学结合的精细化工专业核心课程建设
广州市信息工程职业学校课题组
一、研究目标
从《国务院关于大力发展职业教育的决定》(国发〔2005〕35号)可以明确看出,职业教育开始被确定为我国教育事业的一个战略重点,肩负着提升综合国力、构建和谐社会的重任。根据“以服务为宗旨,以就业为导向”的办学方针,广州市信息工程职业学校主动开展教育教学改革,以精细化工专业为试点,开展课程建设研究,构建适应中等职业教育发展的专业核心课程模式,主动适应现代化建设对人才培养的要求。
精细化工专业课题小组经过对化工企业的调研、对化工行业的职业分析、对化工企业从业人员职业能力的分析、对国内外相关职业教育理论的比较研究,确立了以工学结合课程模式构建精细化工专业的核心课程体系。在工学结合课程有关理论的指导下,制定新课程模式下的专业核心课程方案,并按照职业成长规律对各个课程及学习内容进行排序,用工作过程系统化的原则组织教学,使课程突出培养学习者的综合职业能力,培养适应社会需求、适应化工企业需求,职业素质强、宽专多能的实用型生产一线人才,形成具有较高水平、较强的服务能力和发展能力的中等职业学校精细化工专业课程体系。
二、研究背景
(一)精细化工行业的现状及发展趋势
精细化工是新材料产业的重要组成部分,我国已把发展精细化工作为战略重点。目前国内精细化工生产企业约8000多家,主要分布在长江三角洲、珠江三角洲和环渤海湾地区,生产的产品品种数达30000种以上,年产量约1300多万吨,年产值约3900亿元,精细化率约为40%。然而,我国的化工技术水平仅相当于发达国家20世纪80年代末、90年代初的水平;企业规模小,产品品种少,市场精细化工产品仅能满足需求的45%,很多产品需要进口,精细化工的新领域亟待开发。
精细化工产业门类众多,牵涉面广,受到产业政策影响很大,根据精细化工“十一五”规划发展方针,未来我国精细化工发展将进一步提高高附加值产品比例,因此,专用化学品子行业将保持较快的发展速度,其次为主要针对高端用途的高附加值的涂料、油墨等产品,日用化学品由于市场竞争日益激烈、科技含量相对较低,未来将以相对较缓的速度增长;农药制造业直接关系到我国的农业发展,根据农药工业“十一五”发展规划设想,我国农药工业在“十一五”期间的主要任务是继续进行产业结构和产品结构的调整,农药工业也将保持相对较平稳的增长。
《“十一五”化学工业科技发展纲要》将精细化工列为“十一五”期间优先发展的六大领域之一,并将功能涂料及水性涂料,染料新品种及其产业化技术,重要化工中间体绿色合成技术及新品种,造纸化学品,油田化学品,功能型食品添加剂等列为“十一五”精细化工技术开发和产业化的重点。展望未来,随着我国石油化工的蓬勃发展和化学工业由粗放型向精细化方向发展,以及高新技术的广泛应用,我国精细化工自主创新能力和产业技术能级将得到显著提高,成为世界精细化学品生产和消费大国。
广州市将以新领域精细化工为导向,通过“外引内联”等多种方式,使精细化工成为广州市新兴支柱产业之一。“十一五”期间,广州市精细化工年产值平均增速将达到14.5%,精细化率将大于50%,精细化工总产值将超过550亿元。初步形成表面活性剂、高档涂料与油墨、汽车、造纸专用化学品等新领域精细化工的开发与生产基地,使其具备经济规模及系列化、专业化的行业特色。精细化工行业的综合技术水平达到20世纪90年代中后期的国际水平。到2015年,新分离技术、分子设计技术、纳米技术和生物工程技术等在精细化工中得到广泛应用,广州将成为精细化工高技术产业基地。
精细化工行业的重要地位及其蓬勃发展给化工职业教育的发展带来了新的希望。
(二)精细化工行业的特点
精细化工在广州市乃至珠三角地区的经济发展中具有举足轻重的地位,因精细化工产品品种多,应用广泛,巨大的市场需求加速了精细化工行业向多元化的方向发展。精细化学工业的产品具有技术含量高、品种多元化、生产批量小、品种更新快等特点,而且具有特定的功能和专用性质;精细化工产品具有较强的商品性,受市场需求的直接制约;精细化工产品的生产过程不同于通用化工产品,除具有一般化工产品的一些生产特点(生产在高温、高压的环境下进行;生产物料易燃、易爆、有毒、有腐蚀性)外,还特别注重产品的制剂加工技术、原料的复配技术、产品的后处理技术等;精细化工行业多采用间歇生产,近年来,许多工厂采用多品种综合生产流程,设计出了大量用途广、功能多的生产装置。目前,随着市场竞争的日益激烈,为适应市场需要,化工行业的发展正从原来单品种、大批量的生产模式向多品种、小批量转变,企业为减少成本,提高生产效率,开始更多地采用精益生产模式。
(三)精细化工行业对从业人员的要求
精细化工企业在工作环境、生产过程方面有其鲜明的行业特点,对从业人员有其特有的要求。从对化工企业调研的结果看,随着现代生产技术及设备的飞速发展,精益生产方式普遍推广,企业对从业人员综合职业能力的要求也相应提高,即除了要具有较强的专业能力外,更加要具备良好的方法能力和社会能力。
精细化工行业对从业人员职业能力的要求:
1.专业能力
由于精益生产模式的运用,企业对复合型技术人员需求急剧增加,即要求一线工人一专多能;知识复合、技能多面是对本专业技能型人才专业能力的总体要求。
2.关键能力
由于一般生产岗位操作技能性不强,企业更加注重员工的社会能力和方法能力,并支配着企业对人才的录用。目前企业对员工普遍关注的是:职业道德和敬业精神、吃苦耐劳的精神、适应环境的能力、自我表达和评价能力、质量和安全意识、分析和解决实际问题的能力、团结协作能力、交往沟通能力、学习能力等。一般企业都要求员工在工作中具有一定组织协调、判断决策、分析复杂问题的能力以及不断学习新技术的积极性和相互合作的品质等。
因此,精细化工工艺专业的技能型人才必需具备的素质是:专业基础理论扎实、专业知识面宽、理论联系实际的能力强;勇于探索、善于不断充实和提高、创新能力强;思维敏捷、适应市场变化、随机应变能力强。
(四)学校开展CBE课程模式的改革尝试
我校于1997年至2000年,参加了由全国化工中专教学指导委员会主持、上海市化工学校(今上海市信息学校)牵头的CBE(Competence-Based Education)教学模式改革。CBE的课程改革是以工业分析专业为试点,课程开发是利用DACUM(Development a Curriculum)法进行职业能力分析,将企业的分析项目进行解构,形成系列的技能点,在教学过程中强化职业技能的训练,通过足够的训练,突出学生操作能力的提高;在学习过程中学生有一定的自主学习的时间和空间。CBE课程模式的教学让学生加强了实操技能,对提高学生的实践水平起到了积极的作用。
但随着研究的深入,参与研究的老师发现DACUM法忽略了工作过程结构的整体性和完成工作任务所需要的创造能力,只是把工作任务分成各个独立的能力点、知识点和技能点,故学生虽在严格的训练中提高了技能,强化了对知识点的理解,但获得的只是完成个体工作任务的能力,而不能系统化地完成整个综合性的任务。因此,2000年后CBE课程没有继续进行下去。
CBE课程研究积累的体会和经验,使我校教师逐渐认识到学科课程不适用于职业教育,迫切要求构建新型的、适应行业发展的、能很好促进学生职业生涯发展的课程体系。
三、研究理论依据
(一)工作过程系统化的课程是我国技术发展和职业教育发展的必然结果
在当今技术和工作高度渗透的时代,任何技术问题的解决,在很大程度上都是一种技术和社会活动相结合的过程,人类的认识只能以整体化的形式进行,在工作中所需要的知识技能,必须与整体化的实际工作过程相联系。目前,现代企业和社会已经进入到以过程为导向的综合化时代,除专业能力之外,劳动者在关键能力和个性特征方面的综合素质越来越重要。以培养这种综合素质为目标的现代职业教育,必须针对“解决综合性实际问题”进行学习,这些综合性的学习往往涉及多领域、多学科的内容,包含技术、社会甚至环境等与工作过程相关的方方面面。因此,职业教育的课程必须打破传统学科系统化的束缚,将学习过程、工作过程与学生的能力和个性发展联系起来,职业学习必须将“工作过程中的学习”和“课堂上的学习”整合为一个整体,即通过工作过程系统化课程达到上述目的。
工作过程系统化课程的主要特点是:保持课程学习中工作过程的整体性,学生在一种完整的、综合的行动中进行思考和学习;以学生为中心,课程面向每一个学生,关注学生在行动过程中所产生的多样的学习体验和个性化创造;通过合作式学习可培养学生的协作能力和解决实际问题的能力;强调对学习过程的思考、反馈和分析,课程评价标准具有多元性,行动的过程和结果具有开放性;重视典型工作情境中的案例以及学生自我管理式学习。由此可知在工作过程系统化课程中,学生首先对所学的专业内容和工作环境有感性认识,获得与工作岗位和工作过程相关的知识,然后再学习专业理论,更加符合现在职业学校生源的实际情况。
(二)工学结合的学习领域课程是工作过程系统化的现代职业教育课程的典型代表
职业教育的培养目标要求以工作知识为主要教学内容,但工作知识不存在其自身独立的存在形态,而是附着于工作体系,那么以工作知识为内容的职业教育课程的结构只能来自工作结构。学习领域课程是典型的工作过程系统化课程。每个学习领域中包括若干个来自于典型工作任务的学习任务,通过对学习领域课程的学习,学生可获得全面的、切实有效的工作过程知识。所以,在学习领域课程中的学习,是真正意义上的工作过程系统化的、行动导向的学习,能以最快的速度获取包括专业能力、方法能力和社会能力的综合职业能力。
(三)行动导向教学法是工学结合课程的重要表现形式
行动导向是指“由师生共同确定的行动产品来引导教学组织过程,学生通过主动和全面的学习,达到脑力劳动和体力劳动的统一”。行动导向教学法创造实际工作环境,建立与劳动组织近似的学习小组,完成工作任务,解决实际问题。在工学结合课程中,采用行动导向的教学方法,并通过有一定实际价值的行动产品来引导教学组织过程。学生经历从明确任务、收集信息、制定计划、实施计划、检查控制到评价反馈的整个过程,获得工作过程知识,即不但学习了专业知识与技能,还培养职业意识与工作方法,并在合作学习中,学会交流与沟通,从而实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观学习的统一,形成综合职业能力。
四、研究过程
工学结合课程开发是将职业工作作为一个整体化的行为过程进行分析,将与职业相关的经验、知识和技能在结构上系统化,让学生获得综合的职业能力。因此,精细化工专业的工学结合课程建设要根据市场需求和企业对从业人员的要求,对本专业人才培养目标进行重新定位,对课程内容的安排、教学组织的方式、教学方法等方面进行改革,建设新型的教材、师资队伍、教学场所、实训设备等,全面提高办学能力。
精细化工专业工学结合课程建设的研究过程是:
(一)成立课题组,确定研究方案
成立由有精细化工专业教师、实习实践指导教师、职业教育专家、化工企业专家等组成的课题组。课题组进行理论学习,深入领会有关中职教育的各项方针政策,预测中职教育的发展前景。根据市场对人才的需求、中职学校的培养目标、学生就业及发展的需求、学校现状与要求的差距、学生的现状等方面的情况确定课题的研究方案。
(二)调查本专业毕业生
了解精细化工专业学生的就业方向及就业岗位;了解企业对毕业生的要求及毕业生对工作状况的自我评价,找出学校教育与企业综合能力要求之间的差距。
(三)调查精细化工企业
对相应企业人力资源部负责人、生产技术管理人员(车间主任、班组长、厂长等)进行访谈,深入了解企业对本专业毕业生各方面的要求。同时进行岗位观摩学习,深入了解相关岗位的工作内容、工作步骤、工作要求等。
(四)初定专业核心课程方案
根据上述专业调查结果,结合本校师资及实训基地的实际情况,课题组认为精细化工专业的课程改革必须遵循企业生产的特征,培养具有“化工思维”的学生是课改的关键,将精细化工专业的课程设置定位为“模块化、综合化”的课程。将原来的专业基础课和专业课进行整合,根据通用化学基础知识和精细化工专业技术知识将专业课程分为一般和核心两部分,一般专业课程包括化学基础、化工识图、化工分析基础、表面活性剂等内容,仍以原来的课程名称呈现,可采用模块教学方法;核心专业课程包括化工单元操作、化妆品生产、洗涤剂生产、涂料生产等,以工学结合课程的模式开展。
(五)召开实践专家访谈会
邀请实践专家对专业核心课程方案进行论证及修改。对工作过程、工作内容、工作对象、工具与器材、工作方法、劳动组织、工作质量要求等方面进行工作分析,确定专业的典型工作任务。按职业成长的规律和工作任务的难易程度对典型工作任务进行排序,并根据分析的结果,确定工学结合的专业核心课程。
(六)构建专业核心课程体系
根据典型工作任务的类型,本专业的核心课程可确定为合成洗涤剂生产与检验、化妆品生产与检验、涂料生产与检验等。
(七)制定核心课程方案
确定教学时数、职业行动领域描述、课程学习目标、工作对象、工具、工作要求、各个学习任务的名称、教学组织形式、学业评价等内容。
(八)学习任务的设计
分析典型工作任务下的常见实际工作任务,特别注意在个人职业生涯发展中对提高职业能力效果明显的实际工作任务,将工作任务进行归类整理,按照形成职业能力的目的性对其进行教学化处理,转化为学习任务,将学习任务按学习的先后要求和学习难度进行排序。
(九)学习任务的教学实验
用行动导向教学法开展实验教学,并评价实施效果。
五、专业核心课程体系的构建
典型工作任务分析是工学结合课程开发的基础。课题组在企业调研的基础上,召开了精细化工行业实践专家研讨会,采用BAG法(典型职业工作任务分析法)对精细化工行业的职业活动进行典型工作任务分析。
通过企业实践专家的充分论证,结合珠三角的精细化工行业发展特点,我校精细化工专业的典型工作任务分为:合成洗涤剂生产与检验、化妆品生产与检验、涂料生产与检验。
实践专家与有实践工作经历的教师共同分析了以上典型工作任务的内涵,包括:工作过程、工作对象、工作方法、工作要求、工具、劳动组织方式等,并描述典型的工作环境。课题组以典型工作任务的描述为基础,将典型工作任务转化为工学结合课程,并根据化工类课程学习的特点,形成了专业核心课程方案。
专业课程结构如图1。
六、专业核心课程方案的构建
以《化妆品生产与检验》为例,说明核心课程方案的构建方法。
(一)“化妆品生产与检验”典型工作任务分析
1.对典型工作任务“化妆品生产与检验”工作要素的分析
工作过程:领取工作任务→制定工作计划→做好原料及设备准备→按操作规程投料生产→严格控制工艺条件→产品质量初检→出料。
工作对象:规定的生产操作过程、既定的配方。
生产工具:有通用设备,如天平、磅秤、pH计、冰箱、电热恒温培养箱、灌装机等。有非通用设备,如溶解锅,搅拌釜,乳化机(真空乳化系统),输送设备,出料机,混合机,过滤器,研磨机,筛粉机,纯水制备设备,固体投料输送计量设备,以及管路系统,电器控制系统等。
生产环境:根据《化妆品生产企业卫生规范》的要求,化妆品生产车间的地面及墙壁应平整、光滑,面积及高度合适,空气中细菌总数不超过1000个/平方米。
2.编写“化妆品生产与检验”工作任务分析表
任务领域 |
主要
工作内容
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任务行为
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岗前培训
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安全培训
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安全教育
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使用消防器材
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自救常识
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原料、产品安全
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原料贮运方式及注意事项
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生产
前准备
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原料检验
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感官检验、理化检验
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人员及
环境准备
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人员更衣、洗手、消毒
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清洁生产厂地
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设备准备
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检查生产设备、计量器具、仪表等是否正常运转;管件是否畅通
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清洗设备、容器、用具,并消毒
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原料准备
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原料名称、性质
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按当天(当班)产量、配方计算各种原料用量
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向仓库领料,选择合适称量工具称取每批次所需原料
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按生产品种配方核对所需要各种原料的数量和重量,
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凭感官判断原料的质量,如色泽、气味、形状等,若有异常,应及时停止投料,并立即报告上级部门
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所有原料在投料前要注意加盖保洁,防止污染
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原料堆放场地固定,原料名称有固定标牌
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生产过程
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工艺控制
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水相投料方式、补加水量,水相加热温度
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油相投料方式、油相加热温度
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油水两相温差
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乳化、均质(油、水两相混合方式、混合快慢 ,乳化温度、搅拌速度、乳化时间)
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搅拌冷却(冷却水流量、搅拌速度、搅拌时间、冷却快慢、冷却最终温度)
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热敏性原料的加入方式、时间(温度)
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出料方式
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静置冷却(时间、温度)
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现场即时记录
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设备及
仪表使用
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乳化锅
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水相锅
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油相锅
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均质机
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水泵、齿轮泵
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搅拌机
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温度计
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流量计
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反应过程异常现象处理
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产品鉴
定、包装
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成品检验
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感官指标检验(外观、香味、色泽)
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理化指标检验(pH值、粘度、耐寒、耐热、离心分离)
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卫生指标检验(汞、砷、铅、甲醇等)
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微生物指标检验(细菌总数、粪大肠菌群、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、霉菌和酵母菌)
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成品包装
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包装前的准备(称量工具检查、包装容器清洁、消毒)
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称量工具的使用
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包装规格的确认
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包装的方法
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包装物的分类存放方式
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包装的检验
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生产
后处理
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清洁卫生
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清洗所用设备、容器;清洁工作场地
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环境保护
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生产废水与废渣的处理方法
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生产废水的检验
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(二)学习任务的确定
学习任务的确定是关键步骤。为达到职业教育的培养目标,学习任务内容应具有典型性、代表性、实践与理论综合性、可操作性、完整性、结果的开放性;同时还要能引起学生的兴趣,激发学生自主进行学习;完成任务的过程能让学生获得“工作过程知识”,并不仅仅是操作技能;任务的结果能增强学生的自信心和自豪感。结合本专业的特点,学生毕业后多数从事化妆品生产工作,而常用化妆品按照生产特点可分为四大类:乳液膏霜类、液洗类、水剂类、粉剂类。每类产品中虽然可能包括成千上万种不同功能的产品,但他们的生产设备及工艺流程极其相似,故可把上述四类产品的生产及检验作为《化妆品生产与检验》课程主要学习任务。并按学习的难易程度及职业成长规律,把这四项学习任务进行排序。第一个学习任务可采取半开放的方式,给定产品配方,只让学生确定生产工艺过程及步骤。随着学习的深入,在后续的学习任务中可逐渐增大开放性。
七、实施工学结合课程的保障条件
(一)加强师资队伍建设
工学结合课程教学主要采用行动导向教学法,教师的角色发生了较大的变化,成为课堂教学的组织者、主持者,对教师的要求更高了。加强师资队伍建设要从两方面做起:一是要转变教师的教育理念,认识到课程改革的迫切性和必要性,积极主动地进行工学结合课程的改革。二是要加强对教师专业技能方面的继续教育和培训。学校要认真贯彻执行专业教师到企业实践的制度,要求教师考取技师以上职业技能等级证书,并能轮流到企业顶岗学习,根据企业的技术及需要变化适时调整教学内容或方法。
(二)加强实训基地建设
实训基地是工学结合课程模式的重要支撑。实训基地的建设要做好全面的、长远的规划,应以一体化多功能实训室的建设为主,在实训室内应设置学习区、讨论区、实践区,要有供学生查找资料的工具,同时实践区要接近工厂的工作环境,使学生能够直接接触到与生产相关的工作要素。同时还要特别注意安全问题,做好水、电、气等公用工程的规划。
(三)工作页建设
工作页是教学的载体,是学生的主要学习材料,呈现源于典型工作任务的学习任务,指导学生在完整的工作过程中进行理论与实践一体化的学习,工作页的核心是帮助学生“学会工作”。
工作页的设计,是以典型工作任务及学习任务的开发为基础,以完成学习任务的过程为线索,以工作过程知识的形成为设计引导问题的逻辑,合理选择与工作任务相关的理论知识和技术实践知识,关注前后学习目标与学习任务的逻辑结构,同时继承与发展本专业及课程特色。
八、课题研究的思考
通过工学结合课程的教学实践,认识到工作过程系统化的工学结合课程是将职业工作作为一个整体化的行为过程进行分析,而不是具体分析哪些“点状”的、缺乏有机联系的知识点、技能点或能力点,保证与职业相关的经验、知识和技能在结构上的系统化,强调综合职业能力发展的培养目标。学习内容是以来源于企业生产实际的学习任务为载体,让学生接触真实的工作环境和生产任务。学习过程是以行动导向的学习方法,在“工作中学习,在学习中学会工作”。这种新型的课程,能够 让学生在学校就能深刻了解并掌握工作岗位的职业能力,更加符合人类认识事物的规律,改变了传统的学科本位课程把密切联系的工作知识割裂开来,学习内容与工作实际需要相距甚远,学生难以符合企业用人要求的情况。
总之,工学结合课程注重全面职业素质培养,由关注岗位技能训练向综合职业能力培养转变;注重把握知识和工作任务的整合,建立以工作任务为核心的知识结构;注重把握课程“以学生学习为中心”,课程实施由“教程”向“学程”转变;注重把握学习过程的思考、反馈和分析,培养学生自主学习、分析问题和解决问题的能力;注重把握课程评价标准的多元性,将课程评价融入课程设计之中。同时,把综合素质教育渗透到每项学习任务中,培养学生的质量意识、服务意识、环保意识、安全意识、团队合作精神等,为学生以后的职业生涯发展打下了良好的基础,提高学生在社会上的竞争力。
[本文为全国教育科学“十一五”规划课题(FJB080582)“中等职业教育工学结合课程的实践研究”的阶段成果]