极性。
3.广泛联系工程实际,培养学生的工程思维能力,激发学习兴趣。在课堂教学中,教师要从生产实际的工程问题出发,进行引导、分析、讨论和归纳总结,由浅入深地让学生建立起一种工程的意识,用工程的思维分析方法来解决问题。笔者认为,只有当学习的知识与实际工程应用相联系时,才能使学生认识到食品工程原理在工程实际中所起的重要作用,激发学习和解决问题的兴趣。就教师而言,可从奶制品制备、啤酒酿造、果蔬加工这些常见食品的生产工艺出发,为学生介绍如何灵活应用工程化方法分析和处理各种复杂的生产过程中的实际问题。比如,讲授“滤饼过滤”时以果汁的加工工艺作为实例引入新课。首先,为了保证果汁成品的品质要求,需用过滤法去除果汁中的果肉颗粒及其他悬浮物质,从而引入滤饼过滤操作。然后,结合高中的过滤实验,引导学生思考并归纳滤饼过滤的原理、实质和基本过程,以此激发学生对过滤过程的学习兴趣。对过滤有了整体了解后提出问题:“为什么随着过滤量的增加,过滤速度会逐渐下降?为了提高过滤速度可采用什么方法?”让学生带着问题进行可压缩滤饼、助滤剂和过滤速率计算等相关知识的学习。最后,介绍果汁加工生产中常使用的过滤设备(板框压滤机)设计选型和操作原理。此外,我们还在学习《食品工程原理》课程期间增设“认识实习”课程,让学生到食品生产工厂参观。在参观过程中,结合生产工艺和产品要求等重点讲解单元操作与食品生产的关系,分析不同单元操作所用设备的结构特点和工作原理,以增强学生对食品生产过程和设备的感性认识,以及对工程设备的想象力。
4.校内小型生产线和仿真教学软件相结合,强化学生的动手能力。为了培养实践能力较强的高技能型人才,逐年改善实训条件。目前,我们已拥有了蒸馏、吸收和管路拆装三种校内小型生产线。与此同时,为了有效解决现场教学设备数量不足的问题,还向东方仿真软件公司引进了食品工程原理实验仿真软件。该仿真软件就是借助计算机在仿真系统上再现食品工程过程的实时特性,模拟真实的食品生产操作与控制系统环境,并在此基础上进行正常开车、正常停车、正常运行、紧急停车和事故处理等过程。通过这套仿真系统,可使学生身临其境地进行离心泵、液位控制、列管换热器、精馏、干燥、吸收等单元操作技能训练。
为了强化学生的实操技能,针对现有的实训条件,采用了校内小型生产线和仿真教学软件结合的方法,对本课程配套实训周的教学安排进行改革。首先,通过仿真软件让学生在非常逼真的操作环境中进行操作技能训练。学生通过人机对话,既能对生产实际有很好的认识,又能亲自动手进行反复操作,达到熟练完成各单元操作的冷态开车、停车和事故处理等操作,而教师通过主控制台可以很清楚地了解每位学生的当前操作情况;其次,当学生通过仿真软件熟练掌握各单元操作设备和流程操作后,再由教师在精馏、吸收和管道拆装等小型生产线上进行演示实验,让学生了解实体设备的操作过程,以及不当操作对实验设备的影响。这样,可使学生了解实体和模拟操作的一致性,同时强化学生的安全意识;最后,让学生分小组轮流在不同的生产线上进行实体设备操作,培养学生的团队合作能力和综合实操能力。通过以上三阶段的实操训练,可使学生更熟悉各单元操作的原理、设备操作规程,以及不当操作对设备的不良影响与解决措施,更有利于学生达到专业岗位的技能要求。
5.多种考核方式并存,多角度评价学生。课程考试方式由传统单一的闭卷考试改为闭卷考试、课堂讨论、仿真实操考核、平时表现等四种形式相结合。通过多种考核方式,可从不同角度评价学生的能力,使评价结果更公平和科学。具体比例如下:闭卷考试成绩占40%,主要考查学生对基础理论的理解情况;课堂讨论成绩占20%,给出五六个题目供学生选择,四五人一组,根据所学知识查阅资料完成,此项成绩主要考核学生对知识的运用情况;平时成绩占10%,主要考查学生的综合素质,包括学习态度、团队合作能力、创新能力等;仿真实操考核成绩占30%,主要考查学生的动手能力。通过对考核方式的改革,评价学生取得了良好的效果。
《食品工程原理》是一门设计知识面广、理论性高、实践性强的课程。在教学中,只有采取恰当的教学方法与手段,才能激发学生的学习兴趣和积极性,最终达到培养工程思维能力,实际操作技能、分析解决问题能力、团队合作意识等职业素质的目的。
参考文献: