研究报告：基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与....doc

国家级教学成果奖推荐书附件国家级教学成果奖推荐书附件 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训 教学技术的研究与实践教学技术的研究与实践 目录 目录 成果总结成果总结 成果鉴定书成果鉴定书 视频材料链接网址视频材料链接网址 天津职业大学天津职业大学 20092009 年年 3 3 月月 目 录 一 前言一 前言 1 1 二 研究背景 目标与思路二 研究背景 目标与思路 3 3 1 研究背景 3 2 研究目标 3 3 研究思路 3 三 主要成果三 主要成果 4 4 四 特色和创新点四 特色和创新点 8 8 五 成果应用与推广五 成果应用与推广 9 9 1 成果应用效果 9 2 成果对外推广 13 项目成果鉴定书项目成果鉴定书 2020 视频材料链接网址视频材料链接网址 2323 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 1 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成成 果果 总总 结结 一 前言一 前言 目前我国高等教育主要以学校课堂为主 教学计划中虽然安排和校外企业合作建 设实习基地 能弥补校内实验室和实习车间对学生训练的不足 但企业是以经济效益 为主要目标 特别是石油化工及化工企业生产工艺流程长 易燃易爆封闭运行 高度自 动化 连续化 个别生产过程又具有不可重复性 难以做到以学生为主的能力训练 为解决上述问题 2005 年天津职业大学以王艳国带领的教学改革团队 自主研发 建设了 全玻璃化工仿真装置 进行了基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技 术的研究与实践 至 2007 年 2 月 成功开发了实训教学职场化 结构及运行可视化 实训教学职场化 结构及运行可视化 操作控制多元化 实训项目综合化操作控制多元化 实训项目综合化 四化合一四化合一 的实训教学技术 实现了实训教学 实训教学 技能鉴定 社会培训和产品中试技能鉴定 社会培训和产品中试 四位一体四位一体 项目组研发的 全玻璃化工仿真装置 经专家鉴定 属国内首创 达到国际先进 水平 已申报 4 项发明专利和 2 项实用新型专利 其中 2 项已公告 2 项完成实审 通过该项目的研究与实践 利用全玻璃化工仿真实训教学技术 完成了 传质与传质与 分离技术分离技术 国家级精品课程 国家级精品课程 化工生产技术 校级优质课程和 化工单元操作技术化工单元操作技术 全国化工教学指导委员会精品课程全国化工教学指导委员会精品课程 促进了课件建设 完成了 传质与分离技术传质与分离技术 化工单元操作技术化工单元操作技术 和和 流体输送工艺设计与操作流体输送工艺设计与操作 等多媒体课件 并分别于等多媒体课件 并分别于 20062006 年 年 20072007 年和年和 20082008 年获得全国多媒体课件大赛三等奖 优秀奖和二等奖 年获得全国多媒体课件大赛三等奖 优秀奖和二等奖 同时锻炼 培养了教师队伍 项目负责人王艳国项目负责人王艳国 20082008 年被评为国家级教学名师年被评为国家级教学名师 建设成员所在的 应用化工技术专业团队被评为天津市优秀教学团队应用化工技术专业团队被评为天津市优秀教学团队 促进了基于生产过程工学结合的教材建设 公开出版 化工生产技术 石油化 工职业技能鉴定试题库 化工单元操作实训 生物化工实训指导 等 4 本教材 全玻璃化工仿真实训教学技术应用示意图如下 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 2 全玻璃化工仿真全玻璃化工仿真 实训教学技术实训教学技术 传传 质质 与与 分分 离离 技技 术术 化化 工工 单单 元元 操操 作作 技技 术术 化化 学学 反反 应应 操操 作作 技技 术术 化化 工工 安安 全全 生生 产产 技技 术术 化化 工工 仪仪 表表 操操 作作 技技 术术 实训教学实训教学 粗乙醇精馏实训粗乙醇精馏实训 乙二醇精馏实训乙二醇精馏实训 护肤霜生产实训护肤霜生产实训 流化及固定床反应流化及固定床反应实训实训 应用效果 社会推广应用效果 社会推广 国国家家精精品品课课一一门门 市市级级精精品品课课一一门门 学学生生化化工工大大赛赛团团体体二二等等奖奖 个个人人全全能能一一等等奖奖 分分析析检检验验大大赛赛团团体体一一等等奖奖 全全能能一一等等奖奖四四项项 单单项项一一等等奖奖四四项项 出出版版教教材材四四本本 发发表表论论文文两两篇篇 高职化高职化 工技术工技术 类专业类专业 教指委教指委 示范教示范教 学资源学资源 库建设库建设 推广推广 有有1010个个 兄弟院兄弟院 校考察校考察 此教学此教学 技术 技术 其中签其中签 署合作署合作 协议协议4 4 份 已份 已 完成完成1 1 项 项 技技 能能 鉴鉴 定定 化工工艺试验工化工工艺试验工 化工总控工化工总控工 蒸馏工蒸馏工 吸收工吸收工 社社 会会 服服 务务 培训企业员工培训企业员工198198人人 培训校外教师培训校外教师 8 8名名 为弗莱尔工贸有限公司提供为弗莱尔工贸有限公司提供 色谱纯乙腈的精馏提纯色谱纯乙腈的精馏提纯 为康科德化工公司提供正己为康科德化工公司提供正己 烷 乙酸乙酯精馏提纯烷 乙酸乙酯精馏提纯 二氧化碳吸收二氧化碳吸收 解吸实训解吸实训 共沸及萃取精馏实训共沸及萃取精馏实训 仪表自动控制实训仪表自动控制实训 产品在线分析检测实训产品在线分析检测实训 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 3 二 研究背景 目标与思路二 研究背景 目标与思路 1 1 研究背景 研究背景 长期以来 化工设备的制造过程中 多采用金属材质 所以学生在实训过程中 对设备内部结构及物料的流动情况一无所知 对所学知识只能机械记忆 教学效果很 差 无法实现对学生多感官的实训操作技能的训练 正是为了克服以上传统实训教学 存在的弊端 我们进行了全玻璃化工仿真实训教学技术的开发 自主研制了 全玻璃 化工仿真装置 开发了实训项目 为应用化工技术及相关专业的可视化实训教学提 供服务 2 2 研究目标 研究目标 1 通过此项目研究解决传统化工实训项目多以验证性为主 真实生产场景的实 训项目少 脱离工厂实际工艺和工况 学生实际操作机会少 顶岗实训难 不利于学 生职业技能的培养等教学难题 2 通过此项目研究解决因传统化工实训教学技术相对落后 实训装置内部结构 不可视 运行状态不透明 不能随意拆卸和组合 不利于学生对专业知识的掌握和设 备安装调试能力的培养等问题 3 通过此项目研究解决传统化工实训教学实施过程中 学生只能被动执行老师 既定的实训方案 不能充分发挥主观能动性去进行自主设计和实践 不利于学生独立 发现问题 解决问题和创新能力的培养等难题 3 3 研究思路 研究思路 1 创设真实工作任务 真实工艺流程 真实运行工况 真实产品生产真实工作任务 真实工艺流程 真实运行工况 真实产品生产的教学情 境 采用企业化管理 轮值顶岗 真实操作等教学方法 成功解决了传统化工实训项 目多以验证性为主 真实生产场景的实训项目少 脱离工厂实际工艺和工况 学生实 际操作机会少等教学难题 利用全玻璃化工仿真实训教学技术 开发了护肤霜生产 粗乙醇精馏 粗乙二醇 精馏 二氧化碳吸收 解吸 煤油萃取 固定床与流化床反应操作以及相应自动控制 分析检测等实训项目 15 个 涉及化工装置开停车 事故处理 仪表操作 化工计算 化工制图等 5 个环节 满足 传质与分离技术 化工单元操作技术 及 化工仪表 操作技术 等课程的实训教学需求 本教学成果为应用化工技术及相关专业提供三年不断线的实训教学服务 通过第 一年学生入校后的设备认识及流程巡检实训 第二年基于全玻璃化工仿真装置的反应 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 4 精馏 吸收 解吸 萃取等单元操作实训 第三年的综合顶岗实训 提高了学生的工程 实践能力 使学生熟悉企业生产运行过程 缩短课堂与企业生产车间的距离 2 为解决传统化工实训装置内部结构不可视 运行状态不透明 不能随意拆卸 和组合等问题 创建了全玻璃化工仿真实训教学技术和实训装置 以高硅玻璃为材质 自主设计并建成基于生产过程的全玻璃化工仿真装置 使设备内部结构及物料流动 化学反应及物理变化直观可视 增强了教学的直观性 形象性 生动性和时效性 符 合学生学习的认知规律 激发了学生的学习兴趣 3 实训装置各单元采用了模块化设计 可自由拆装和组合 操作性强 在实训 教学过程中 学生兼具 导演和演员 的双重身份 以小组为单位自主选择实训项目 并制定实训方案 经指导教师审核后 学生可以根据工艺流程图进行自主安装和调试 设备 强化了学生发现和解决问题能力 创新能力和协作能力的培养 达到做中学 做 中教 做中精的教学目的 三 主要成果三 主要成果 1 全玻璃化工仿真实训教学技术项目成功开发了实训教学职场化 结构及运行可实训教学职场化 结构及运行可 视化 操作控制多元化 实训项目综合化视化 操作控制多元化 实训项目综合化 四化合一四化合一 的实训教学技术 并成功应用 于教学实践 已经为 05 级和 06 级应用化工技术 生物技术及应用 生物制药技术等专业学生 提供了 教学做一体化 的教学服务 其中 05 级学生 306 人 06 级学生 390 人 进 行了化工工艺试验工 化工总控工 蒸馏工 吸收工等 4 个工种的技能培训鉴定任务 学生获得中 高级的技能证书 已累计进行了 696 人的职业技能培训及鉴定工作 学 生取证率 100 图图 1 1 教学做一体化教学做一体化 教学服务教学服务 2 全玻璃化工仿真实训教学技术成功解决了因传统化工实训教学技术相对落后 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 5 实训装置内部结构不可视 运行状态不透明 不能随意拆卸和组合 不利于学生对专 业知识的掌握和设备安装调试能力的培养等问题 项目组研发的 全玻璃化工仿真装 置 保证了实训教学的顺利实施 全玻璃化工仿真装置 于2005年开始研发建设 建成筛板精馏塔 吸收 解吸 流化床反应 固定床反应 釜式反应实训 管式反应实训装置各1套 仪表系统 1套 安装设备总计 25台 投资23万元 2005年6月完成验收并鉴定 图图 2 2 20052005 年开始建设全玻璃化工仿真装置年开始建设全玻璃化工仿真装置 2007年 又投资35万 进行扩建改造 增加建设筛板精馏塔实训装置 5套 并形成共沸精馏 萃取精馏系统 浮阀精馏塔实训装置 泡罩精馏塔实训装置 吸收 解吸实训装置 自动监测和控制系统 3套 及配套换热器 泵 储罐 及相应 的阀门 管件 分析取样系统 安装设备总计 118台 增加投资35万元 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 6 图图3 3 进行扩建改造后的进行扩建改造后的 全玻璃化工仿真装置全玻璃化工仿真装置 a b c d e f 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 7 g h 图图4 4 全玻璃化工仿真装置流程示意图全玻璃化工仿真装置流程示意图 3 促进了示范性高职院校课程开发与教学资源建设 2008年 以 全玻璃化工仿 真装置 的研发为契机 全体建设成员参与了教育部高职化工技术类专业教学指导委 员会和高等教育出版社联合组织的示范性高职院校课程开发与教学资源建设工作 其 中天津职业大学为传质与分离教学资源库主持建设校 王艳国 陈则立任项目负责人 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 8 4 通过此项目的研究和实践 成功的锻炼了教师队伍 本课题负责人王艳国教授本课题负责人王艳国教授 20082008年被评为国家级教学名师年被评为国家级教学名师 全体建设成员所在的应用化工技术团队全体建设成员所在的应用化工技术团队20082008年被评为年被评为 天津市优秀教学团队 天津市优秀教学团队 图图5 5 国家级教学名师国家级教学名师 荣誉证书荣誉证书 5 实现实训教学 技能鉴定 社会服务和产品中试实现实训教学 技能鉴定 社会服务和产品中试 四位一体四位一体 搭建了校企合 作 工学结合的平台 四 特色和创新点四 特色和创新点 1 针对职业教育特点和学生的认知规律 基于生产过程自主开发并建成全玻璃化 工仿真装置 设备内部结构 化学反应及物理变化直观可视 属国内首创 达到国际 先进水平 利用全玻璃化工仿真实训教学技术 开发护肤霜生产 粗乙醇精馏 粗乙 二醇精馏 二氧化碳吸收 解吸 煤油萃取及相应自动控制 分析检测等实训项目 15 个 涉及化工装置开停车 事故处理 仪表操作 化工计算 化工制图等 5 个环节 2 开发了实训教学职场化 结构及运行可视化 操作控制多元化 实训项目综合实训教学职场化 结构及运行可视化 操作控制多元化 实训项目综合 化化 四化合一四化合一 的实训教学技术 体现 工学结合 教学做一体化 职业教育课程 的特点 创设真实工作任务 真实工艺流程 真实运行工况 真实产品生产真实工作任务 真实工艺流程 真实运行工况 真实产品生产的教学情 境 采用企业化管理 轮值顶岗 真实操作等教学方法 解决了传统化工实训项目多 以验证性为主 真实生产场景的实训项目少 脱离工厂实际工艺和工况 学生实际操 作机会少等难题 实现了实训教学 技能鉴定 社会培训和产品中试实训教学 技能鉴定 社会培训和产品中试 四位一体四位一体 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 9 五 成果应用与推广五 成果应用与推广 1 1 成果应用效果 成果应用效果 1 1 精品课程开发 精品课程开发 全玻璃化工仿真实训教学技术促进了基于工作过程的课程建设 2007 年成功建设 了 传质与分离技术 国家级精品课程 2008 年 化工生产技术 被评为校级优质课 程 化工单元操作技术 被评为 2008 年度全国化工教学指导委员会精品课程 促进了多媒体课件的建设 成功建成了 传质与分离技术 化工单元操作技 术 和 流体输送工艺设计与操作 等多媒体课件 并分别于 2006 年 2007 年和 2008 年获得全国多媒体课件大赛三等奖 优秀奖和二等奖 20062006 年获全国第六届年获全国第六届 20072007 年获全国第七届年获全国第七届 20082008 年获全国第八届年获全国第八届 课件大赛三等奖课件大赛三等奖 课件大赛优秀奖课件大赛优秀奖 课件大赛二等奖课件大赛二等奖 图图 8 8 全国多媒体课件获奖证书全国多媒体课件获奖证书 2 2 学生竞赛学生竞赛 通过全玻璃化工仿真实训教学技术项目的实施 学生 2008 年在全国石油与化工职 图图 6 国家级精品课国家级精品课 传质与分离技术传质与分离技术 图图 7 化工单元操作技术化工单元操作技术 2008 年度全国化工教学指导委员会精品课程年度全国化工教学指导委员会精品课程 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 10 业院校化学检验工技能大赛中取得高职组团体一等奖 化工总控工技能大赛中获得团 体二等奖 其中共获得单项奖 8 项 包括个人全能一等奖 4 项 理论竞赛一等奖 3 项 技能竞赛一等奖 1 项 两名同学获得国家劳动和社会保障部颁发技师称号两名同学获得国家劳动和社会保障部颁发技师称号 a b c d e f 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 11 g h 图图 9 9 学生全国技能大赛荣誉证书学生全国技能大赛荣誉证书 图图 1010 学生技师证书学生技师证书 3 3 对外培训对外培训 全玻璃化工仿真实训装置 2008 年为中国蓝星公司培训精馏操作岗 吸收操作岗等 岗位员工 198 人 2007 年为天津理工大学化学化工学院 2004 级化学工程与工艺 生 物技术专业 78 名学生提供实训 为广西工业职业技术学院 济宁职业技术学院 榆林 职业技术学院培训教师 8 名 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 12 图图 1111 蓝星集团职工培训开学典礼蓝星集团职工培训开学典礼 中国蓝星集团天津分公司总经理冯益民 右五 中国蓝星集团天津分公司总经理冯益民 右五 公司副总经理让 公司副总经理让 保罗 右三 保罗 右三 和天津职业大学校长董刚 右四 和天津职业大学校长董刚 右四 生物与环境工程学院院长王艳国 右二 生物与环境工程学院院长王艳国 右二 总支书 总支书 记顾红 右七 参加蓝星集团职工培训开学典礼 记顾红 右七 参加蓝星集团职工培训开学典礼 图图 1212 聂云副教授指导蓝星集团员工在全玻璃化工仿真实训室进行实训聂云副教授指导蓝星集团员工在全玻璃化工仿真实训室进行实训 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 13 图图 1313 2007 年天津理工大学肖如亭老师带领学生实训两周年天津理工大学肖如亭老师带领学生实训两周 4 4 促进了示范性高职院校课程开发与教学资源建设 促进了示范性高职院校课程开发与教学资源建设 以全玻璃化工仿真实训教学技术的开发为契机 2008 年全体建设成员参与了教育 部高职化工技术类专业教学指导委员会和高等教育出版社联合组织的示范性高职院校 课程开发与教学资源建设工作 其中天津职业大学为 传质与分离教学资源库 主持 建设校 王艳国 陈则立任项目负责人 5 5 教材及论文建设 教材及论文建设 化工单元操作实训教学的研究与实践 教育与职业 2006 玻璃化工仿真装置实训教学的研究与实践 中国现代教育装备 2006 基于全玻璃化工仿真装置生产工艺技术 完成 传质与分离技术 校本教材 已列入高等教育出版社 2009 出版计划 化工单元操作实训 天津职业大学校内规划教材 2004 化工职业技能鉴定试题库 天津大学出版社 2007 生物化工实训指导 天津大学出版社 2006 2 2 成果对外推广 成果对外推广 1 全玻璃化工仿真实训教学技术成功推广到广西柳州化工技工学校 其引进了 四化合一 的实训教学技术和基于工作过程的化工实训教学项目 建成配套的筛板 式连续精馏塔系统 浮阀式间歇精馏系统 反应系统吸收 解吸系统 有 15 名教师完 成教学研究任务 650 多人次学生完成实训任务 接待 15 个团队参观学习 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 14 图图 1414 精馏塔系统精馏塔系统 图图 1515 反应系统反应系统 图图 1616 广西柳州化工技工学校全玻璃化工仿真实训教学运行证明广西柳州化工技工学校全玻璃化工仿真实训教学运行证明 2 天津理工大学非常认同全玻璃化工仿真实训教学技术和教学理念 认为这一 教学技术的开发对培养学生的综合素质和技能具有非常重要的作用 天津理工大学化 学化工学院院长 副院长曾多次来校交流 并决定建设一套全玻璃化工仿真装置 将 四化合一 的教学理念应用于实训教学 天津职业大学与天津理工大学于 2 月 27 日就天津理工大学建全玻璃化工仿真实训 装置签订协议 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 15 图图 1717 天津理工大学天津理工大学化学化工学院化学化工学院院长欧阳杰教授 副院长孙有光教授来校考察院长欧阳杰教授 副院长孙有光教授来校考察 图图 1818 天津职业大学王艳国教授 天津理工大学孙有光教授代表双方签字天津职业大学王艳国教授 天津理工大学孙有光教授代表双方签字 基于生产过程开发全玻璃化工仿真实训教学技术的研究与实践 成果总结 16 图图 1919 天津理工大学天津理工大学化学化工学院与天津职业大学签订的技术开发 委托 合同化学化工学院与天津职业大学签订的技术开发 委托 合同 3 沈阳市化学化工学校 福建漳州职业技术学院 本溪市化学工业学校 广西 石化高级技校学校 宁波职业技术学院等 10 个兄弟院校来我校参观 考察全玻璃化工 仿真实训教学技术和先进的教学理念 其中四家签署了技术服务及推广协议书 图图 2020 本溪