Деловая игра как форма изучения химического производства и ведения профориентационной работы
статья по химии (8, 9, 10, 11 класс) на тему

Деловая игра  как форма изучения химического производства и ведения профориентационной работы

Современное образование, являясь участником процесса зарождения нового всемирного сообщества, оказалось в самом  центре проблем, связанных с развитием личности. Задача образования заключается в том, чтобы дать возможность всем без исключения проявить свои таланты и весь свой творческий потенциал.

«Круглый стол» промышленников Европы подчеркнул в своих документах: «Многие молодые люди покидают школу, не имея ни малейшего представления о тех компетенциях, которые им будут крайне нужны в профессиональной жизни:

• способность работать в группе;
• командный дух и вкус риска;
• чувство ответственности и личная дисциплина;
• чувство инициативы, любознательности, творчества;
• дух профессионализма, стремление к совершенству;
• чувство служения общему делу.

Эти качества составляют основу духа предприятия».

Для успешного развития всех этих качеств на первый план выступает инновационный подход к учебному процессу, в котором целью обучения становится развитие у учащихся возможности осваивать новый опыт на основе опыта имитационного и ролевого моделирования.

С этим направлением связана разработка модели обучения как организации учебно-игровой, моделирующей деятельности; обучения как организации активного обмена мнениями, творческой дискуссии.

Использование этих моделей обучения помогает учителям химии на более высоком уровне организовать профориентационную работу.

В этой работе можно выделить следующие направления:

1. Раскрытие характера трудовой деятельности людей, занятых в химическом производстве и требований, предъявляемых к работникам современного производства.
2. Допрофессиональная подготовка учащихся – формирование знаний о главных отраслях химической промышленности, научных основах химического производства, массовых рабочих профессиях химиков; формирование умений и навыков, необходимых в будущей трудовой деятельности.

Для решения задач этих направлений на уроках химии можно использовать разные формы организации учебной деятельности, среди которых важное место занимает проведение уроков – экскурсий на химические производства и организация по итогам этих экскурсий сюжетно-ролевых и деловых игр. В процессе этих игр на основе игрового замысла моделируется реальная обстановка, в которой выполняются конкретные действия, выбирается оптимальный вариант решения задачи и имитируется его реализация в практической жизни.

Деловая игра – это модель процесса принятия решений в реальной ситуации с четко выраженной структурой. Деловая игра позволяет создавать производственные ситуации, в ходе которых играющему необходимо найти правильную линию поведения, оптимальное решение проблемы, соответственно реальным обстоятельствам производства, имитированным в игре. В ходе  игры каждому участнику необходимо максимально мобилизовать все свои знания, опыт, воображение. Особенно ценно то, что здесь дело не сводится лишь к механическому использованию программного материала. В процессе игры вырабатывается умение мыслить системно, продуктивно, пробуждается стремление к поиску новых идей, а это уже шаг к творчеству.

Виды ролевых игр на уроке могут быть различными: совет бригадиров, совещание при директоре, репортаж с места событий, аттестация работников химического предприятия. Вид ролевой игры определяется содержанием программы, возможностями производственного окружения, подготовленностью учащихся к проведению игры.

Организация такой игры требует тщательной подготовки:

• определение целей урока;
• разделение учащихся класса на группы, которые будут выполнять различные должностные обязанности данного химического предприятия;
• разработка заданий для каждой группы  «специалистов».

Группы «специалистов:

1. Группа по изучению сырьевой базы производства

• какое сырье может быть использовано на данном производстве,
• основные месторождения, место их нахождения (карта),
• способ их транспортировки.

2. Группа технологов

• основные химические процессы, лежащие в основе данного производства,
• характеристика процессов,
• оптимальные условия проведения этих процессов на производстве,
• общие научные принципы организации данного производства.

3. Группа главного инженера

• характеристика основных аппаратов данного производства,
• конструкционные материалы, которые используются для этих аппаратов
• составление технологической схемы.

4. Группа по охране окружающей среды

• физиологическое влияние продукта, отходов производства на организм человека,
• разрабатывают меры по утилизации отходов производства,
• вносят предложения по безотходной технологии.

5. Группа проектировщиков

Осуществляет выбор места строительства завода согласно следующим  условиям:

• связь с железной дорогой,
• близость водоема,
• обеспечение энергией,
• соблюдение экологических норм.

6. Группа «отдела кадров»

• подготовка двух учащихся, которые будут выполнять роль руководителей производства,
• составить перечень специальностей по данному производству и их должностных обязанностей (таблица прилагается).

7. Группа «отдела охраны труда и техники безопасности»

Участники каждой группы знакомятся с заданиями, уясняют цели и задачи, поставленные перед группой, формируют вопросы, по которым требуется консультация преподавателя. Консультации проводятся поочередно с каждой группой самим преподавателем или учителями-предметниками (в случае интегрированного урока).

После предварительной подготовки проводится непосредственно экскурсия на предприятие, где по ходу экскурсии учащиеся уточняют круг своих вопросов применительно к данному предприятию. После экскурсии проводится еще одна уточняющая консультация, после которой организуется сама игра, в ходе которой группы защищают свои задания.

Директор открывает совещание вступительным словом о значении данного продукта для промышленности и сельского хозяйства, раскрывает актуальность рассматриваемого вопроса. В заключении дает оценку работе групп и подводит итог. Руководит игрой и предоставляет слово каждой группе главный инженер.

Примерный перечень знаний, умений, и должностных обязанностей специалистов различных профессий, занятых в химическом производстве

Приложение 3. Урок – ролевая игра по теме «Производство метанола»

Задачи урока:

• изучить общие принципы производства метанола;
• познакомить учащихся с химическими профессиями, связанными с производством метанола;
• продолжить работу по развитию творческой активности учащихся и  умений самостоятельно приобретать знания.

Урок проводится в форме оперативного совещания при директоре. Повестка совещания (тема урока): «Организация производства метанола на АО «Акрон».

Урок начинается с вступительного слова учителя: «Сегодня мы проводим наш урок по итогам экскурсии на АО «Акрон». Урок наш будет необычным. В ходе его каждый из вас, используя имеющиеся знания по производству метанола, выступит в качестве специалиста одной из профессий данного производства. Вашей задачей является рассмотрение технологического процесса синтеза метанола на АО «Акрон». Проводить совещание будет директор.

Директор.

Метанол впервые был обнаружен в продуктах сухой перегонки древесины 340 лет назад. Но потребовалось почти 2 столетия, чтобы выделить его в чистом виде.

В 1923 году впервые было освоено промышленное производство метилового спирта из оксида углерода (II) и водорода под давлением 25-35 Мпа на цинк-хромовом катализаторе при температурах 320-3800С. Это были первые шаги, а нынче его производство исчисляется в мире миллионами тонн. Движущие силы этого грандиозного развития заключаются в том, что метанол является продуктом многоцелевого назначения.

Сфера использования метанола в химической промышленности необычайно широка: производство формалина, карбамидных смол, синтетических каучуков, уксусной кислоты, химических средств защиты растений, поливинилового спирта. Его используют в производстве фотопленки, различных аминов,  красителей, а также в лакокрасочной промышленности.

Использование метанола как топлива известно более 150 лет. В наше время метанол используют как топливо для двигателей внутреннего сгорания. Металлургия испытывает потребность в восстановительных газах. Такие газы можно получить конверсией метанола. Метанол может быть использован для получения синтетического протеина. Это новая страница в биологических методах производства кормового белка для сельского хозяйства.

Сегодня мы рассмотрим, как организовано производство этого бесценного сырья на нашем заводе. Слово предоставляется технологам.

Технологи.

В основе синтеза метанола лежат следующие химические реакции:

CO + 2H2 ↔ CH3OH + 90,73 кДж

• реакция соединения
• идет с уменьшением объемов
• обратимая
• каталитическая
• экзотермическая

CO2 + 3H2 ↔ CH3OH + H2O + 49,53 кДж

• обратимая
• экзотермическая
• каталитическая
• идет с уменьшением объемов

Условия проведения реакций: to = 200-260 0С,  Р = 9 МПа

Технологическая схема производства метанола состоит из следующих стадий:

4. 1. Сатурация природного газа (насыщение паром природного газа) до соотношения:   метан : вода – 1 : 1,4.
5. Парокислородная конверсия природного газа (получение метана из природного газа в шахтном конверторе  на никелевых катализаторах).
6. Частичная очистка конвертированного газа от оксида углерода (IV) (процесс абсорбции CO2 раствором моноэтаноламина МЭА – процесс идет с выделением тепла).
7. Осушка конвертированного газа в абсорберах алюмогелем от H2O, H2S, CO2.
8. Сжатие свежего газа от 1,6 до 9 МПа.
9. Синтез метанола сырца.
10. Ректификация метанола (очистка метанола от примесей).
11. Склад метанола.

Директор.

Группа главного инженера расскажет нам, какие аппараты используются на каждой стадии производства метанола.

Группа главного инженера.

1. Сатуратор (колонный аппарат с насадкой из керамических колец).
2. Шахтный конвертор (колонный  аппарат с катализатором внутри). В нем поддерживается давление, температура, состав парокислородной смеси, объем природного газа. Реакция идет с выделением теплоты. Тепло утилизируется в котле-утилизаторе для получения из воды пара. Пар используется дальше.
3. - Абсорбер (колонный аппарат с «тарелками», насадкой из керамических колец, форсункой для орошения раствором).

- Регенератор (колонный аппарат с «тарелками» для восстановления  МЭА раствора).

     - Теплообменники.

     - Насосы.

4.  Абсорбер.

1. Компрессор.
2. Колонна синтеза (аппарат с насадкой из катализатора).

- Холодильник-конденсатор (охлаждает газ и конденсирует  метанол)

     - Сепаратор (отделяет газ от жидкости).

     - Теплообменник.

     - Насосы.

3. Колонна ректификации (колонный аппарат с «тарелками»).

- Теплообменник.

     - Холодильники.

     - Насосы (дозаторы).

     - Емкости.

4. Емкости.

- Насосы.

Директор предоставляет слово отделу кадров.

Группа отдела кадров.

На нашем производстве требуются следующие специальности:

• инженер-технолог
• лаборант химической лаборатории
• аппаратчик химического предприятия
• техник-технолог.

Директор предоставляет слово отделу охраны окружающей среды и техники безопасности.

Группа охраны окружающей среды и техники безопасности.

Метанол – яд. 5-10 мл метанола, принятое внутрь, вызывает тяжелое отравление, ведущее к слепоте; большая доза метанола может привести к смерти. Отравление метанолом возможно через органы дыхания, через кожу. Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе помещения, где работает человек – 5 мг/м3.  Пары метанола образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Об этом нужно всегда помнить при обращении с метанолом. Поэтому на производстве предусмотрены мероприятия, направленные на охрану труда:

• своевременный ремонт вентиляции
• строгое соблюдение технологического режима
• применение средств индивидуальной защиты.

Директор.

Подводя итог нашему совещанию, необходимо отметить, что современная технология должна исключить пагубное воздействие на мир живой природы  и самого человека. Синтез метанола – одна из тех технологий, которые позволяют поддерживать в природе гомеостатическое состояние (т.к. в качестве сырья используют  СО2), поэтому его использование имеет большое экологическое значение. Технология синтетического метанола вписывается в природное равновесие, не нарушая его.