化工单元操作课程标准

课程类别：专业基础课程 适用专业：环境监测与治理技术 学时：100 学分：6

开设学期：第二学年第一、第二学期

1、课程定位和课程设计 1.1课程性质与作用

课程的性质 化工单元操作课程是环境监测与治理技术专业的基础主干课程，是校企合作开发的基于工作过程的课程。主要培养学生从事“环境治理过程设备操作与检修”行动领域的职业能力和职业素质，是教学做一体化课程。

课程的作用 通过本课程的学习，使学生掌握环境治理过程中主要单元设备的工作原理、设备结构、工艺计算及操作基本技能，培养学生的工程意识，应用所学的知识分析和解决化工生产中的实际问题的能力。

与其他课程的关系 《化工单元操作》是在学习完《基础化学》、《化工制图》后开设的专业主干课程，其后续课程有《大气污染控制技术》、《水污染控制技术》、《专业实训》以及顶岗实习等，该课程是环境监测与治理技术专业岗位群的主干课程。

1.2课程基本理念

《化工单元操作》课程建设的基本理念是遵循行动导向、任务驱动的教学理念，课程教学的实施方式是“在做中学，在做中教”，通过做事来培养学生的职业能力。

1.3课程设计思路

1.3.1 遵循行动导向的教学观，校企合作共同开发课程

吸收环境治理企业实践专家深度参与课程建设的全部工作，并按照水处理工的实际工作流程设计教学过程。完成学习任务的教学过程必须包括资讯、决策、计划、实施、检查、评估六个主要过程。

1.3.2 以典型工作任务分析为基础设计课程内容

经由企业实践专家和学校教学专家共同研究分析，确定了水处理工的典型工作主要是单元设备的操作和维护：包括离心泵、往复泵、风机在内的流体输送设备，换热器，非均相物系分离设备，蒸馏塔，吸收塔，干燥设备以及与之配套的化工仪表等；同时参考了“国家职业技能鉴定规范”的相关内容，据此构建了《化工单元操作》课程体系，课程内容设置了10个教学项目。每个教学项目都是以完成一个具体的单元操作任务为载体，达到单元操作理论知识的学习和实际操作技能的训练。10个教学项目基本涵盖了水处理工操作的主要内容。

1.3.3.按照教学规律设计教学流程

每个教学项目通过资讯、决策、计划、实施、检查、评估六个主要过程完成，即首先由指导教师布置工作任务，学生进行分组，选出小组长、由小组长对工作进行分工，查阅资料，准备药品、工具、讨论制定初步方案，报教师审查后组织实施，检查实施效果，讨论分析评估，提出改进意见。具体实施内容是认识生产案例——了解工艺流程—熟悉主要设备构造—理解工艺指标—依据规程开车、停车、稳定操作全过程组织教学过程。

1.3.4.课程教学环节设置

本课程设有10个教学项目，每个教学项目采用教学做一体化的教学模式进行教学。

2、课程目标

通过对本课程的学习，使学生明确将来就业岗位的知识要求、能力要求和素质要求，以岗位工作需要为宗旨，以学习工作任务为载体，重点提高学生的分析问题、解决问题的职业能力，为后续专业方向课程、专业实践打下良好的基础。

学习目标 能力目标：

能运用传热相关知识对流体输送、传热、传质与分离过程中出现的异常现象作出正确解释；

能完成环境治理中流体输送过程、传热过程、传质与分离过程的生产准备和工艺方案确定（工艺文件的准备、热设备的检查、工艺参数和方案确定）；

能够操作环境治理中典型流体输送、传热、传质与分离设备（设备开停车操作、设备运行操作）；

能进行环境治理中流体输送、传热、传质与分离设备的保养与简单维护； 能够对环境治理中单元操作设备操作异常及事故进行正确处理。 知识目标：

掌握基本的流体输送、传热、传质与分离原理和方法，能阐述流体输送、传热、传质与分离设备等单元设备的工作过程、用途、结构和主要技术性能，能针对生产任务进行设备选型；

掌握流体输送、传热、传质与分离设备的使用、维护的一般知识，掌握安全防护和清洁生产等方面的基本知识，能利用所学知识指导生产过程；

能够自主探索单元操作的新方法和有关新技术。 素质目标

良好的安全与环保意识； 精益求精的责任意识； 严格细致的工作作风； 分析解决问题的能力； 良好的团队意识及合作精神。 3、课程内容与要求 3.1学习领域的描述

学习领域的结构和基本内容（DCCD）

学习领域01 学习难度范围3 化工单元操作 时间安排： 100学时 职业行动领域描述 水处理工根据生产计划和车间临时下达的操作与控制设备/生产单元任务书，以小组合作形式，在车间生产现场，于规定的时间内，以经济的方式，按照专业要求完成操作和控制诸如离心泵、换热器等常用单元操作设备以及诸如精馏系统、干燥系统等典型单元等项工作。并在工作过程中使用通用工具、化工设备专用工具、装置操作规程及设备装置说明书等资料，对工艺参数异常和常见设备故障作出诊断并排除。对已完成的工作记录、存档，并不断积累经验，逐步优化工艺操作规程和设备维修规范，对典型单元找出最佳控制参数。 各学习场所的学习目标 企业 受训者了解生产车间的组织形式和运作方式； 熟悉典型学校 学生能够制定各种常用单元操作设备的操控与故障诊断、维修计划，并实施。 学生在教师指导下或借助岗位操作规程、设备维护/维修手册等资料，制定各种常用单元操作设备的操作与控制计划，并实施和检查反馈，在上述工作过程中对工艺参数异常和常见设备故障作出诊断和排除。在操控单元设备石油化工生产线生产单元的基本构成方式； 掌握各典型单元操作设备的操控与故障诊断、维修计划，并实施。 及故障诊断、维修过程中，使用工具、设备、材料等符合劳动安全和环境保护规定。 在规定时间内完成指定单元操作设备组装、调试、试压、开机、参数调整、达正常运行指标等一系列工作，作业时标准规范。对已完成的任务进行记录、存档和评价反馈，自觉保持安全和健康的环境。学习完本课后，学生应当能够对常用单元操作设备进行正规操作、调控，并能进行常见设备故障诊断、排除等作业，包括：1、开机；2、工艺参数调控；3、典型设备常见故障诊断、排除；4、设备/生产单元运行成果整理等。 工作与学习内容 工作对象 1、需完成的操控任务 单； 2、车间主任或班组长； 3、操控的经济性、安全 性和生产效率； 4、专用仪器、专用工具、 维修材料及配件的领 用； 5、待维护设备的故障诊断、拆卸、检查、安装与维护。 工具 1、常用单元操作设备及典型生产单元操作规程； 2、系统图纸、设备图纸、设备使用说明书； 3、通用工具、专用工具及仿真设备。 工作方法 1、与车间主任或班组长就操控作业单内容进行沟通并记录； 2、现场操作及在仿真计算机上进行DCS操作。 3、填写操控及检修作业单。 劳动组织 1、车间主任或班组长安排操控设备/生产工艺单元任务至各班组； 2、对设备诊断后向材料及配件仓库领取材料及配件； 3、设备/生产工艺单元检修后交车间主任/班组长验收。 工作要求 1、与班组成员之间和完成任务涉及的其他部门相关人员之间进行熟练的专业沟通； 2、严格按照设备/生产工艺单元操作规程进行操控； 3、规范进行设备/生产工艺单元的检查、拆卸、安装和维护等工作； 4、具有成本意识的设备操控和诊断、维修工作； 5、对已完成的工作进行记录存档、评价与反馈； 6、自觉保持安全作业及6S的工作要求。 3.2 教学项目设计

项目 项目 名称 学时 项目1 流体输送及设备操作 18 项目2 项目3 项目4 项目5 膜分离及设备 6 传热及设沉降过滤及吸收解吸及设备操作 设备操作 备操作 12 8 10

项目 项目6 项目7 项目8 项目9 项目10 项目 名称 学时 吸附及设备 6 萃取及设精馏及设备备操作 操作 8 16 蒸发及设备操作 8 干燥及设备操作 8 3.3 教学项目描述 编号 教学项目名称 拟实现的 能力目标 相关支撑知识 ①流体动力学、流①会使用常用②会简单管路拆卸与安装 测量仪表的安装和选用。 流体输送1 及设备操作 ④会离心泵、风机的开、停车操作。 ⑤会离心泵、风机流量调节及切换操作。 ⑥会选用离心泵和风机。 ⑦会离心泵、风机常见故障的处理。 体在管内流动时的工、量、器具。 摩擦阻力基本知伯努利方程式及应②管件，阀门，管③测量仪表基本知识。 ④摩擦阻力的计算。 ⑤离心泵、风机的工作原理与技术性能、离心泵安装高度的计算。 ⑥离心泵、风机的型号、分类、结构、主要零部件的作用与功能。 训练方式： ①会板式换热器、列管式换热器和套管式换热器的开停车操2 传热及设备操作 作。 ②会板式换热器、列管式换热器和套管式换热器常见故障处理 ③会选用列管式换热器。 ①热传导、对流传热的基本知识。 ②传热过程的计算。 ③换热器的分类、该训练在传热实训车间完成，以水蒸气和空气为工质，①板式换学生分组进行套管式换热器的开停车操作。人为设置故障，让学生利用所学知识排除故障，直至板式换热器、列管式换热器和套管式换热器运行正常。 热器、列管式换热器和套管式换热器运行正常。 ②气-汽对流传热操告。 12 训练方式及步骤 训练方式： 该训练在流体实训车间完成，首先安排学生进行工具水压试验，拆装离心泵、风机，然后学生分组进行离心泵、风机的开停车操作及切学生利用所学知识排除故障，直至离心泵、风机运行正常。 训练步骤： ①开车前检查及准备工作。 ②离心泵、风机的开停车操作及切换操作。 ③常见故障的处理。 ①对安装的管路进行水压试验，用肥皂水检查未发现渗漏。 ②离心泵、风机运行正常。 18 结果 学 时 识,连续性方程式、准备、管路拆卸、管路安装、③会管件，阀门，用。 路布置基本知识。 换操作。人为设置故障，让结构、原理和选型。 训练步骤： ②套管式换热器的开停车操作及工艺参数调节。 ③常见故障的处理。 ①开车前检查及准备工作。 作实训报编号 教学项目名称 拟实现的 能力目标 相关支撑知识 训练方式及步骤 训练方式： 该训练在流体实训车间完成，以碳酸钙为工质，学生分组进行板框过滤机的开停结果 学 时 ①板框过滤机运行正常， 碳酸钙滤饼含量达到要求。 ②碳酸钙悬浮液板操作实训报告。 8 ①会板框过滤机沉降过滤3 机设备操作 过滤碳酸钙悬浮液的操作。 ②会板框过滤机常见故障处理 ①过滤操作的基础知识。 ②板框过滤机的结构、工作原理。 车操作。人为设置故障，让学生利用所学知识排除故障，直至板框过滤机运行正常。 训练步骤： ②板框过滤机的开停车操作及工艺参数调节。 ③常见故障的处理。 训练方式： 该训练在吸收实训车间完成，以二氧化碳和空气为工①开车前检查及准备工作。 框过滤机①会填料吸收塔的开停车操作。 吸收解吸4 及设备操作 ②会吸收操作工艺参数的调节。 ③会填料吸收塔异常现象的处理。 ①吸收率达指定要样品。 碳气体吸实训报告。 ①气液相平衡。 ②吸收原理和流程、吸收操作基本知识。 ③填料塔设备基础知识。 质，学生分组进行吸收塔的让学生利用所学知识排除故训练步骤： ②填料吸收塔的开停车操作及工艺参数调节。 ③常见故障的处理。 开停车操作。人为设置故障，求的尾气障，直至吸收塔运行正常。 ②二氧化①开车前检查及准备工作。 收塔操作10 ①膜分离操作的基5 膜分离及设备 了解膜分离设备的操作。 础知识。 ②膜分离设备的结构、工作原理。 ①吸附操作的基础6 吸附及设备 了解吸附设备的操作。 知识。 ②吸附设备的结构、工作原理。 6 6 训练方式： 该训练在流体实训车间完①萃取操作的基础7 萃取及设备操作 会萃取设备的操作。 知识。 ②萃取设备的结构、工作原理。 成。 训练步骤： ②萃取设备的开停车操作及工艺参数调节。 ③常见故障的处理。 8 精馏及设①会板式精馏塔①两组分溶液的气训练方式： ①萃取设备运行正常， 萃取结果②萃取设备操作实训报告。 ①浓度达16 8 ①开车前检查及准备工作。 达到要求。 编号 教学项目名称 备操作 拟实现的 能力目标 相关支撑知识 训练方式及步骤 该训练在精馏实训车间完成，以酒精和水为工质，学生分组进行精馏塔的开停车操作。人为设置故障，让学生利用所学知识排除故障，直至精馏塔运行正常。 训练步骤： ①开车前检查及准备工作。 ②板式精馏塔的开停车操作及工艺参数调节。 ③常见故障的处理。 训练方式： 结果 90%以上的酒精样品。 ②低浓度酒精精馏操作实训报告。 学 时 的开停车操作。 液平衡。 ②会精馏操作工③会板式精馏塔异常现象的处理。 ②精馏原理和流知识。 ③精馏塔设备基础知识。 艺参数的调节。 程、精馏操作基本①会蒸发器器的开停车操作。 9 蒸发及设备操作 ②会蒸发器操作工艺参数的调节。 ③会蒸发器异常现象的处理。 ①蒸发原理和流程、蒸发操作基本知识。 ②蒸发器基础知识。 该训练在蒸发实训车间完成，以红糖水溶液为工质，学生分组进行真空蒸发器的开停车操作。 训练步骤： ②蒸发器的开停车操作及工艺参数调节。 ③常见故障的处理。 训练方式： 该训练在干燥实训车间完①红糖达到标准要求。 ②蒸发操告。 8 ①开车前检查及准备工作。 作实训报①会流化床干燥器的开停车操作。 10 干燥及设备操作 ②会流化床干燥器操作工艺参数的调节。 ③会流化床干燥器异常现象的处理。 ①湿空气的性质及空气的湿焓图。 ②干燥原理和流程、干燥操作基本知识。 ③流化床干燥器基础知识。 成，以阳离子交换树脂为工质，学生分组进行流化床干燥器的开停车操作。人为设置故障，让学生利用所学知识排除故障，直至流化床干燥器运行正常。 训练步骤：①开车前检查及准备工作。 ②流化床干燥器的开停车操作及工艺参数调节。 ③常见故障的处理。 ①阳离子交换树脂含水量达到标准要求。 ②阳离子交换树脂干燥操作实训报告。 8 4、教学条件

为了保证学习领域课程化工单元操作的正常教学，需要提供必要的教学条件：

4.1教学条件 4.1.1软硬件条件 教学做一体实训室

多媒体设备 (1)白板、水笔

(2)40台学生学习机（单机操作运行）

(3)管路拆装、流体流动、传热、精馏、吸收与解析等实训设备 (4)仿真软件： 化工单元操作仿真软件 校园课程网站资源： (1)习题库 (2)案例库 (3)视频素材库 (4)幻灯课件

校外应有各典型单元操作齐全的化工生产工厂，负责接待学生校外实习。 4.1.2师资条件

对专业教师的职业能力要求：专业教师要明确学生将来就业岗位的环境，明确工作岗位的知识要求、能力要求和素质要求。

对专业教师的知识结构要求：要能够独立完成全部的课程学习过程，明确学生在学习过程中的难点和困难，能引发学生积极的思考。具备《化工识图与制图》、《化工安全技术》、《化工单元操作》课程的相关知识，能把素质方面的训练渗透到课程中。

4.2 教学方法建议

《化工单元操作》结合课程内容和学生特点灵活运用多种教学方法，如角色扮演法、案例教学、小组讨论法、引导文法、项目教学法，头脑风暴法等。这些教学方法与资讯、决策、计划、实施、检查、评价六步法教学模式有机结合，有力促进了学生职业能力的提高。

(1)以“角色扮演法”和“案例教学法”等进行任务资讯过程

如学习工作任务“低浓度酒精精馏”，资讯阶段采用“角色扮演法”进行，工作过程描述：接公司指令，现有部分低浓度酒精，要求通过精馏提纯、增浓到90%以上。车间主任接到任务后，将精馏任务布置给班组长，要求班组长组织小组成员共同讨论、制定分离方案、并组织实施低浓度酒精精馏工作，最终达到浓度标准要求，提交一份生产报告。车间主任、班组长和操作工分别由教师、学习小组组长和学生扮演。然后教师采用“案例教学法”进行现场讲解，让学生观察故障的现象，教师再讲解精馏的基本知识、设备结构及精馏操作方法等内容。这样学生带着问题听课，在听课中不断寻求解决问题的方法，不但大大提高了现场

教学质量，而且培养了学生的接待与沟通能力、团队协作能力。

(2)以“引导文法”和“小组讨论法”等引导学生的决策和制定维修计划 如学习工作任务“低浓度酒精精馏”，决策和计划阶段采用“引导文法”和“小组讨论法”进行，在任务工单上提出下列问题：板式精馏塔实训装置操作过程中调节回流比的方法是?板式塔精馏实训装置中，在每块塔盘上发生的是?塔底再沸器产生的气流过大会发生什么现象?当回流比为最小用量时，则所需塔板数为?等引导问题，引导学生进行咨询和决策并通过小组讨论制定操作计划，侧重学生资料的收集与分析能力、决策能力和团队协作能力的培养。

(3)以“任务驱动法”等指导工作任务的实施、检查与评估

工作任务的实施，主要是培养学生自主解决实际问题的能力，任务实施时学生要技照任务工单上的要求完成相应任务。任务工单是教师根据任务的具体要求精心设计的，工单的设计按照“任务驱动法”注重和实际工作过程中的操作一致性。工单包括“知识准备、训练设备、操作步骤、实训记录和成绩评定”等内容，在操作步骤中对任务的操作进行了详细的描述，要求学生绘制相关流程图和记录操作过程中的相关数据，并对数据结果进行分析、整理、得出结论。通过“任务驱动法”以完成某一项任务为目的，在督促学生加强自上学习的同时，规范了学生的操作步骤，使学生带着真实的丁作任务完成训练，提高学生的岗位责任感和成就田。

(4)重视发展式教学方法，培养学生“终身学习”能力

化工单元操作先进技术层出不穷，但传统的操作单元非常重要，有限的课时难以两者兼顾。我们的做法是：传统单元及实用技术重点掌握，适度介绍一些新的化工操作技术，部分内容可以留给学生课后学习、或后续课学习及毕业后充实提升。为优秀学生的探究性学习留有余地，培养学生“终身学习”的意识与能力。

4.3 教学评价、考核要求 （1）评价方式：

注重职业能力考核和过程性考核，检查学生对每个学习任务的完成情况和对基础理论的掌握程度。

（2）考核要求具体说明：

过程成绩与考试成绩的比例为6：4。

过程成绩：到课率、学习态度、遵守纪律以及积极参与和完成每个学习任务的情况，以全部学习任务单成绩的算术平均值为过程成绩。

考试成绩：对基础理论采用书面考试方式进行考核，主要考查学生对基础知识的掌握情况。

5、课程资源开发与利用

为了满足学生的知识要求和能力训练要求，不断丰富网络课程资源，内容包括：

(1)学习参考书： 学习参考书目录 序号 书名 1 2 3 化工单元过程及设备 化工单元操作实用技术 化工制图 (2)多媒体素材 (3)PPT课件 (4)习题库 (5)案例库 (6)教案 (7)学生手册 6、其他说明 无

作者 丁玉兴 李居参 陆英 出版社 化工出版社 高教出版社 化工出版社 出版时间 2012.5 2008.9 2009.3