时间:2023-06-13 16:26:29
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化工案例分析,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

关键词:化工 清洁生产 工艺改造 循环冷却水 节能减排
中图分类号:TQ325.3 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)006-067-02
1 前言
该化工公司是采用用多元醇、多元酸等进行酯化缩聚生产聚酯产品的企业。我公司作为清洁生产技术服务单位辅助该公司开展清洁生产审核工作。在该公司的清洁生产审核过程中,在我们帮助下,企业确定实施节能降耗的清洁生产方案多个。这里仅以2个效益明显的典型项目“酯化生产工艺改造”和“循环冷却水系统改造”作为例子,作为同类企业进行节能减排改造的借鉴。
2 企业情况
该公司生产过程的酯化反应需要加热、抽真空的条件下,通过反应釜间歇进行,反应的不同阶段要求的温度和真空度都不同。企业有新旧2套生产装置,新旧生产装置的差别主要是反应的加热方式不同,旧装置采用各反应釜独立配置的燃烧机燃烧柴油产生的烟气进行加热,而新装置则采用导热油锅炉进行供热。
3 问题和解决方案
3.1 酯化生产工艺改造
3.1.1 存在问题
本来新装置是在经过旧装置实践后,进行改进设计提升后的新建项目。但建成后经过一年多的试产,发现新装置虽然生产效率比旧装置高,但产品质量始终不如旧装置,返工率较高,企业技术人员多方查找原因,调整工艺,但始终未能解决问题。
针对新装置存在的质量问题,我们分析两套装置都属同一个企业管理,并由生产部统一管理生产和工艺,原料、配方、过程控制、人员、管理等因素都没有太大差异,并可以由技术管理人员调整改善,这些都不应该成为新装置产品质量问题的影响因素,问题原因还要从套装置设备和工艺的差异中查找。
从工艺、设备等方面来看最大差异就是两套装置加热方式不同,旧装置用燃烧机进行加热,由于燃烧机烟气导热系数小,单位体积比热容低,整个传热环节热量传递阻力最大在于烟气到反应釜壁间的气固间的传热,釜壁上的热量能通过物料的搅拌迅速均匀地传到物料中,反应釜壁温度较低,物料受热比较均匀;而新装置由盘管中通过的高温导热油加热,虽然导热油温度比燃烧机的烟气低,但液体导热油和气体的烟气比较具有导热系数大、单位体积比热容高的特点,传热环节阻力最大的地方变成了粘性较大的釜内物料,这就容易导致导热油加热盘管入口段的局部表面温度过高,这部位的反应物料温度过高,导致缩聚反应过度、副反应增加等问题,从而影响产品质量。而且反应在不同阶段要求的温度也不同,全部由高温导热油加热也有其不合理之处。
3.1.2 解决方案
由于新装置设备已经建成,不太可能改回燃烧机加热的模式。于是我们根据一些企业应用情况,建议该公司将原来的一级导热油加热系统改成二级导热油加热,改善一级导热油加热系统热冲击大、受热不均匀的问题。改造前后原理图见图1。
图1 反应釜加热方式改造示意图
从图1可以看出加热系统改造变化不大,改进后的二级导热油加热系统只是在原来进釜的加热盘管外增设一台导热油泵,构成二级闭环导热油循环系统,导热油泵流量大于原一级导热油最大流量,保证一级系统的导热油能全部通过油泵和二级系统的较低温度导热油混合降温后再进入加热盘管。初级导热油流量则根据反应物料加热温度的需要通过原有的调节阀加入二级导热油系统中进行渐次升温,避免高温的初级导热油直接进入加热盘管造成物料局部过热。只要导热油泵产生的流量大于调节阀全开时的初级导热油流量,则调节阀全开时也能确保把初级导热油全部引入加热盘管用于加热,并且由于少了盘管的阻力,导热油流量将比原来还大,因此理论上改造后系统并不会降低系统原有的最大升温速度,保持较高的生产效率,还可以在需要时保持升温均匀平稳,最大限度地消除了原来局部过热问题,也有利于不同反应阶段不同的温度控制。
经此改造虽然要增加一台导热油泵,增加了设备投入和电力消耗,电耗增加并不多,却换取产品质量的明显提升。而且系统升温平稳后,在保证产品质量前提下可以适当加快升温速度,缩短反应时间,提高生产效率,总体上降低单位产品能耗。
3.2 循环冷却水系统改造
3.2.1 存在问题
通过对企业用水量的统计发现该公司用水大户在于一般企业新鲜水用量不大的循环冷却水系统。因为该公司的循环冷却水系统除了供给各类换热设备的循环冷却水外,还同时作为水环真空泵的工作用水,而水环真空泵的工作用水经过使用后含有反应釜抽出来的有机物,必须排到污水站进行处理而不能返回循环系统重复使用,导致冷却水系统浓缩倍数过低,远低于一般循环冷却水系统2-4倍的浓缩倍数。
3.2.2 解决方案
水环真空泵用水主要起到真空泵内空间分隔作用,对水质要求不高,只要控制在一定温度之下就能保证真空泵正常工作。真空泵的流水在某种程度上只是为了避免工作过程中水温过高所要求的。而实际上这个真空泵的用水量已占到新鲜水量的75%。通过对现场设备观察分析发现,真空泵工作时排水温度较低,温升不明显,显然真空泵工作用水流量设置过大。因此我们建议在真空泵排水口设置温度传感器,再通过温度变送调节阀控制真空泵的水流量,以保证既满足真空泵正常工作,又能最大限度地减少真空泵工作用水的目的。
另外,我们还发现污水站处理后的废水水质较好,而且循环冷却水系统由于通过水环真空泵的排放,水置换量较大,能较好地维持系统水质,完全可以将部分处理后废水送回冷却水系统回用。为避免回用废水及浓缩倍数增加后循环冷却水水质恶化,可通过向冷却水系统投加水稳剂的方式提高冷却水的质量,保证冷却系统的运行效能。
经过温度控制改造,真空泵用水量已降低到原来的60~70%,对真空度没有不良影响。在污水站清水池增加一台水泵和相应的输送管网系统,将经过处理达标的废水送到循环水冷却池,直接将水用于循环冷却和真空泵使用。改造后废水回用量已达到30~34t/d,是原来循环冷却水系统新鲜用水量的1/3左右,其余部分仍由自来水补充。尽管回用水有机物含量有所增加,由于该系统受真空泵用水量大的影响,循环水系统的浓缩倍数很低,改造后水质情况良好,对生产工艺没有不良影响。
经过改造后,经过真空泵排放的污水量减少了,废水COD浓度有所增加,但没有超出污水站设计范围。由于水量减少,生化处理的停留时间比原来延长了0.8~0.9倍,更有利于污水处理。据测定,清水池COD浓度比原来降低5%左右,说明该改造对废水减排是有利的。加上废水的回用,排放废水量的降低,大大降低了COD等污染物的排放总量。
该项目改造投入费用很少,却大大降低了新鲜取水量。减排了大量的废水和污染物,经济和环境效益十分显著。
4 结束语
1.1研究背景及意义
近几年来,随着中国经济的飞速发展,石化行业进入了高速发展的阶段。新增的石化工程建设项目层出不穷。虽然目前国内的中石化基础建设项目,已经有一套比较成型的控制管理模式,但其中仍然存在着很多问题。加之,随着国际石化巨商的加入,因为受到其先进的项目管理控制方式的影响,使得传统的项目管理模式,跟不上新管理的脚步,因此产生了的一系列的问题。因此,笔者认为在现阶段对中石化工程建设项目的控制因素进行深入的研究,具有较为积极的现实意义的。
1.2文献综述
2002年,安全工程研究院派出30多个人的团队,参加了上海赛科乙烯项目的HSE管理工作。按照由中国石化、BP公司共同成立的赛科董事会的决议,赛科对于HSE管理组,由60多个人组成,最终赛科乙烯机械完工,用时4900万工时,但期间没有重大事故和死亡事故的发生,HSE创造的业绩卓越。JimErnzen和TomFeeney提出,以承包商为主导的质量控制和质量保证体系,业主方对承包方在质量上进行激励,可以加强承包方对工程质量提高的动力。对于工程质量的问题,我国认为,工程质量需要由政府监督、建设单位负责、建筑产品的直接生产者这三个方面负责。对于工程费用控制,其基本上是分阶段进行的,费用控制偏重于控制施工阶段,注重对施工工程量和单价的审核和控制,然而对投资估算、工程实施方式、设计和采购阶段的费用控制明显忽视了。1983年,美国RIMS年会上,世界各国的学者,共同通过了“101条风险管理准则”,作为各国风险管理的一般性的准则,详细规定了合同风险管理的相关内容,合同风险的产生原因、识别、转移等。
2相关理论基础
2.1石化工程建设项目及其特点
在石化行业,工程建设项目相当的多,呈现出迅速发展的态势。石化工程建设项目的特点,主要体现在以下四个方面:(1)大规模的工程投资,对工程管理的水平提出了较高的要求。(2)由于大量新技术、新材料、新设备等不断被用,工程技术的发展明显加快。(3)特殊性的生产条件及安全要求,促使工程质量提出更加严格的标准。(4)工程所涉及的专业领域比较多,使得对施工现场的管理,难度相当大。
2.2项目控制的基本理念
随着石化工程建设项目的逐渐规范,工程建设项目的设计体制,以及管理体制的改革,也变得更加的深入。原来单一化的施工、采购和设计模式,已经被现代化的项目管理总承包及工程建设项目总承包的形式所代替。基于理论,石化工程项目的控制要素,主要包括项目的“HSE”控制、质量控制、合同控制、费用控制、进度控制这五大类。
2.3项目控制要素
工程项目的控制要素分为五大类,即项目的HSE控制、质量控制、合同控制、费用控制、进度控制。
3石化工程建设项目控制要素
3.1HSE控制
在石化工程建设项目中,要充分考虑到的问题是,项目完工并进行投产之后,操作人员、施工现场中的员工、周边居民的身体是否出现健康问题。推行建设HSE管理体系,既实行了中国石化集团公司关于安全、环境与健康管理的要求,更是石化建设企业,用于新市场的开拓发展、国内外激烈的竞争、新的品牌的创立以及谋求生存发展的强大支撑。
3.2质量控制
因为石油化工行业的产品及原材料,基本都具有一些缺点,如有毒有害、高压高温、易爆易燃等,因此,加强石化工程建设项目的质量控制显得尤为重要,应该将其贯穿于整个的石化工程建设项目,包括开车、安装、管理、施工、采购、设计等全过程中。
3.3费用控制
费用控制,是石化工程建设项目管理的组成部分之一,它的存在,可以有效地促进石化工程建设项目顺利地进行各项活动。因此,石化工程建设项目,通过加强费用控制的工作,可以及时地发现目前的费用控制问题,后针对问题,采取有效的控制措施,以此提高费用控制的质量与效率。
3.4进度控制
对于石化工程建设项目的施工进度,存在较多的影响因素,包括自然因素、设备和材料因素、人为因素。人为的因素是最主要的影响因素。这是由于,人可以控制石化工程建设项目的施工质量、完工时间、施工时间等,其次,是物资供应的因素,当材料周转不灵、不能合理的配置人力资源等,均会对石化工程建设项目的施工的进度起到严重的阻碍作用。
3.5合同控制
在石化工程建设项目的合同控制方面,除了有效的控制费用控制、进度控制之外,还应该对技术文件、项目监理分工、项目管理、项目施工、采购、设计的控制;项目的设计标准规范控制、设计原则控制、设计基础控制等进行控制。
4案例分析
4.1HSE控制案例分析
4.1.1项目概况项目名称:东部原油管网俄国油引进配套庆铁线扩能改造工程线路工程施工3标段。概况:该标段的线路总长达61.46km,穿越达6处,线路的管径为φ813mm,农安输油站以北
。4.1.2项目的HSE控制项目的HSE管理目标:
(1)战略目标:减小事故发生率、减小伤害率、降低污染,创造优质工程。
(2)健康目标:严防重大食物的中毒事件;充分确保全体参建人员的健康。
(3)安全目标:防止重大的交通事故;谨防火灾、爆炸事故等。
(4)环保目标:保证实现清洁生产,保护自然和生态环境。
4.2质量控制案例分析
4.2.1项目概况项目名称:上海赛科90万吨乙烯项目。概况:整个项目从2002年3月28日正式投入建设。2005年3月18日,90万吨/年乙烯装置,进入生产阶段的试车。2005年6月29日,90万吨/年乙烯项目正式的投入运行。
4.2.2项目的质量控制根据赛科项目的特点,归纳出如下的具体要求:
(1)工程设计。需要通过工程质量审计程序,确保设计的实施符合赛科的标准。
(2)施工质量。按照中国国家或有关行业颁发的现行施工质量验收标准,对施工的现场质量进行验证和评价。
(3)设备、材料质量。必须建立相关的程序,控制施工/安装的材料、物料和设备的采购、供应和交货过程。
(4)健康、安全、环保。不发生死亡事故;不发生损失事故;不发生记录事故;不发生溢漏事故等。
4.3费用控制案例分析
4.3.1项目概况项目名称:某中外合资公司。概况:年产35万吨的CS项目系,引进国外专有的生产技术,项目科研投资估算为145000万元,竣工决算为130200万元,节约14800万元。
4.3.2项目的费用控制中外合资项目费用控制的办法有以下几种。
(1)确定费用控制的目标。根据集团公司批准的初步设计,大约计算总投资下浮8.5%为项目费用控制的总目标。
(2)利用赢得值评估原理分解相关费用。
(3)确定项目的实施模式,采用EP+Cm的管理模式。
(4)推行限额设计控制费用。从费用控制的角度,对施工图设计阶段的设备材料的规格、标准、选型进行控制。
(5)推行限额采购控制设备材料采购费。
(6)施工阶段的费用控制。大规模推行流水作业,充分利用现在的机械设备,提高机械设备的利用率。
4.4进度控制案例分析
4.4.1项目概况项目名称:中国石油化工股份有限公司广州分公司加工中东含硫原油及生产清洁燃料配套改造工程。概况:通过对挖潜进行改造,达到集中处理中东含硫原油、调整产品结构、提升产品质量的目的。
4.4.2项目的进度控制
(1)在2004年8月30日,主体装置开始打桩,在2005年5月30日,常减压蒸馏装置土建正式开始。
(2)硫磺回收装置在2005年12月3日中完成,2006年3月旧投料开始试车。
(3)常减压蒸馏装置2006年3月31日完成,5月7日投料开始试车。
(4)加氢联合装置中加氢精制装置2006年6月12日完成,7月26日加氢联合装置打通全流程。
(5)延迟焦化装置2006年7月30日完成,9月16日投料开始试车。
(6)加氢催化等装置的扩能改造,2006年7月施工完成。
4.5合同控制案例分析
4.5.1项目概况项目名称:“仪征-长岭”原油管道项目与岳阳长岭炼油厂原油加工量扩改工程的配套项目。概况:在湖南石油在已建成投产的“长岭-株洲”成品油管道工程的基础上,南延广东、西延娄底的续建项目。
4.5.2项目的合同控制合同的目的,为了确定各方面的权利、义务与职责,并在各方面之间对风险进行分配,因此需要合理的控制项目的合同风险。具体做法如下。
(1)要适当的进行招投标决策,否则会导致合同违约。
(2)工程量清单要准确无误,否则会导致合同的改变。
(3)需要联系项目的计划执行,不能脱节,确保安全环境,防止安全事故发生,否则会影响合同目标的执行。
5结语
(1)引入HSE专业管理团队,能够有效改善项目的管理状况。
(2)对于大型石化工程建设项目,应建立严密的质量保证体系及质量责任制。
(3)化工工程费用的控制应该贯穿于工程建设的全部过程,在很大程度上,费用控制的好坏取决于对项目实施的各个阶段的控制措施。
(4)建立工程进度的变更方案,建立和健全工程设计的变更制度、标外工程委托及结算管理办法,制定有效的管理审批流程,并严格的按程序执行。
关键词:卓越计划;《石油化工过程及装备》;过程装备与控制工程;课程建设
“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目。东北石油大学在2011年被批准为教育部“卓越计划”第二批试点高校,其中过程装备与控制工程专业是首批入选专业。经过5年多的改革与实践,专业建立了以培养“石油石化行业卓越工程师”为目标的人才培养模式,并开展了与之相适应的专业改革和建设,取得了较好的效果。其中,《石油化工过程及装备》是过程装备与控制工程系根据“卓越工程师”培养要求,对该专业课程进行调整和整合出的一门专业主干课程。该课程既具有较强的理论性又紧贴工程实际,对学生毕业后从事设备专业及相关工作具有举足轻重的作用。本文从《石油化工过程及装备》的课程定位出发,对案例分析的运用、师资力量建设、突出实践教学地位以及开发仿真课件和网络平台、改革考核机制等措施进行探讨,以适应过程装备与控制工程“卓越人才”培养目标需要、适应市场需求。取得的经验和成果可为同类院校相近专业开展卓越工程师教育培养计划提供借鉴。
一、课程描述
《石油化工过程及装备》是研究石化设备工艺设计和结构设计的专业课。该课程整合过程装备流体力学、过程流体机械中流体力学基础部分和机器工作原理部分、化工原理,并加入化工过程反应动力学,融入石油石化特色,形成了一门集流体力学、反应动力学、质量传递动力学、传热动力学和各类型石油石化装备结构设计的综合性课程,分上下两册,计划学时为128学时。在装备专业卓越工程师教育体系中,该课程不仅是学习后续课程及在各个学科领域中进行理论研究和实践工作的必要基础,是卓越工程师教育实训环节之一――石油石化设备设计实训的先导课程,而且对学生综合能力的培养,提高学生专业素养以及整体的素质,为在未来的学习工作中提高科研能力和创新能力都起着重要的作用。因此,建设好《石油化工过程及装备》课程对于进一步提升本学科培养水平及影响力具有重要的意义。
二、课程目前存在的不足
《石油化工过程及装备》有坚实的资源基础和建设经验,但是要符合卓越工程师培养的要求,将单元设计捏合成有机的整体,并将各个资源合理搭配使用,仍然需要做大量的工作。
课程参考书目的建设。迫切需要在现有条件下,对《石油化工过程及装备》课程参考书目进行整合和革新,以满足卓越工程师培养计划要求,符合课程发展和专业发展的需要。
石油化工过程及装备实验课程体系的建设,对流体流动和化工单元操作的实验需要进行开发与整合,形成系列化的实验教学体系,辅助学生对课程教学内容的消化与吸收。
课程多媒体资源建设。需要在化工原理,过程流体机械,和过程装备流体力学基础上,整合多媒体资源,革新教学CAI课件。
建设适合本课程的实践教学条件和教学环境。在对课程内容进行整合和细化的基础上,对课程设计进行调整,以实现对学生整体观和大局观的培养。
三、课程改革与实施
根据“卓越工程师”培养计划要求,针对上述存在的不足,经过多次系内和课程改革团队会议讨论,研究和修改,已经完成了对课程的整合以及新课程教学大纲的建设工作。目前主要着力于课程教学内容细节的优化,并在石油化工过程与相应装备应用间确立明确的逻辑关系,以其实现课程内的良好过渡,为学生更好的吸收、消化石油化工过程中所涉及到的单元操作基础知识、计算分析过程和工程应用案例打下坚实基础。在以上思路下,围绕《石油化工过程及装备》课程改革有如下实施路径。
(一)提高案例分析在课程内容中的比重
《石油化工过程及装备》工艺计算部分公式繁多,为了方便学生学习并掌握此门课程,通过导入案例、案例实际应用和完成大作业等方式,在教学实施过程中引入典型案例的方法。一方面以案例为切入点,引出相关的原理、技术等;另一方面根据实际案例分析来讲解例题,使学生深入理解基本原理,更重要是让学生掌握如何利用所学理论知识去解决工程实际问题。例如“导热速率方程式”一讲当中可选择锅炉导热的案例,锅炉炉墙属于多层平壁导热,里面炉管属于圆筒壁的导热,再比如选择管道以黄夹克作保温,若已知管道内外侧的工业温度,可让同学们计算所需要多厚的黄夹克作保温等实例。
(二)加强实践环节,提高学生实践能力
《石油化工过程及装备》课程的实践教学主要体现在课程匹配实验、石油石化设备设计实训和本科毕业设计这3个环节。安排必修实验教学8学时。石油石化设备设计实训当中包含一周的典型设备工艺设计,学生运用给定的工艺参数进行工艺计算,确定设备的特性尺寸。这一周课程设计和毕业设计中某些题目涵盖了换热器工业计算、塔设备工艺计算以及搅拌釜工艺计算等。同时聘请大庆石化、大庆油田设计院工程师作为学生校外指导老师,举办多次科技讲座,为学生讲授设备工艺设计过程等专题,并到油田、石化等单位现场各科室全面参观学习。另外,吸收部分学生参与专业教师创新团队的科研项目,对学生进行产学研结合教育,使其具有相应理论知识和较强实践能力,使其成为为经济社会发展服务的专门人才。
(三)研制课程仿真实验课件、开发课程资源共享平台
在“卓越计划”实施的过程中,随着高校视频资源建设的逐步推进,如何使建设的资源得到充分利用成为探索的主题,而资源平台的建设发挥着至关重要的作用。因此,在课程建设中,制作与实验教学相匹配的仿真实验课件,构建课程资源库、开发课程资源共享平台,实现资源的网络化服务。学生可以在《石油化工过程及装备》实验课实际操作之前,在网络平台的CAI课件上进行学习操作方法、操作步骤,避免实际操作中出现问题。营造一种符合现场实际的仿真教学环境,辅助学生对课程教学内容的消化与吸收。平台运行后,不断革新技术、后期管理和维护具备可持续性,保证学习效果的积极性和长效性。
(四)建设一支适应“卓越工程师”培养要求的教师队伍
“卓越计划”必须以建设一支具有丰富实践经历、满足人才培养要求的高水平教师队伍才能保证“卓越计划”的顺利实施并取得预期成果。因此,师资队伍方面,课程负责人在本专业具备丰富的教学经验和现场实践经验,青年教师具备博士学位,课程团队积极从事教学改革与教学研究,并针对本课程制定教学改革规划,制定青年教师培养规划,具体措施如下。
1.青年教师的培训。鼓励课程组教师参与国内外专业课程教学研讨和访问交流,并定期把青年教师送到外院校、设计院等单位进修培训,积累现场工作经验,为学生讲授课程时以现场实际为导向,掌握本学科发展前景。
2.提高青年教师教学水平。教研室定期开展教学研究活动,省规划办、省高教学会立项时,鼓励青年教师积极参与立项,要求青年教师撰写教研论文。教研内容主要涉及本学科人才培养模式、课程体系设置等方面。通过学习和研讨,让相关教师具备坚实的过程设备设计、化工原理等专业知识,掌握所承担的课程在教学环节中的作用,以及与其他课程的衔接关系。
3.青年教师讲课比赛。积极推举教师参加各级教学新秀评选和各类赛课活动,以此促进教师的成熟和教学进步。通过以上措施加强师资队伍建设,从而更好地推动课程建设。
(五)考核机制的改革
本门课程采用多样的考核方式,考查学生分析问题和解决问题的能力,不再采用单一的闭卷考试模式。课程组成员将《石油化工过程及装备》考核分为闭卷考试占60%、平时成绩占40%,平时成绩由三部分组成:实践部分20%、大作业10%、研究性学习10%。闭卷考试类型包括选择填空题、分析题、计算题等。实践部分主要用于考查学生的实际操作能力、合作学习能力等,这部分内容由实验操作过程和实验报告质量确定。大作业是案例教学的一个重要环节,学生通过完成大作业,提高其独立思考能力与理论联系实际的能力。研究性学习主要是学生加入装备大学生创新团队、参与教师所研究的科研项目,培养学生创新能力。
关键词:案例;市场营销;案例教学
市场营销是一门科学、一门艺术,也是一种经济活动。市场营销学的概念、原理与策略是人们实践的结晶。市场营销案例教学是引导学生在掌握市场营销理论知识的基础上,进一步去了解社会和企业的实际,并从中发现问题、分析问题,提高解决问题、处理人际关系和增强学习能力的一种十分有效而独特的教学方法。
一、市场营销案例基本知识
1、由来
“案例”译自英语单词case,医学上译作“病例”;法学上译作“案例”或“判例”;在商业或企业管理的教学中,往往译作“个案”、“实例”、“案例”等。
案例教学法是指以案例为教学媒介,在教师的指导下,运用多种方式启发学生独立思考,对案例提供的客观事实和问题分析研究,提出见解,作出判断和决策,从而提高学生分析问题和解决问题能力的一种理论联系实际的启发式教学方法。
有“总经理摇篮”美称的美国哈佛大学商学院从1924年首开案例教学风气之先河。自此以后,哈佛MBA(工商和管理硕士)在学习期间必须修完800多个案例。通过这种将学生置于一个实际经营者的立场来学习经营管理的方法,哈佛造就了一批美国有史以来最有适应能力和解决问题能力的“职业老板”,截至1974年,该院49届毕业生有1/5的人已经成为百万富翁,有一半以上的人在各大公司担任总经理或首席业务主管的要职,目前美国最大的500家公司总经理,有1/5是从该院毕业的,《幸福》杂志称颂该学院为“豪富之班”。许多成功之士在回忆大学生活时,都认为案例教学使他们受益匪浅。由于哈佛大学案例教学的成功,使纽约大学,哥伦比亚大学,斯坦福大学,弗吉尼亚大学生等美国著名大学纷纷仿效,案例教学法得到广泛的普及。我国案例教学的引进是伴随着改革开放而逐渐发展起来的。至今,案例教学学已经成为营销管理类专业不可缺少的教学内容和教学手段。
2、特征
市场营销案例具有以下几个特点:
1)营销案例具有鲜明的教学目的性
这里所指教学目的有两层含义:第一层是狭义的目的,指通过案例的分析,让学生验证、操习和运用营销的某些概念、理论和方法,以达到学生能深刻领会、掌握、提高这些知识与技能的目的;第二层是广义的目的,这与工商管理教育的基本目标——重在能力培养——是密切联系的。这个“能力”概括了未来营销者应具备的主要能力:学习能力(快速阅读、做笔记、抓要点、列提纲、查资料、演绎与归纳等),人际交往能力(口头和书面表达、陈述见解与听取意见、小组交流沟通等),解决问题的能力(发现和抓住问题、分清轻重主次、分析原因、拟定各种解决问题的措施等)。
实践证明,营销案例教学是一种行之有效的教学形式,是贯彻理论联系实际原则的一种很好的教学方法。
2)营销案例具有高度的拟真性
高度拟真性是指案例接近营销的真实情况,案例中主要事实必须来源于营销实践;为保密或其他目的,允许对名称和某些数据加以掩饰,必要时允许对素材删减合并,但案例基本上是对事实的白描式记录。其目的是要使学生身临其境,被带入一种高度拟真情景之中。高度拟真也反映出它所提供的信息是零乱的、含蓄的,甚至是不完全的或多余的。因为现实的企业营销决策,往往就是在信息不全的情况下作出的。营销者应具备估计风险与收益的可能性、权衡利弊和果断决策的能力。案例教学正是培养这种能力。通过案例教学,迫使学生透过看似颠三倒
四、有虚有实、一团乱麻的企业营销状况的描写,学会观察、思考、分析、整理、加工、演算、假设、判断、比较和决策。这种情景教学正是案例学习的特点和优点。
3)营销案例具有相当的随机性
营销案例与其他领域的案例不同。如在医学上案例称为病例,在军事上案例称为战例,在法律上称为判例,等等。这些案例的共同特征是应用大量对以往实际情况和经历的介绍材料,来训练学生,以期学习前人分析解决问题的经验,并不要求学针对这些材料,独立地提出解决办法。而营销案例的侧重点是介绍真实的营销情形,这情形中就包含了许多已经或待解决的问题。案例所提供的营销问题,或者虽在案例中已得到解决,但要求对解决问题的思路、途径和办法加以评论;或者案例对问题的解决只字不提,由学生去观察、挖掘、分析、提出自已认为合适的、满意的解决办法和方案。
3、作用
案例教学虽然不是万能的,但却是一种独特的、重要的且很有效的教学方法。它在工商管理教育中有着特殊的意义。
1)有助于丰富学科理论知识和加深对学科理论的理解
案例具有提供知识的功能,能使学生了解到某一国家、地区、行业及某类组织的背景知识,有助于拓展视野、增长知识。任何案例都或多或少地蕴藏着学科思想,因此,案例分析可以通过从个别到一般、从具体到抽象的认识方法,揭示隐含在案例中的学科思想,寻求带有普遍指导意义的内在规律,使之上升到理论的高度。同时,案例分析与一般教学中以抽象理论框架为依托、以具体事例为佐证的方法正好相反。所以,相对来说,案例教学使问题更容易理解,更具有思辨性和启发性。
2)能极大地增强学生的社会适应能力
学生通过大量案例的分析与讨论,不仅可以得到多方面的训练,而且可以从中总结出处事的原则与方法、经验与教训。这些原则、方法、经验和教训能反映出特定时代某种活动的内在规律。掌握了这些规律,学生就可以此作为参考和借鉴,触类旁通,应付各种复杂的工作环境,增强社会应变能力和适应能力。
3)能更好地指导学生的实践活动
案例本身就是理论联系实际的桥梁。案例分析的一个突出特征就是采用大量的真实事例作为分析的对象和内容。优秀的案例往往以现实问题作为研究对象,以事实为依据,并将理论知识寓于案例中。通过案例分析,可以使大量的感性认识上升为理性认识,从而更好地指导学生的实践活动。
4)能有效地将知识转化为技能
案例教学的最终目的是要将学生的知识转化为技能。学生经过系统的理论学习,其理论往往会掌握得比较全面,但由于缺乏实际操作经验,往往导致能力的欠缺。案例教学最主要的功能就是为学生提供一个逼真的、具体的情景,迫使他去思考,去分析,去处理问题,从而得到实际锻炼的机会。同时,案例教学本身也需要学生之间的合作、交流、分析与研讨,这就有利于培养学生合作共事和沟通交流的能力。因此,案例教学是适应工商管理教育特点的行之有效的教学方法和手段。
二、市场营销案例分析技能
案例分析是案例教学的关键环节,它主要包括以下技巧问题。
1、案例分析的角度、过程、方法
1)案例分析的基本角度
案例学习者面对的是已发生的人和事。案例分析的有效途径是将自己置于案例涉及的组织中,是当事人而不是局外人。因此案例分析有两个基本角度:一是当事者的角度。在案例分析时,有意将自己融会于案例所描述的情景之中,站在案例中主要角色的立场去观察思考,才能有真实感、压力感和紧迫感。二是主管者的角度。这是为了使案例分析具有全局性和综合性,学习者应直接把自己当作主管者,站在此高度去观察、分析、处理问题。2)案例分析的一般过程
它包括以下几个步骤:
(1)找出案例的主要矛盾,即关键问题是什么。
(2)找出与关键问题相关的背景、内容与重点。
(3)选择适合本案例的一般分析方法。
(4)有明确分析的系统及主次关系,并找出建构自己分析逻辑的依据。
(5)从案例提供的大量而杂乱的信息中,归纳出条理与顺序,并提出初步解决思路。
3)案例分析的一般方法
(1)系统法。
系统法将案例中的组织看作一个整体,用系统的观点去分析这个组织及某个工作系统的各个组成部分和它们的相互联系、因果关系,有助于深刻理解有关行动和更清楚地看出问题,这是系统法的思维模式。系统法的模式则多采用图示工具,因为用图能帮助人们理清系统的有关过程、各有关因素在系统中的地位和作用,如决策树形图、因果关系图等。
(2)行为法。
着眼于分析组织中各种人员的行为和人际关系,因为组织是由人组成的,有关的组织因素和技术也是由人的行为来体现的。人们的认识、信念、态度、个性等心理因素,人在群体中的表现,人与人之间的交往、沟通、冲突和协调,组织中的与外界环境的关系,他们的价值观、行为规范和社会结构等,都是行为法所要关注的。
(3)决策法。
对于用系统法分析的结论,向已构成的决策树提出多种备选方案,采用一些规范化、程式化的模型和工具,进行定量分析或定性分析,进行对比和评价,为经营管理决策提供有力的依据。
2、案例分析中教师的角色与作用
案例分析中有两种主要的角色:一是教师,二是学生。教师是导演,负责提供教学案例材料,组织学生开展讨论;学生是演员,根据老师提供的案例材料进行思考与讨论,并对案例中提出的各种问题作出正确的结论。案例分析效果的好坏与导演的导技、演员的演技都有重要的关系。
从总体上讲,教师在整个案例分析过程中要做好以下三方面的工作(此处只做简单介绍)。
1)教学准备。这阶段主要工作包括:选择恰当的案例、拟订思考题或讨论题、确定案例教学的组织形式。
2)主持案例讨论。案例分析不是讲授,主要是组织学生讨论。案例分析课开始,教师用几分钟简要介绍一下案情,布置讨论思考题。学生利用一定的时间,对照讨论题,反复思考,推敲案情;待学生基本熟悉案情,得出基本结论时,再组织讨论。
3)讨论后总结。课堂讨论结束后,教师一般要作一个总结。总结的目的主要是肯定那些具有创造性的见解和符合逻辑的分析,并从理论上加以说明,当然也要指出讨论中存在的缺点和不足。
3、案例分析中学生的学习过程
学生是案例分析的主体,案例分析的过程基本上是学生通过自已努力来逐步领悟的过程。换句话说,案例分析过程,对学生来讲既是一种收集分辨信息、分析查找问题、拟订备选方案和作出决策的纵深演进的过程;同时,也是从个人阅读分析到小组学习讨论,再到全班交流,形成共识的过程。
从总体上讲,学生在整个案例分析过程中要做好以下几方面工作:
1)学习准备
(1)案例阅读。这一步骤是在课外完成的。先由教师指定某一案例,并推荐相关的参考文献,围绕特定案例布置几个思考题,引导学生去“读”案例。
(2)课堂预备讨论。在学生个人阅读分析的基础上,根据教师划分或学生自由组合的小组进行全班课堂讨论的准备工作。
2)课堂讨论
这个环节是案例教学的重要部分,是师生教与学所作努力的集中体现,也是学生主动参与、积极思考、相互合作以发挥他们分析问题能力的关键。这一阶段应注意的问题是:
(1)课堂讨论包括的步骤。首先是“摆事实”,由学生简要回忆案例中的主要情节;然后是“找问题”,问题可能不止一个,这就要在各组讨论发言中罗列并分清主次。下一步就是“查原因”,找出问题产生的根源,于是便可对症下药,提出有针对性的对策和措施。每一小组所列对策必须有两个或两个以上,权衡比较后就可“作决策”了。
(2)注意倾听别人的发言。课堂讨论是学习案例的极好机会,而“听”正是讨论中学习的重要的方式。听之所以重要,是因为课堂讨论的好坏不仅决定于每一个人的努力,而且也取决于全班的整体表现。集体的分析能力是因全班而定的,它的提高不仅靠个人的经验的积累,也要靠全班整体的提高。重要的是要使全班同学学会自己管理好自己,自己掌握好讨论,不要离题万里,将讨论引入歧途。
(3)要积极参与、主动进取。足球界有句名言:“一次良好的进攻就是最佳的防守。”这话对案例讨论完全适用。要在讨论中收到理想的结果,使每个学生在这个过程中都有所收益,需要所有学生的积极参与。学生要努力做到敢于发言、善于发言和不怕发言不当。你不敢发言,无非怕出了差错,丢了面子。你总想等到万无一失、绝对有把握时再发言,可惜这种机会是极为罕见或根本没有的。积极参与的精神能使学生勇于承担风险,而做好营销工作是不能不承担风险的,这种精神正是优秀营销主管最重要的品质之一。
(4)记录学习心得。养成记录学习心得的习惯,对于案例学习研究乃至以后实际工作至关重要。如此聚沙成塔,持之以恒,即会收到量变到质变的效果。心得既有个人阅读中的体会,也有课堂讨论中别人发言的新颖观点和独到之处。
3)撰写书面分析报告
经过阅读分析、小组研究和课堂讨论几个阶段后,案例学习的认识、收获由浅入深,由少到多,这时教师会要求每个人上交书面报告。
三、市场营销案例教学范例
为了进一步深化与提高市场营销案例的教与学,帮助学生提高案例阅读、个人分析与准备、分组预备讨论等学习效率,特提供一个案例供教师教学与学生学习参考。
案例:洁丽日用化工公司
十几年前,洁丽公司与日本丽斯公司技术合作,往国内引进该公司丽斯品牌的化妆品,双方各投资40%,另有20%由当地建厂的乡镇个体户出资。日本丽斯品牌在日本不出名,但由于中国当时开放不久,日用化学品和化妆品缺乏,大家也不在乎品牌。十几年间,合资生产的丽斯牌化妆品,在江南一带颇具知名度,有数百个专柜遍布城乡各地的小百货商店,并有几百位化妆师(销售与推广)和美容店。近几年,由于人们消费水平提高的缘故,以及不少欧美品牌进入中国市场,丽斯在人们心目中地位下降,销路萎缩。此时那几个占20%份额的小股东希望让出股份。假使你是洁丽公司的负责人,你有哪些应对策略和方案?
(1)有三种可能方案:
方案1:品牌重新定位。
方法2:收购散户小股东的股份,使洁丽公司控超过50%,然后找一流的厂商技术合作,或一流产品。
方法3:寻找机会脱售持股。
(2)方案的分析:
方案一:
利:可利用原有的销售渠道、服务人员以及与经销商的良好关系、化妆品本身的价值较难衡量的较高的附加值,重新定位锁住目标市场。
弊:因为市场变化快,进口关税逐渐降低,会使整个企业转型有较高的风险。
方案二:
利:Ⅰ.可利用原有的销售渠道与服务人员。
Ⅱ.除可重新定位外,还可与其他知名品牌厂商合作,进入其他市场。
Ⅲ.控股权扩大,经营方式较有弹性。
弊:Ⅰ.投资金额较大。ⅠⅡⅢ
Ⅱ.日方态度不易掌握。
方案三:
利:避免激烈竞争,可将资金转作他用。
弊:原有的渠道和人员、队伍全部放弃相当可惜。新晨
(3)建议:
采用方案二,接受小股东的退股请求。
本题的关键点是:
1、想要放弃原有的市场或产品,而进入全新的陌生领域,即仅靠创造新产品,而放弃原有产品来改善公司目前的状况,都可能使企业受到更大的损伤。
2、产品的创新或多角度经营,也有可能为公司创造更好的将来,成败的关键在于信息的搜集是否齐全、利弊评估是否准确。
参考文献:
(1)杨明刚,市场营销100个案与点析,华东理工大学出版社2004年出版
(2)林军,案例教学法在市场营销教学中的应用[J].甘肃政法成人教育学院学报,2003.3
(3)姜元桥,推销技巧,高等教育出版社,1998年出版
高级会计师考试从2003年开始,至今已经历了7年。2010年是考试的改革之年,无论考试思路还是考试大纲都发生了很大的变化。本文就这些变化以及应采取的应对策略谈谈看法。
一、考试思路新变化
随着经济的发展,越来越多的中国企业走向世界,跻身于世界500强之列。与之相适应,中国传统财务会计人员的知识结构急需进行调整,以适应时代要求。高级会计师是企业(单位)的高级理财人员,他们通常以总会计师、财务总监、首席财务官等身份对企业的会计信息系统、价值管理、风险控制承担重要职责。为了调整高级财务会计人员的知识结构,今年《高级会计实务》考试的思路发生了新变化,主要体现在以下几点:
一是“高”:高级财务会计人员应具备战略规划能力,从公司全局和长远发展思考问题,制定公司财务战略,保障公司健康持续的发展。
二是“新”:高级财务会计人员要利用最新的金融工具进行投资、筹资和风险管理,通过资本运营创造价值。
三是“实”:高级会计师资格考试注重实用性,通过学习,能提高财务会计人员在财务管理中的实际操作水平。比如,在“企业并购”章中,要求学员掌握企业并购的动因与作用、企业并购的类型、企业并购的流程、并购融资与支付对价、企业并购后的整合、企业并购会计等,这些内容环环紧扣,步步深入,非常实用。
二、考试大纲新变化
基于以上考试思路的变化,今年《高级会计实务》考试大纲发生了重大变化,由以前侧重考核会计核算转向侧重考核财务战略、财务管理和风险控制。考试大纲的内容和主要变化见表1。
三、应试策略
(一)认真研读考试大纲
考试大纲框定了考试的内容,由于高级会计师考试不同于初级、中级职称考试,不讲究知识的系统性,而是注重高精尖的知识,因而,认真研读考试大纲是高效率复习的最有效方法。
(二)了解出题规律
高级会计师考试采用开卷笔答方式,采用案例分析的题型,完全不同于中级职称考试,没有单选、多选等题型,不要求死记硬背。通过案例分析,考核应试者运用会计、财务、税收等相关的理论知识、政策法规,对所提供的有关背景资料进行分析、判断和处理业务的综合能力。
(三)掌握答题技巧
由于高级会计实务采用案例分析的题型,在回答问题时就不像单选、多选那样答案是唯一的,而是开放性的,答案可以多样化。考生应掌握答题技巧,才能准确回答问题。
例1:2009年试题中,案例分析二考核内部控制,要求考生根据《企业内部控制基本规范》的要求,分析、判断该公司董事会会议形成的上述决议中有哪些不当之处,并简要说明理由。其中资料(1)表述董事会决议内容是:“控制目标。会议首先确定了公司内部控制的目标是要切实做到经营管理合法合规、资产安全,严格按照法律法规及相关监管要求开展经营活动,确保公司经营管理过程不存在任何风险”,考生应这样答题:
“1.内部控制目标定位于保证经营管理合法合规、资产安全的观点不恰当。理由:内部控制目标不仅包括合理保证经营合法合规、资产安全,还包括财务报告及相关信息真实完整目标、经营效率和效果目标、促进实现发展战略的目标。
2.确保公司经营管理过程不存在任何风险的观点不恰当。理由:内部控制的任务是将风险控制在可承受度范围内”。
答题时注意:考核内部控制应回答“不恰当”,不要回答“不正确”,因为内部控制属于“规范”,而不是“规定”;答题不要过于冗长,应简明扼要,抓住关键词。
例2:在2009年试题中,案例分析八考核了金融资产转移,题干是:“20×8年10月1日,甲公司将持有的戊公司债券(甲公司将其初始确认为可供出售金融资产)出售给庚公司,取得价款2 500万元已于当日收存银行;同时,甲公司与庚公司签订协议,约定20×8年12月31日按2 524万元的价格回购该债券,该债券的初始确认金额为2 400万元,假定截至20×8年10月1日其公允价值一直未发生变动。当日,甲公司终止确认了该项可供出售金融资产,并将收到的价款2 500万元与其账面价值2 400万元之间的差额100万元计入了当期损益(投资收益)”,要求根据资料,分析、判断甲公司的会计处理是否正确,并简要说明理由;如不正确,还应说明正确的会计处理。考生应这样答题:
“1.甲公司出售戊公司债券的会计处理不正确。
理由:根据金融资产转移会计准则的规定,在附回购协议的金融资产出售中,转出方将予回购的资产与售出的金融资产相同或实质上相同、回购价格固定或是原售价加上合理回报的,不应当终止确认所出售的金融资产。企业应将收到的对价确认为一项金融负债(或负债)。
2.正确的会计处理:出售戊公司债券不应终止确认该项可供出售金融资产,应将收到的价款2500万元确认为一项负债(或金融负债、其他应付款、短期借款),并确认24万元的利息费用(或财务费用)”
答题时应注意:要求判断是否正确,就回答“正确”或“不正确”,不要嗦;简明扼要写出正确的处理办法就行。
(四)合理安排复习时间
在高级会计师考试中,学员均是单位的业务骨干、财务负责人,工作非常繁忙。无论多忙,一定要上班时每天坚持复习3小时左右,休假日复习时间在8小时左右。在复习时,先认真研读考试大纲,然后做习题,最后练习模拟题。
关键词: 《电气控制及PLC技术》 工程案例式 教学设计
1.引言
《电气控制及PLC技术》课程是电气工程及其自动化专业课程体系中的核心专业课,是一门理论与实践结合、应用性和工程性很强的课程。
传统的PLC技术及应用课堂教学以讲授各章节的理论知识为中心,学生以学习理论为主,对工业电气工程中的实际应用能力缺乏训练,学生难以建立“工业工程控制系统”的概念,缺乏工程应用能力。
本文通过工程案例式教学法激发学生的学习兴趣,带动基础知识学习,锻炼学生的工程应用能力,最终培养出能够进行专业的PLC自动化工程项目设计、编程、调试、维修技术的高技能人才,能直接为企业所用的“成品”人才。
通过行业、企业调研,PLC目前广泛应用在自动机床控制、机电产品生产工艺过程控制、采矿和冶金工业控制、化工生产过程控制、轻纺生产控制、锅炉和水塔控制中、木材加工控制、交通运输,以及市容市貌装饰等方面,综合以上企业需求,拟定8个相对应的工程案例:1)装配流水线PLC自动控制系统;2)交通灯PLC自动控制系统;3)自动切割机PLC自动控制系统;4)恒温恒压供热供水PLC控制系统;5)电梯PLC自动控制系统;6)化工生产线PLC自动控制系统;7)数控机床PLC自动控制系统;8)纺织机PLC自动控制系统。8个案例涵盖了学生的就业范围,符合工程案例的4个要求:目的性、真实性、启发性、生动性。通过这些工程案例的学习,学生具备相应的工程能力。
2.工程案例式教学内容设计
针对选定的工程案例,以启发引导式教学方法,让学生主动了解工艺过程分析控制过程理解控制要求分解控制任务学习所需理论知识设计PLC控制系统编制PLC控制程序。在这个过程中涵盖了大纲中的所有教学任务。
以第四个工程案例恒温恒压供热控制系统为例,采用以上教学方式,学生们通过分析了解获得图1所示某校学生公寓恒温恒压供热控制系统图,进一步分析其控制要求,得到其PLC控制系统图,如图2所示。
3.建立以工程应用能力考核为核心的学生质量评价体系
学生质量评价实行工程案例学习过程考核方式,采取过程考核与综合考核相结合,过程考核在实施教学任务过程中进行,每个任务完成后,学生自查、教师评价,按平时的考勤、学习态度、听课情况、实践能力、项目完成情况等进行评价;课程结束后进行综合考核即期末考试。一改以往的“教师一次性”评价方式,让学生进行自我评价及互评,再结合老师评价一起确定学生的最终评定成绩。
工程案例式学习过程考核分为:基础理论考核,占35%;分组讨论结果考核,占20%;参与度考核,占15%;总结及设计终稿考核,占20%;其他课程考核,占10%,以及附加成果加分。
4.结语
采用工程案例式教学方法,培养企业需求的人才,提高学生的企业工程应用能力,关键在于工程案例的选取、教学过程的设计实施和教学效果的评价。本文以恒温恒压供热控制系统为例,从这三个方面入手介绍了本校的《电气控制及PLC技术》课程教学情况,以求与企业要求实现无缝对接,培养出能够进行专业的PLC自动化工程项目设计、编程、调试、维修技术的高技能人才,能直接为企业所用的“成品”人才。
参考文献:
[1]张永华.应用案例教学法提高大学生工科素质的探讨[J].云南农业大学学报,2012.6(1).
我校化工专业课程设计安排顺序是在大二学完《化工原理》课程后做《化工原理课程设计》,大三学完《化工设备机械基础》后做《化工设备机械基础课程设计》,但是《化工设计》这门课后没有课程设计,《化工原理》着重于介绍工艺流程操作条件优化和设定,而《化工设备机械基础》着重于设备的介绍,在学习完《化工仪表自动化》、《化工反应工程》、《化工工艺学》后学习《化工设计》。《化工设计》是一个综合性的化工设计知识的介绍,把以前的设计知识融合为一体,所以在《化工设计》课程后安排一个《化工综合设计》可以让学生把以前所学的知识串联起来,通过设计学生明白了以前所学的课程知识的真正用途,知道了怎样利用理论知识去思考和解决实际问题,并且对以后的毕业设计在心理上也有了一定的准备[4]。课程设计的时间安排上也应有所调整,专业课程设计是一个综合性的环节,每一个化工工艺和化工设备等方面的设计问题的解决要想让学生达到理想的设计效果,需要大量的时间查阅资料,计算画图,所以一个星期的设计周期太短,完成不了工作量。这个问题可以通过两种途径解决:第一在课程设置上,理论课结束后安排两到三周的时间让学生做设计。第二授课老师在理论教学过程中就可以根据所授内容把设计内容安排给学生,让学生边学习理论知识边进行设计,带着目的去学习,效果更好。
2本科院化工类教师队伍的建设
2.1教师知识体系的调整
作为理科出身的教师要拓展自己的知识结构,从理科思维模式里面跳出来,可以从两个方面改变自己的知识结构。首先作为高校教师肯定要有自学的能力,通过自己学习拓展化工方面的知识,第二学院采取“请进来”和“走出去”的模式。“请进来”就是请相关院校经验丰富的老师来授课,“走出去”就是让教师到外面办学成熟的工科院校去学习相关的理论知识或者到相关企业挂职,积攒实践和工程经验,培养工程和创新思维[6]。教师的知识体系的完整和实践经验的丰富才能提高化工类学生课程设计的能力。
2.2建设一个以化工类课程设计为中心的教学团队
作为化工类课程设计的指导老师,一般一门课程实践最多只能指导20人左右的学生,一门课程设计就需要5个左右的老师进行指导。要想达到一个很好的指导效果,指导老师必须对所指导的内容和相关知识有很深的专业功底。而化工类课程设计所涉及到的内容比较多,比如说《化工设备机械基础课程设计》着重于设备的计算设计[7],《化工原理》着重于工艺流程条件的优化[8],指导老师可能只上其中的一门课程,那对其它课程体系和主要内容的掌握可能就不够。这样在指导过程中就不能够全面的解决学生的问题。基于这种情况,我们可以建设一个以化工类课程设计为中心的教学团队。在这个团队里面,每个人都要讲授与化工类课程设计相关的每一门课程。这样教师不仅可以在授课的过程中做到真正的集体备课,采他人之长,避己之短[9]。团队里每一个教师还可以通过这种方法掌握所有与化工类设计相关的知识,在指导每一门课程设计的时候都能做到把握大局。只有你对这门课程有深入的了解,你才能够很好的指导化工类课程设计。
3教学方法的改革
传统的化工类课程设计的教学方法就是在理论课结束后老师布置课程设计的题目,一般设计周期为一周,一周时间类学生进行设计计算,中间有问题随时和老师交流,设计结束后交给老师检查。这样的课程设计题目单调重复,学生在设计的过程中没有形象的设备工艺流程实体概念,只是教条的按照书本知识计算模拟,很难达到化工课程设计的创新实践能力的培养。所以教学方法和教学方式也应该有所调整。
3.1授课过程中的加大案例分析与实践的部分
在授课过程中的加大案例分析与实践的部分,我校从单一师范性院校转型为应用型本科学院后加大了与企业的合作,走产学研发展的道路。每年都有很多老师到企业挂职,也提供了很多实习见习的基地,在发展产学研的同时也给教学提供了一定的优势。以《化工设备机械基础课程设计》为例,《化工设备机械基础课程设计》主要是对三种典型化工设备换热器、塔设备、反应釜的设计,在讲解它们结构的时候,带学生到企业里面变看实物变讲解,这样学生才能对法兰、对裙座、对换热器的不同管板有形象的认识,这样面对相关设备的设计时就能有很好的把握[10]。另外在传统化工设计的设计书和图纸完成后可以根据具体的课程设计让学生分组做与设计相关的模型。比如《化工原理课程设计》可以让学生做一个工艺流程模型,化工设备机械基础课程设计》可以让学生做一个设备的模型,我们所在的课程小组就用卡纸做过相关的设备模型和工艺流程模型,极大激发了同学们的积极性,学生为了能做好其中的附件和主体设备,会自主的去查阅大量资料。在课程设计答辩后做一个模型展览,既能增加设计者的自豪感,也会激发下一届学生的学习积极性。
3.2以参加化工类设计比赛带动学生工程能力的培养
国内现在以化工设计为主的大赛很多,比如“华南化工设计大赛”、“中国石化-三井化学杯”等化工设计大赛[11]。对于化工专业的学生,在授课过程中教师传授一些相关赛事的内容,展示一下以往参赛者的作品,激发学生的积极性。在具体的指导过程中,可以采用专兼职教师同时指导的模式,由学校的教师指导专业课基础的学习,由企业的工程师进行课程设计专项训练,提高学生的工程设计能力。在2013年的“中国石化-三井化学杯”材料与化工学院学生第一次参赛就获得华中赛区一等奖,国家二等奖的好成绩,不仅让参赛学生的综合实践工程能力得到了大幅度的提高,还给下一届的学生树立了好的榜样。很多化工专业的学生从大二就开始着手为化工竞赛打基础,学习相关软件和绘图工具,提高自己的工程实践和创新能力。参加比赛很好的带动了化工课程设计能力的培养。
4结语
关键词:化工原理;工程意识;实践教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)19-0198-02
化学工程专业应当培养学生综合地运用科学原理、方法和技术对已有技术进行消化吸收并具备一定的研究开发能力,解决化工生产过程中的复杂工程问题,同时能够在工程项目中完成工艺、设备和控制等方面的合理设计。中国的高等工程教育模式下的毕业生在进入企业后没有严格的工程师岗位培训系统,也很少有工程项目的集中实践经验。中国工程教育的培养和当前社会市场经济转型期对工程技术人才的需求已经不匹配。大批经由高等院校工程教育培养出来的工程技术人才往往较难适应生产企业、设计院等单位对人才的要求。
化工原理课程是一门以化工单元操作为主要内容,以“三传”研究方法论为主线的工程技术基础课,它不同于化学和物理化学等基础学科,因为基础课程以简单的、理想的模型做为研究对象,采用的是严密的数学分析法;而化学工程学科都要面向实际的繁杂的工程问题,加上生产过程中影响因素繁多、物系的巨大差异、操作条件各不相同,大多数问题需要依靠理论指导下的工程化手段来解决。因此在本科教学中应该尽早让学生建立技术经济思维能力,培养工程思维模式,树立工程观念、工程意识,进而让学生能用工程观念分析、解决工程实际问题。本文从研究方法的角度,并结合化工原理的理论教学、实验教学和课程设计等环节来探讨对化学工程师的培养问题。
一、理论教学实现工程意识培养和思维转变
在当前的化工教育中,前两年的学习课程基本没有重点培养工程的观念,学生基本上学习的就是工程基础、物理、高等数学、基础化学等理论性较强的课程。所以,学生对设计、工程没有明确的认识,不能把理论与实际相结合。化工原理是一门衔接基础化学课程、后续的化学反应工程、传递过程等专业课的一门主干课程。基础化学课程的知识不仅是分析化工过程问题的重要工具,还是化工过程的基础。如流体输送、换热、蒸发、精馏、萃取、吸收等单元过程教学中所涉及到的化学原理知识,都是学生在前期物理、化学学习过程中的重点内容。另外,目前出版的化工原理教材内容大都按设计计算―操作分析―单元设备设计的章节结构来编写,课堂教学中应对单元设备的作用、功能进行对比分析,使学生明白其相同点与差异,增强学生对单元设备的正确选型、设计的综合能力。虽然各种单元操作基本方程的推导很重要,但是还应该把应用作为重点,培养学生的工程观念,让学生能够理论与实际问题相结合。案例教学在过程分析中的出发点是单元操作的物理化学原理或者物理,终点是工程目的。在分析时,暂时摆脱繁多公式的约束,通过推理、逻辑思维,发现问题、提出问题、讨论和解决问题。以数学作为基本工具,对过程进行数学模型识别,建立模型,进行实际的案例分析。
因此,在化工原理课程的理论、实践教学过程中就应该在理论的基础上尽可能提高学生的工程意识。具体来说,首先让学生明白化工原理与前面所学的物理、化学是性质完全不同的课程。强调此课程如何把研究成果开发放大为中试,再开发为生产规模,是连接基础研究与工业生产的架桥。通过加强案例教学,使学生尽早树立工程观念[1]。虽然各单元操作的数学模型的推导重要,但更应该侧重实际工程应用,让学生能够将理论与实际工程相结合,培养学生的工程观念。
二、化工原理实验教学中强化理论知识消化吸收与工程应用概念
实验环节是研究问题和学习的重要环节,既是培养学生理论与实际相结合的重要方法,也能训练学生的动手能力和实验技能。化工原理实验是同理论课程教学一起开展的实践性教学环节,实验涉及到工程实际,实验设备和工艺流程相对复杂,部分实验装置甚至接近于中试。为激发学生的学习兴趣和增强工程实践能力,加强实验教学是化工原理教学改革的一个重要切入点。如在实验教学中,教师可以把科研中的单元过程,如分离工程案例分析引入到实验教学课堂,既可以丰富实验教学的内容,又能够提高学生对化工实践和解决实际问题的认识[5]。在化工原理实验中,学生能够接触到与实际生产设备结构性质相同的工程实验装置,能够提升学生的工程意识。对于每个实验,如果能够要求学生独立分析单元设备的结构、设备的布置、实验装置流程,再结合教师的详细讲解,这样就可以使学生在实验过程中初步形成工程化概念。
完善实验教学方法,提高实验技能,训练工程思维,是实验教学成功的关键所在。增强实验教学的每个环节监控,包括流程预习、实验装置、课堂理论讲解、实验操作技能培养、实验数据分析和综合成绩考评等。实验过程中及时发现实际工程问题、找出解决方案,也算是建立工程观念的一条有效途径。通过观察实验现象,来引发学生自己思考问题。化工原理实验教W的内容紧紧围绕实验研究方法设计,学生可以在实践中巩固理论课所学的方法论。
三、化工原理课程设计突出理论教学与工程设计的对接
化工原理课程设计是一个综合性的实践教学环节,可提升学生的综合应用能力,通过学生独立完成规定单元操作设计的训练,掌握相关工艺、机械设计的能力;课程设计环节以实际应用为目标,通过实践可提高工程意识和实际应用能力。而且通过该环节,可使学生综合运用相关课程理论知识,增强查阅文献数据的能力,并增强通过工程语言如图表、文字表达设计结果的能力,进而可以提升学生的工程制图的能力。这样,学生通过一次课程设计,可以掌握机械设计的训练、单元设备相关工艺,使工程的概念得以提升。
应当指出的是,课程设计的目的不单纯是为设计而设计,而是培养学生解决问题和分析问题的综合能力。在进行课程设计之前,学生基本没有参加过工程实践,所以指导教师有必要提醒学生,工程上的问题往往受到诸多因素影响,不像他们以前所学的自然科学范畴的数学、化学和物理等课程的答案是唯一的,工程问题的答案往往不止一个。所以需要将每种可行方案进行可靠性、先进性和经济性等方面的比较和选择,最终选择一个可靠的实施方案。经过这样的指导和亲自参加工程设计实践,学生的灵活性和工程应变能力都能够得到初步锻炼,进而为他们今后走上工程师岗位打下初步基础。课程设计主要是针对实际工程中的问题,让学生得到实际锻炼的机会,课程设计内容注重理论联系实际工程。请工程经验丰富的工程师现身讲解学生需要面对的专业热点问题或典型工程问题。让学生走进企业、工厂实践,了解和感受工业生产过程的实际状况。另外要培养学生的工程实践能力,强调工程软件(PRO II,Aspen,Auto CAD等)的上机操作与实际应用,加强学生的工程培训实践教学,让工科学生掌握这一进步的设计手段。
四、结语
要加强学生工程意识的培养,我们在搞好理论教学、实验教学和工程设计的同时,更多地要让学生走出课堂,深入生产和科研实际。使学生能够将所学的知识应用于研究和解决生产问题的工程实践中,让学生体会到解决实际工程问题的喜悦与自豪。要逐步培养学生重践、重应用的热情,培养学生积累资料的习惯和兴趣,培养学生寻找课题、在生产实际中发现问题、掌握解决问题的步骤和方法,在教学过程中培养学生工程化的思维,培养他们热爱化学工程专业,使学生热爱所学专业。
参考文献:
[1]倪献智.化工原理课程教学中突出工程观点和方法教育[J].化工高等教育,2007,95(3):79-82.
[2]李凝.从培养学生工程思想出发谈化工原理教学改革[J].广东化工,2009,36(8):281-283.
[3]郭瑞丽,袁军,张建树.全国化工设计大赛对化学工程与工艺专业教学的启发[J].高教论坛,2013,169(11),59-60.
[4]刘作华,李泽全,谭世语等.论化工原理课程教学与学生工程意识的培养[J].广东化工,2008,35(9):147-150.
Paying Attention to the Cultivation of Basic Qualities of Chemical Engineers in the Teaching Process of Chemical Engineering Principle
YUAN Jun,ZHANG Jian-shu
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832003,China)
关键词 情境认知 教学模式 初探
中图分类号:G424 文献标识码:A
On Coal Chemical Technology and Equipment
Teaching Mode Based on Situational Cognition
CHEN Xiaojuan, WANG Chang, TAN Xin
(Mechanical Engineering School, Inner Mongolia University
of Science & Technology, Baotou, Inner Mongolia 014010)
Abstract During the process of teaching of "The coal chemical technology and equipment", the situated cognitive theory was applied, the teaching model was reformed and innovated correspondingly, and the teaching practice and examination were planed. These have proved that the teaching effect had been improved significantly.
Key words situational cognition; teaching model; initial exploration
高等教育承担培养创新人才的历史使命,要着力培养学生的创新意识,提高工程创新能力,从而要求教师能够打破传统的教育观念与模式,引导学生形成自主探究和体验知识的过程。情境认知理论在教学过程的应用,不仅更新了学生对学习的理解,而且逐渐成为了学习理论领域研究的主流。
1 情境认知理论应用概述
情境认知理论应用到教学之中,能够达到学生掌握知识和知识实践的目的,基于情境认知的教学就是由教师创造有利于创新思维的教学、学习情境。针对不同的教学内容,教师可以进行问题情境、案例情境及工程背景情境等情境的创设,通过问题情境的解答过程、案例分析讨论的探索过程,具体工程及背景的研究过程等多种方式的拓展性教学,引导学生创造性地运用自身知识去自主发现问题、讨论问题、解决问题,培养学生的创新思维和学习能力。
2 基于情境认知的煤化工技术及装备课程教学模式的探索
2.1 课堂教学环节
本环节中,针对不同教学内容,建立不同情境认知的教学模式,使知识点形象化、实际化,知识结构条理化,学生能够在具体的情境中掌握教学内容,实现理论与实践的统一认知。
2.1.1 采用“三位一体” 案例式情境认知教学方法,提高课堂效率
所谓案例式“三位一体”教学是指将设备、仪表以及工艺三者有机结合,并加强相关课程引入的综合教学。现代煤化工具有自动化程度高、工艺先进以及设备大型化的特点,将控制理论加到教学中并加以化工工艺知识的学习,可以让学生更快地适应现代化工的发展和要求。将多学科知识应用到该课程教学当中,用工程实例来启发学生,在循序渐进的案例情境教学中,通过对大量案例的讲授、分析,学生更易于体验和掌握知识,也能从中学会理论联系实际的方法。
2.1.2 充分利用多媒体手段,构建工程情境认知背景下的教学方式
此情境的创设需要教师收集充足的教学素材,并加以整理完善,应用好此种教学方式可以加大信息的传递量,同时对设备内部结构等复杂专业知识给学生以感性认识。比如在专业设备的讲解过程中要结合工程实际构建合理的工程情境,利用影像图片资料讲解设备的关键部件及运行原理,以及相关知识点在工程和现实生活中的应用,让学生切实感受到知识的用途,而不是单纯的理论。让学生学会从工程实际考虑问题,带着问题听课,真正做到理论和实践的结合。
2.1.3 创设互相交流的合作情境,激发学生探究问题的热情
在合作和交流的过程中,学生可以感受不同的思维方式和思维过程,合理地调整、丰富自己的认识,获得知识。教学中,教师要根据学习的需要,适时组织学生的合作与交流,提出具体的目标和要求,使学生在相互启发、互相补充的学习活动中,获得知识,发展能力,逐步形成合作与创新意识。在合作情境的创设和认知应用中,学生的主观能动性和自主学习的热情都有了极大的提高。
2.2 实践教学环节
实践教学是夯实课堂教学成果的关键步骤,合理创设实践教学的情境,对有效缩短学生在校期间的学习内容与实际工作应用之间的差距,有着极为显著的作用。
2.2.1 合理的情境创设和高度仿真实训结合的拓展性教学
拓展教学旨在让学生变成学习的主体。主要进行工艺仿真实训,辅以设备的拆装和仪表的认识。使学生在掌握了书本上的基本原理、工艺流程和设备的基础上,结合完整的模拟工艺流程和实际背景材料,通过先进的网络多媒体设施,科学地了解煤化工工业体系及其知识需求。运用所学理论知识,系统化地认识实际工艺流程。通过改革传统的验证性实验,创造仿真工程实训环境,对于巩固教学成果,提高学生的分析能力和在复杂情况下的决策能力起到明显效果。
2.2.2 情境教学和研究性教学结合的随机进入式教学模式
将情境教学和研究性教学结合,旨在提高当理论基础知识学习扎实,对工艺指标理解深刻后,完成指定题目的课程设计或学术论文的质量。在所创设的情境中,把煤化工技术及装备教学问题作为研究课题,统揽煤化工方面多家学派的学术观点,随机并及时地总结,深入地研究探讨所涉及的学术问题,并将这些信息应用于自己的学习和研究,达到检验知识成果的目的,最终提升学生综合运用基础理论知识的能力。
2.3 考核环节:改革考核方式,重视学习过程
情境认知理论认为,评价的本质是一种价值判断。为了真实地体现学生学习的价值。本课程的考核以考核动手能力、分析解决问题的能力为主要目标,辅以传统的教学考核,实现多元化考核。具体而言,主要有以下几种方式:(1)用多任务标准取代单一评价,如在对学生考核时综合考试、论文、仿真实训、课堂讨论、提问等多种成绩,全面考查学生的知识掌握程度和实际运用能力等方面。(2)以真实任务为标准的评价,以实地考核学生实验操作,过程评定课程设计,答辩式论文综述等方式为主,让学生逐渐学会运用所学知识去分析和解决工程实际问题。
3 结语
实践证明,在煤化工技术及装备教学中理论讲解与情境教学相结合,取得了良好的教学效果。教师只有不断学习,并结合学生就业的需要,更新知识结构,积极开展教学研究与探讨,吸收最新的学科成果,注重教学方法,采用合理的教学模式,才能使教学质量不断提高。
本文系内蒙古科技大学校内重点教改《以培养工程应用型人才为导向的煤化工技术及装备课程改革》资助项目(项目编号:JY2011005)
参考文献
[1] 宋伟强.基于情境认知的聚合物结构分析研究性教学探讨[J].中国校外教育,2010(1):59.
一、案例教学法在政治教学中的作用
(一)有利于激发学生学习的兴趣
在传统的教学过程中,教师是课堂的主体,教师的主要任务就是将众多的知识点机械地灌输给学生,学生被动地接受知识。在这样的课堂上教师忽视了学生的接受能力,师生之间也没有太多互动,久而久之学生感到政治课堂枯燥乏味,所以更不用提课堂效率。而采用案例教学法,在学习了一个知识点之后接着给学生举出一个生动形象的案例,这样不仅可以吸引学生的注意力,还可以激发学生学习的兴趣,进而提高学习效率。
(二)有助于学生的理解和记忆
很多教师认为,政治学科与其他学科不同,只要把重要的知识点背过就可以了,不需要过多的解释。这种教学观念是不正确的,首先学生学习思想政治不仅仅是为了应付考试,更主要的是提高他们的思想道德素养,为社会主义现代化建设培养高素质的接班人。其次,高中阶段有很多政治内容比较难理解,很多学生虽然背过了但还是不理解。鉴于此,采用案例教学法就可以将抽象的知识形象化,促进学生对艰涩难懂的知识点的理解,有助于学生对知识点的记忆。
(三)有助于提高学生分析问题的能力
受传统教学模式的影响,教师只重视学生理论知识的学习,限制了学生主观能动性的发挥和探究能力的发展。采用案例教学法,学生可以将学习的理论知识与具体的教学案例相结合,生动形象的案例可以给学生一种身临其境的感觉。教学案例在课堂上的引入,有利于学生主观能动性的发挥,可以引导学生思考问题和探究问题,进而寻找恰当的理论知识来解决问题。此外,案例分析法可以引导学生主动参与到课堂教学过程中,在自主、合作、探究的过程中提高学生分析问题和解决问题的能力。
二、案例教学法在政治教学中的具体应用
(一)精选案例
要想在初中政治教学中有效的运用例教学法其方法有很多,而就笔者看来,最为重要的一点就是要精选案例。众所周知,例教学法主要就是以案例为代表来突出政治教学的主题。所以,如果案例选取不好,那么会直接影响教学目标的达成。因而,初中政治教师在案例的选择上要明确一下几点:第一,案例的选择要突出教学的知识点,同时具有时代性以及启发性;第二,案例的选择要贴近学生的实际生活,选择与学生以及学生生活、学习等多个方面息息相关的案例;第三,案例的选择要具有时效性,这一点也是十分重要的。新课改后,对于初中政治教学的一个重要教学要求就是要具有时效性。
(二)采用多样化的教学方式来导入案例
与此同时,教师还应在课堂上一改以往那种自己所习惯的沉闷的教学方式,而多采用一些新颖的手段来使得自己的课堂教学变得活跃起来。一个很好的方法就是多让学生去参与一些课堂上的讨论,通过这一方式来让学生发挥其学习的主体地位,这样他们不但能很好地切身参与到课堂上来,还能有助于他们思考的投入程度,他们课堂上的学习效率也会因此得到提高。
例如,当我在讲《公平是社会稳定的“天平”》这一节内容的时候,我会要求学生在课堂上进行有关话题的讨论,让他们思考社会生活中存在哪些不公平的现象,然后让他们选出小组代表上台讲述一下他们对这些现象的看法并举出一些事实案例。这样一来,学生就能很好地在讨论中对这一问题和现象进行透彻地思考和分析,从而有效帮助他们将课本上所学到的内容联系并运用到社会热点案例的解读上来,让他们学以致用。
(三)充分利用信息化工具
除了以上两个方面的应用外,要想使得案例教学法在初中政治教学中得以有效的应用,还需要充分的利用当前信息化的工具,例如多媒体技术等。多媒体技术在近年来已经在教学中以其自身的优势而被广泛的运用在教学中。而将多媒体技术与案例教学法有效的结合,势必会对教学效果有很大的帮助。以《初中政治》七年级上册第九课“保护自我”这一章节的案例教学来说,如果教师在进行案例陈述的过程中,能用多媒体视频播放的模式代替传统平铺直叙的方式引进案例素材,必然会收到更好的效果。
关键词:电力系统;运筹学;课程体系;教学改革
作者简介:游文霞(1978-),女,湖北嘉鱼人,三峡大学电气与新能源学院,副教授。(湖北宜昌443002)
基金项目:本文系“面向电力系统的运筹学与最优化理论课程体系改革与实践”(项目编号:YKC201009)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)17-0043-02
运筹学是一门广泛应用现有的科学技术知识和数学方法解决实际中提出的专门问题,为决策者选择最优决策提供定量依据的科学。[1]由于运筹学侧重解决实际问题,三峡大学电气与新能源学院自2000年获得电力系统及其自动化专业工学硕士点以来就开设了该课程,并将其设置为基础学位课。设置该课程的初衷是要求电自专业硕士研究生能够运用数学优化的思维方法解决电力系统的实际问题。通过本课程的学习,学生应当掌握基本的定量思维技巧,并具有运用科学的定量分析方法解决电力系统实际问题的能力及思维习惯,为后期进行科学研究打下坚实的理论基础。因此,本课程在电自专业硕士研究生的培养体系中占有重要地位。
传统的“运筹学”教学过于注重定义的解释、定理的推导以及手工演算的训练,缺乏对运筹学分析问题、解决问题方法的讲授,学生普遍觉得“运筹学”难学,培养出的学生存在“学而不知其用”的通病。为了克服这些问题,切实提高人才培养质量、加强“运筹学”的专业基础地位并充分发挥“运筹学”在科学研究中的作用,三峡大学电气与新能源学院运筹学课程组教师针对电自专业人才培养面向电力系统的特点,开展了“运筹学”课程教学改革,从教学内容、教学方式以及考核与评价等方面进行了大胆探索,勇于创新,敢于实践,产生了很好的效果。本文就该课程教学改革与实践进行了总结。
一、教学内容改革
运筹学是一门应用科学,它来源于实践,在实践中得以发展并服务于实践。电自专业硕士研究生“运筹学”课程担负着对学生定量分析和优化决策电力系统实际问题的能力进行培养的任务。因此,要想取得良好的教学效果,“运筹学”的教学必须从实际电力问题出发,抽象出优化模型并加以求解,并根据计算结果对实际问题进行解释说明。这样既有助于学生消化理论知识,又能够激发学生的学习兴趣。在改革过程中突破原有“运筹学”课堂教学侧重于基本原理和算法的理论讲授模式,根据运筹学在电力系统中的应用实际,重新设计了该课程的教学环节:除了理论教学外,增设了实验教学环节,辅以大量具有电力背景的案例加以分析,并合理分配各部分的教学学时。其中,理论教学是实践教学的基础,案例分析是理论知识的应用,实验教学则为案例分析提供了必要的前提,三个环节有机组合,形成一个完整的教学体系。它们之间的关系如图1所示。
1.理论与案例分析教学内容设计
“运筹学”课程具有理论性强的特点,所以要求学生具有较好的数学分析能力。根据“运筹学”课程中各理论方法的特点将理论教学内容分为三大部分:数学规划、组合优化与随机优化。在教学过程中,强调基本原理的讲解、优化方法的运用以及求解算法的推导。
为了引导学生正确理解运筹学的基本理论方法,培养学生对运筹学的学习兴趣,提高学生应用运筹学分析、解决实际问题的能力,真正做到学知所用,在理论教学环节的基础上增加了案例教学,辅以相关电力系统案例分析对理论知识加以强化。电力系统规划、设计和运行中的诸多优化与决策问题都可以运用运筹学来寻求解决方法,例如配电网重构、电力系统检修计划、电力系统的经济运行与控制、水力发电中的水库优化调度、电力系统安全评价、电力需求侧管理、电力市场竞价、电力企业管理等。[2]理论与案例分析教学内容具体安排如表1所示。其中,线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、网络优化与排队论是教学重点。
表1理论与案例分析教学内容表
教学内容 教学章节 案例教学
数学规划 线性规划 输电线路规划问题;发电机组燃料管理问题
整数规划 配电网时间检修计划问题;发电机组最优启停问题
目标规划 电力项目优先开发次序问题;电力企业投资规划问题
非线性规划 火电系统有功负荷经济调度;水火电系统有功负荷经济调度
动态规划 水库优化调度;发电功率最优增长问题
组合优化 网络优化 配电网检修最优负荷转移路径问题;配电网重构
统筹图 电力设备检修规划问题;电力施工进度规划管理
随机优化 排队论 电力负荷预测问题;电力系统主干网带宽容量决策问题
决策分析 电力企业绩效评估;电力设备采购决策问题
对策论 电力市场竞价问题;电力企业管理问题
2.实践环节教学内容安排
实践环节的增设是为了让学生能够借助计算机软件对运筹学问题进行问题描述、数据处理、模型建立与求解,使学生掌握使用相应软件辅助解决运筹学问题的基本方法,巩固理论课程学习内容,为进一步学以致用打下基础。实践教学内容的安排注重突出理论教学重点。时间安排上,实验教学与理论教学穿插交互进行,相辅相成。
考虑到授课对象是具有较强自学能力和较好实验配备的硕士研究生,对于通用的运筹学模型求解工具,如QSB、WinQSB、Excel和Lindo/Lingo等教学中会提及,[3]但要求学生自学掌握。实验教学部分重点讲解Matlab优化编程,[4]讲授分为基础篇与提高篇:基础篇主要帮助学生巩固有关原理和概念,锻炼学生利用计算机工具分析求解一般问题的能力;提高篇中会适当扩充优化算法及其实现方面的内容,如遗传算法、粒子群算法、鱼群算法、免疫算法等,以开阔学生的视野,重难点是遗传算法与粒子群算法的Matlab编程实现。具体实验内容与目的要求如表2所示。
表2实验课教学内容及目的要求
实验内容 目的要求
基础篇 线性规划 熟练掌握Matlab优化工具箱,掌握Matlab中求解线性规划的基本算法:单纯形法与内点法,能编写Matlab程序求解线性规划问题,并进行灵敏度分析,正确完成求解过程及分析过程
整数规划 编程实现求解整数规划的割平面法与分枝定界法的Matlab程序,能熟练进行相关问题的求解和分析。有能力的同学进一步掌握分解算法的Matlab实现技术,对混合整数规划问题进行分析
无约束优化问题 掌握几种常见的求无约束问题的算法,如黄金分割法、抛物线法、牛顿法、导数计算法等,能熟练运用Matlab求解无约束问题,了解不同求解算法及其实现过程的特点
约束优化问题 能熟练编写约束优化算法的Matlab程序,如外点罚函数法、内点罚函数法、拉格朗日乘子法,弄清如何寻找罚函数,选择效用函数等基本问题。有能力者可掌握Rosen梯度投影法与复合形法
提高篇 遗传算法 掌握遗传算法基本思想,能熟练运用遗传算法与直接搜索工具箱编写Matlab程序。能应用遗传算法处理整数规划、约束优化、动态规划、网络规划等优化问题,进行正确的求解与分析
粒子群算法 理解粒子群算法的基本思想与实现过程,能用Matlab编写粒子群算法求解线性规划、非线性规划、网络规划、排队论等随机规划数学模型,并能对仿真算法与结果进行分析
二、教学方式改革
“运筹学”就学科特点而言,强调“系统集成、学科交叉、讲求效益”,注重以客观需求为牵引,以实际问题为指导,以技术发展为推动力,明确目的与任务,讲求方法与理论,注重交叉与合作、追求优化与效益。结合运筹学的这些特点在以下三个方面对课程教学方式进行了改革探索。
1.强调讨论式教学
课堂教学过程中不再一味地在讲台上解释定义、推导定理、演示手工计算步骤,而是在课堂上引入讨论式的教学方式。在引入案例分析教学之余,还将学生生活、学习中接触到的点滴通过形象的例子来说明。解释运筹学深奥的理论与定理,采用抛砖引玉的方式和提问的方法抛出探索性的话题,激发学生自主思考问题、主动表达观点的欲望,让学生加入到教学活动中来,使其由教学过程中的被动接受者变成积极主动的参与者,尽量寓趣于学,寓教于乐,让学生在思索探讨的过程中轻松领悟到运筹学中所包含的学术精髓。
2.有效结合多媒体演示与传统板书
教学过程中辩证使用多媒体教学手段:对于书写不方便(如案例资料)、书写表达不直观(如图论与网络)以及对上次课堂教学的温习等,采用多媒体教学手段;而对于重点、难点,知识点连贯性与逻辑性较强的章节,则侧重于黑板板书的形式,让学生利用板书时间,作短时间地整理停顿和思考准备,调整思维进入下一个知识点,避免了照屏宣科的单调。这两种教学方式有效结合,既充分利用了多媒体教学信息量大、快速便捷的优势,又发挥了黑板板书过程清晰明了、便于理解的特点,提高了教学效果。
3.引入分组交互式教学
在教学环节中引入分组交互式的开放教学模式,通过布置电力系统优化与决策的课题,让学生自主分组,每个小组自主选择一个课题,以项目承担的方式在课堂外展开研究式学习。教学方式采取分阶段实施,层层推进的方式。要求学生完成前期调研与资料搜集、进行问题明确、需求分析、方案设计、软件设计与实现、成果总结、报告递交、分组答辩等环节,以期培养学生独立的科研能力与团队协作精神。
三、考核和评价方式改革
本课程考核方式采用了闭卷考试与平时大作业相结合的形式,每部分成绩各占最后总成绩的50%。相关评分标准是:
在课程结束后通过闭卷考试,考查学生对运筹学的相关概念与基本原理的理解程度。要求学生能运用相关理论与方法对实际问题进行深入分析与数学建模,掌握模型的求解算法与实现步骤。
平时大作业的成绩主要是根据分组交互式教学环节中展开的研究式学习后提交的报告与答辩情况来评定。学生能够结合实际课题搜索文献,分析数据,综合应用运筹学理论建立模型,采用Matlab编写程序,进行计算机仿真,对模型进行正确求解。求解结果要真实可靠,并能结合研究的实际问题对求解结果做出较为深入的分析与解释说明。
四、教学效果
1.课堂教学效果
通过理论与实践教学内容的设计和多种教学方式的综合运用,学生在课堂上能够跟随老师积极主动地进行思考和回答问题,对学习充满了兴趣;通过引入大量具有专业背景的案例分析,学生能够清楚地了解课程学习的实用性,能够主动提出问题,并在老师的引导下主动用优化思想来考虑问题,建立模型;大多数同学能够独立地完成实验内容,部分同学还能够自发地将课程学习与自己的学术研究方向结合起来。
2.大作业反馈教学效果
大作业能够充分发挥学生的主观能动性。这不仅巩固了课堂和教材上的内容,还有效地训练和培养了学生的识别、分析和整理数据资料的能力,有助于提高学生对实际问题深入分析的能力,培养创造性的思维模式。已有学生结合导师的科研项目做大作业,所取成果经过进一步整理后已经在中文核心以上的杂志上发表。
五、结论
运筹学是三峡大学电自专业硕士研究生培养方案中的重要内容,该课程的教学改革与实践已经积累了丰富经验。下一步将根据学术型硕士、全日制学位型硕士以及工程硕士的不同特点,进一步有针对性地开展改革,以提高研究生的培养质量。相关经验对于工科的其他专业的人才培养也有借鉴意义。
参考文献:
[1]《运筹学》教材编写组.运筹学(第三版)[M].北京:清华大学出版社,2005.
[2]徐绳均,张国立,牛东晓.运筹学及其在电力系统中的应用[M].北京:水利电力出版社,1995.
关键词: 煤气发生炉;安全;运行
中图分类号:TQ54 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)05-0311-02
1 问题的提出
《发生炉煤气站设计规范》(GB50195-2013)已于2013年5月1日正式实施,该标准是《发生炉煤气站设计规范》(GB50195-94)的修订版。本次修订的一项重要内容就是明确规定“压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套,应符合现行国家标准《钢制压力容器》GB150的有关规定”[1]。
2 煤气发生炉简介
煤气发生炉是为化工、机械、冶金、建材、轻工、耐材等行业热加工车间提供混合发生炉煤气的设备,应用广泛。常见的煤气发生炉有一段式发生炉和两段式发生炉。一段煤气发生炉设备简单,由炉体、水夹套、炉顶装置、出渣系统组成,所产煤气为热粗煤气,适应于输送距离不远,对煤气的洁净度要求不高的炉窑。两段煤气发生炉是在一段煤气发生炉的基础上增加一个干馏段,使煤在气化之前通过充分干馏,两段煤气发生炉所产煤气比较干净,并且输送距离长,对煤质的要求没有一段炉高,不受场地限制,可进行加压后远距离输送,应用较为广泛。水夹套是煤气发生炉的关键部件之一,水夹套内侧是高温的煤层,煤通过不完全燃烧产生煤气,燃烧产生的热量通过水夹套内的水来冷却。其主要作用是降低火层侧壁温度,延长设备使用寿命;其次是置换显热,提供生产用蒸汽。根据煤气发生炉型不同,水夹套通常有压力容器型和常压型两种。通常,由于两段式煤气发生炉气化压力较高,探火孔汽封蒸汽压力一般为0.294~0.326MPa,因此,两段式煤气发生炉水夹套为压力容器型。
3 煤气发生炉案例分析
煤气发生炉生产制造单位较多,有正规的、有资质的大型机械制造厂,也有不正规的、无任何资质的小厂,这些小厂不具备压力容器制造资质,生产的产品给煤气发生炉的安全使用埋下了巨大安全隐患,煤气发生炉安全生产事故时有发生。
如:案例一、1981年4月24日,河北省某县化肥厂造气工段煤气炉发生爆炸事故,造成死亡3人,重伤1人,轻伤4人,经济损失7.8万元。经事故调查分析,事故的主要原因之一是:该煤气发生炉的技术资料和图纸都是从其它地方购买的,该设备12mm厚的钢板,只焊透3.6mm,也未进行X光射线检测。案例二、1985年9月2日,秦皇岛市某工厂煤气发生炉发生爆炸,死亡8人,经济损失10万余元。经事故调查分析,事故的主要原因之一是:操作工在排除下煤机故障时,煤气发生炉水夹套发生严重缺水,操作工突然发现水夹套缺水,盲目向夹套注水,造成水夹套过热钢板遇冷急剧收缩而龟裂,在水夹套内蒸汽急聚膨胀压力作用下,使龟裂处撕开大的破口造成爆炸。而后夹套剩余的水和汽涌向炉内遇到炽热的燃烧层,产生了高压蒸汽和水煤气与炉内炭火形成二次爆炸。此次事故造成如此严重损失,主要在于第二次爆炸。案例三、2003年9月,某沿海城市一家民营企业煤气发生炉发生爆炸,死亡2人。经事故调查分析,事故的主要原因之一是:2名操作工在上夜班时,因为水夹套产生蒸汽压力高,汽包安全阀时常超压打开,发出刺耳的声音,两人感觉很不适应,其中甲说干脆把安全阀下的阀门关一些,可能声音小些,另一位认为可行,甲就将阀门关了几圈,刺耳的声音没有了。但是危险却降临了,由于安全阀无法泄压,夹套承受压力越来越高,最终发生了爆炸[2]。
4 煤气发生炉安全运行措施
通过上述案例可以看出,设备存在先天缺陷,无正规设计、制造单位,粗制滥造;操作失误,不按照操作规程进行操作等是煤气发生炉水夹套发生爆炸事故的主要原因。根据笔者多年从事化工设备管理和检修的经验,从以下几方面介绍煤气发生炉水夹套爆炸的原因及防治措施。
4.1 设备存在先天缺陷,或检修质量不合格引起水夹套爆炸事故
4.1.1 爆炸原因 ①压力大于等于0.1MPa的水夹套,未按照国家标准《钢制压力容器》GB150进行设计、制造,存在先天不足,使用过程中导致爆炸。②设备检修时,未按照压力容器检修要求对待,随意进行施工,造成水夹套焊接质量低劣,使用过程中导致爆炸。
4.1.2 预防措施 ①压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套严格按照《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG R0004-2009)、《钢制压力容器》(GB150)等进行设计、制造、验收,保证煤气发生炉水夹套质量符合承压设备质量要求[3]。②压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套在设备检修时,承压部位水夹套的检修应严格按照压力容器检修的要求进行:检修单位应取得压力容器相应制造资质;焊工应取得相应特种设备焊接资质;检修焊接后应进行无损检测并合格,需要进行热处理时还应进行消除应力热处理。③此外,压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套的日常使用管理工作中,设备应严格按照压力容器的有关规定进行管理、使用,由专门检验机构定期对承压部位进行检验,及时发现设备缺陷并对缺陷维修、处理,保证煤气发生炉安全运行。
4.2 无操作规程或不按照操作规程操作,操作工随意对设备进行操作引发爆炸事故
4.2.1 爆炸原因 ①压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套已属于压力容器范围,但有的企业疏于对压力容器的认识,未制定《压力容器操作规程》,操作人员随意进行压力容器操作而引发爆炸事故。②企业有压力容器操作规程,但操作规程无针对性、可操作性,使操作人员无可适从,随意操作而引发爆炸事故。
4.2.2 预防措施 制定煤气发生炉水夹套的《压力容器操作规程》,操作人员严格按照操作规程进行操作,掌握好本岗位压力容器操作程序和操作方法,并认真填写操作运行记录。
4.3 操作人员无压力容器操作资质证书,违章操作引发爆炸事故
4.3.1 爆炸原因 压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套的压力容器操作人员未经质监部门培训,未取得《特种设备操作人员资质证》,没有压力容器操作技能和工作经验而引发爆炸事故。
4.3.2 预防措施 ①对于压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套的操作人员,必须经质监部门培训合格并取得《特种设备操作人员资质证》方可上岗进行操作。②操作人员操作期间应坚守岗位,严格按照操作规程进行操作,严禁超压、超负荷运行。③点火前,认真检查水夹套进出口阀门、蒸汽出口阀门是否完好,并保证进出口水阀门开启;正常运行过程中,应保证蒸汽出口阀门开启、通畅。④水夹套应按规定时间加水,避免断水或水量不足;操作中密切注视水位变化,如确实断水应停炉待降温后再慢慢加水,不可加水过急和直接补充冷水;如因泄漏缺水,可连续加水,暂时维持生产;如发现水夹套进、出口阀未打开,应按规定开启,切不可盲动。⑤严格执行操作规程和交接班制度,不得在操作时擅自离岗。
4.4 煤气发生炉水夹套无安全附件或安全附件不合格引发爆炸事故
4.4.1 爆炸原因 压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套上未装设压力表和安全阀,或动作不灵敏、失效,在出现超压时,根本不能或不能正确指示其压力和泄压。
4.4.2 预防措施 水夹套应安装压力表、安全阀等安全附件,并经质监部门检验合格后方可使用;安全附件应定期检验,确保灵敏、准确,不合格者及时修复或更换。
参考文献:
[1]GB50195-2013,发生炉煤气站设计规范[S].北京:中国计划出版社,2013年5月第1版.