計(jì)算機(jī)技術(shù)引入化工實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究

薛麗君（南京科技職業(yè)學(xué)院，江蘇南京 210048）

計(jì)算機(jī)技術(shù)引入化工實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究

薛麗君（南京科技職業(yè)學(xué)院，江蘇南京 210048）

計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在教學(xué)中普及，為了讓學(xué)生不出校園就能夠掌握企業(yè)的生產(chǎn)操作流程，將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到實(shí)訓(xùn)中具有十分重要的意義。本文首先從操作的優(yōu)點(diǎn)以及優(yōu)于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程這兩個(gè)方面說(shuō)明計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用的重要性，然后闡述學(xué)生應(yīng)用仿真技術(shù)展開(kāi)實(shí)訓(xùn)的步驟，最后從教師教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性以及著重強(qiáng)調(diào)實(shí)訓(xùn)和實(shí)際生產(chǎn)流程不同之處，這三個(gè)注意事項(xiàng)來(lái)確保實(shí)訓(xùn)能夠滿足學(xué)生上崗后的需求。

仿真技術(shù)；化工實(shí)訓(xùn)；操作水平

化工工藝技能人才是我國(guó)急需的一類(lèi)人才，然而在化學(xué)工藝課程的學(xué)習(xí)中仍舊使用傳統(tǒng)教學(xué)方法，即學(xué)生只是在學(xué)習(xí)時(shí)掌握了理論，卻無(wú)法在出校門(mén)之后滿足實(shí)際操作的需求。因此為了能夠更好的滿足上崗需求，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到化工實(shí)訓(xùn)中，讓學(xué)生在掌握理論的同時(shí)，能夠掌握操作技術(shù)，因此展開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到化工實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究具有重要意義。

1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入化工實(shí)訓(xùn)中的優(yōu)點(diǎn)

1.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入到化工實(shí)訓(xùn)當(dāng)中學(xué)生操作時(shí)的優(yōu)點(diǎn)

具有可操作性和直觀性。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真軟件能夠模擬企業(yè)實(shí)際上的生產(chǎn)流程，同時(shí)使整個(gè)企業(yè)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)流程真正的在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)流程中的停車(chē)、開(kāi)車(chē)、正常運(yùn)轉(zhuǎn)、各種事故發(fā)生以及處理事故等進(jìn)行模擬后，學(xué)生不用抽象的來(lái)想象，而是直觀的觀察生產(chǎn)中各個(gè)數(shù)據(jù)以及變化形式，也就是說(shuō)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中如同親歷現(xiàn)場(chǎng)一般，不用進(jìn)入車(chē)間就可以掌握各個(gè)操作環(huán)節(jié)，在訓(xùn)練時(shí)對(duì)故障產(chǎn)生現(xiàn)象予以掌握，同時(shí)能夠及時(shí)掌握處理故障的方法。

靈活性和考核性。軟件開(kāi)發(fā)者為了操作起來(lái)比較方便，將時(shí)標(biāo)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置、記錄報(bào)警、記錄走向、凍結(jié)工況、加載存儲(chǔ)和評(píng)價(jià)成績(jī)等技術(shù)添加到該系統(tǒng)中，這樣能夠方便老師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)采取較為靈活的方式，并且用多種評(píng)價(jià)方式來(lái)考核學(xué)生的實(shí)訓(xùn)情況。

1.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入到實(shí)訓(xùn)當(dāng)中優(yōu)于實(shí)際生產(chǎn)操作

反復(fù)性和可選取性。在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)而研發(fā)出來(lái)的仿真系統(tǒng)中，學(xué)生在進(jìn)行生產(chǎn)中的停車(chē)、開(kāi)車(chē)、正常運(yùn)行以及故障判定和故障處理訓(xùn)練時(shí)，不是一個(gè)一次性的過(guò)程，而是為了能夠使學(xué)生掌握該技術(shù)，可以一次次的利用本系統(tǒng)展開(kāi)實(shí)訓(xùn)。這時(shí)其主體是學(xué)生，同時(shí)可以依據(jù)自己掌握技術(shù)的狀況來(lái)展開(kāi)針對(duì)性的訓(xùn)練。并且學(xué)生針對(duì)不能理解的難題和不能在實(shí)訓(xùn)中掌握的技術(shù)，可以在實(shí)訓(xùn)中堅(jiān)持多次重復(fù)性的訓(xùn)練，這樣就可以在不斷訓(xùn)練中加深印象，同時(shí)將自己實(shí)踐技能提高，這樣的優(yōu)點(diǎn)則是在企業(yè)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

各類(lèi)故障以及極限運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，絕對(duì)不會(huì)將機(jī)器放在極限狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，然而為了能夠讓學(xué)生真正明白如何處理各種故障以及怎樣使機(jī)器承受的最大限度，在仿真訓(xùn)練中可以在實(shí)訓(xùn)中完成這樣的操作。這就促使學(xué)生對(duì)故障的判別、排除更加準(zhǔn)確，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題和處理繁瑣問(wèn)題的能力。

化工仿真與化工總控制室里的設(shè)備具有統(tǒng)一性。由于采用自控技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，仿真設(shè)備和實(shí)際設(shè)備具有統(tǒng)一性，因此學(xué)生在使用化學(xué)仿真系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)就如同置身于現(xiàn)實(shí)的工作車(chē)間中一樣，并且在展開(kāi)操作時(shí)，可以將學(xué)生遵守職業(yè)規(guī)范和操作標(biāo)準(zhǔn)的意識(shí)培養(yǎng)起來(lái)，這對(duì)于學(xué)生邁向社會(huì)走向工作崗位做一個(gè)合格的技工意義深遠(yuǎn)。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)引入化工實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究

以戴爾的經(jīng)驗(yàn)塔論和學(xué)習(xí)金字塔的為依據(jù)，說(shuō)明學(xué)生付諸于實(shí)踐要比只是聽(tīng)老師講述成效大的多。所以技校中展開(kāi)化工課程教學(xué)時(shí)運(yùn)用化工仿真軟件，實(shí)現(xiàn)理論結(jié)合實(shí)際的一體化教學(xué)方式，將基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的仿真軟件把動(dòng)態(tài)、直接、整體、清楚的仿真頁(yè)面提供給學(xué)生，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)聽(tīng)看時(shí)還可以動(dòng)手實(shí)踐，因此就真正做到了腦袋和手并用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在整個(gè)仿真環(huán)境中，借助于仿真系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)將工藝生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)頁(yè)面、操作參數(shù)頁(yè)面、管路、生產(chǎn)設(shè)施、儀表電器、測(cè)量數(shù)據(jù)分析等展現(xiàn)出來(lái)，如同在現(xiàn)實(shí)化工工藝車(chē)間一樣，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使學(xué)生真正能夠感受到生產(chǎn)車(chē)間中的氣氛。

為了能夠使訓(xùn)練的效果更加顯著，以人本主義論和構(gòu)建主義論兩種學(xué)習(xí)理論為依據(jù)，我們是學(xué)生為主體的教學(xué)方式代替了傳統(tǒng)教師為主體的教學(xué)方式，使學(xué)生能夠發(fā)揮自己的積極性來(lái)開(kāi)展知識(shí)構(gòu)建。將仿真技術(shù)引入到化工實(shí)訓(xùn)當(dāng)中來(lái)，詳細(xì)的教學(xué)流程如下：

2.1 確定仿真任務(wù)

老師依據(jù)整個(gè)課程的設(shè)定以及準(zhǔn)則展開(kāi)教學(xué)時(shí)，采取驅(qū)動(dòng)任務(wù)的教學(xué)方法。讓學(xué)生首先了解本次任務(wù)的難點(diǎn)、重點(diǎn)和目標(biāo)是什么，然后再展開(kāi)教學(xué)。

2.2 學(xué)生分組

在確定任務(wù)后將學(xué)生分成幾個(gè)小組，其主要目的是提升學(xué)生的交流意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到大幅度提升，將企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)性也提前引入到教學(xué)當(dāng)中。每次實(shí)訓(xùn)完成后，留上一小段時(shí)間讓學(xué)生以小組的形式進(jìn)行溝通、探討。在學(xué)習(xí)時(shí)，小組的每個(gè)成員都互相幫助，共同將問(wèn)題解決。任務(wù)全部完成后，每個(gè)小組會(huì)找出一名代表來(lái)講述本小組的學(xué)習(xí)成果。

2.3 對(duì)工藝流程、原理以及操作流程進(jìn)行熟悉

首先老師將工藝流程、原理以及操控步驟進(jìn)行詳細(xì)的講解，然后讓每個(gè)小組展開(kāi)討論，使這些內(nèi)容能夠在討論過(guò)程中得到深化，并且弄明白操作各個(gè)環(huán)節(jié)的順序是怎樣的，同時(shí)提出為何要這樣操作這樣的質(zhì)疑，并進(jìn)行解決。

2.4 學(xué)生仿真操作

學(xué)生掌握了第三步之后，就開(kāi)始展開(kāi)仿真操作。教師按著分組的狀況，將每個(gè)小組指定出特定的區(qū)域，然后分配給學(xué)生一個(gè)固定的機(jī)位，然后讓他們依據(jù)自身的任務(wù)來(lái)進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)。在一整套的操作流程中，如果學(xué)生有無(wú)法解決的難題，可以以小組的形式來(lái)尋求幫助，如果本組無(wú)法解決該困難再上報(bào)給老師。

2.5 小組的溝通和討論

在進(jìn)行一段時(shí)間的訓(xùn)練后，以小組為單位展開(kāi)溝通和討論活動(dòng)，有組員推選出每個(gè)組的組長(zhǎng)，組織本組組員討論實(shí)訓(xùn)中呈現(xiàn)出的問(wèn)題，并保證每個(gè)成員都要探討。而成員之間討論的過(guò)程是聯(lián)系學(xué)生表述能力、分析和解決問(wèn)題能力的過(guò)程，更是激發(fā)團(tuán)地凝聚力的過(guò)程。同時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)給予小組討論進(jìn)行指導(dǎo)，并給予一定的評(píng)價(jià)。

2.6 仿真操作的再進(jìn)行

在展開(kāi)小組探討之后，學(xué)生對(duì)前一次操作有了深刻的認(rèn)識(shí)，不但吸取了經(jīng)驗(yàn)，而且也會(huì)將問(wèn)題解決掉。進(jìn)行再次的實(shí)訓(xùn)也是為了鞏固前面所掌握的知識(shí)。另外，各個(gè)小組還可以以任務(wù)完成情況和技能操作情況規(guī)定其操作的次數(shù)。如果沒(méi)有在對(duì)應(yīng)的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，那么就可以到課下去訓(xùn)練，力求每個(gè)學(xué)生都能夠完成老師所布置的任務(wù)。

2.7 結(jié)語(yǔ)

總結(jié)是任務(wù)完成后進(jìn)行的一個(gè)歸納，因此可以將總結(jié)分為小組總結(jié)和老師對(duì)整體實(shí)訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)兩部分。通常小組集思廣益做出總結(jié)后，在老師的組織下進(jìn)行小組輪流發(fā)言，最后再由老師進(jìn)行總結(jié)。

2.8 評(píng)估成績(jī)

過(guò)程考核評(píng)價(jià)方式是化工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的考核形式。每位學(xué)生總分是由仿真軟件評(píng)定分?jǐn)?shù)乘以0.6即權(quán)重再加上教師評(píng)分乘以0.4權(quán)重的總和。在訓(xùn)練任務(wù)完結(jié)后，相關(guān)課程的老師組織全部學(xué)生進(jìn)入仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)考試。這就要求學(xué)生要在考試規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保證任務(wù)完成，同時(shí)進(jìn)行評(píng)分。

學(xué)生在整個(gè)操作流程中教師全權(quán)觀察，并且將實(shí)時(shí)操作表現(xiàn)列入到考試成績(jī)內(nèi)，這主要評(píng)價(jià)學(xué)生態(tài)度、操作是否標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)隊(duì)協(xié)助能力、參與小組活動(dòng)量等，并給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。上述兩個(gè)成績(jī)都測(cè)評(píng)出來(lái)之后，按著0.6權(quán)重乘以仿真軟件評(píng)價(jià)分和0.4權(quán)重教師評(píng)價(jià)分，兩者之和就可以得出相應(yīng)的總成績(jī)。

3 化工實(shí)訓(xùn)中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行化工實(shí)訓(xùn)時(shí)，只有注意以下幾個(gè)問(wèn)題，才能夠保證化工實(shí)訓(xùn)能夠更好的發(fā)揮作用。

3.1 每個(gè)教師都應(yīng)當(dāng)認(rèn)真的設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)

在教師設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)時(shí)，要將學(xué)生的主體性表現(xiàn)出來(lái)，并且充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。在實(shí)訓(xùn)的每個(gè)環(huán)節(jié)中，教師作為指導(dǎo)員，對(duì)教學(xué)每個(gè)步驟都要較嚴(yán)格的監(jiān)督和引導(dǎo)，盡量的讓學(xué)生單獨(dú)思索和單獨(dú)操作。如果學(xué)生在操作中遇到難題，老師不要立刻就給學(xué)生解決，而是鼓勵(lì)學(xué)生用自己的方法竭盡全力去解決這個(gè)問(wèn)題，同時(shí)可以允準(zhǔn)學(xué)生以小組探討的方式，來(lái)展開(kāi)問(wèn)題的探討，這時(shí)就使學(xué)生的語(yǔ)言表述能力、溝通能力、探析和解決問(wèn)題的能力都能夠有所提升。如果學(xué)生在仿真實(shí)訓(xùn)時(shí)真出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的錯(cuò)誤或者學(xué)生不能自己解決的問(wèn)題，教師這時(shí)就應(yīng)當(dāng)給予一些引導(dǎo)和啟發(fā)，使學(xué)生能夠在教師引導(dǎo)下，迅速的將有關(guān)知識(shí)點(diǎn)掌握起來(lái)，同時(shí)將這些內(nèi)容運(yùn)用到實(shí)訓(xùn)當(dāng)中去，操作中的問(wèn)題也就得到解決。這樣學(xué)生在思考和鍛煉中，能夠提升他們的綜合職業(yè)能力和操作水平。

3.2 在化工實(shí)訓(xùn)中，應(yīng)當(dāng)本著學(xué)生為本的學(xué)習(xí)理念

在整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)摒棄傳統(tǒng)教學(xué)方法，即拋棄整個(gè)教堂上老師一味的來(lái)講，學(xué)生只是負(fù)責(zé)聽(tīng)的模式。在整個(gè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，教師首先操作要領(lǐng)和方法告知學(xué)生，學(xué)生應(yīng)當(dāng)記錄下來(lái)，然后嚴(yán)格的遵循老師說(shuō)的方法來(lái)展開(kāi)操作，這時(shí)學(xué)生就能發(fā)揮其主觀性，大膽的進(jìn)行操作，不是畏首畏尾。在實(shí)訓(xùn)的每個(gè)步驟中，應(yīng)當(dāng)將學(xué)生放到主體的位置，讓他們真正作為學(xué)習(xí)的“負(fù)責(zé)者”，深入的將學(xué)生學(xué)習(xí)興趣激發(fā)出來(lái)。比如，在設(shè)置故障和故障處置的環(huán)節(jié)中，要讓學(xué)生在仿真軟件中，親身體驗(yàn)整個(gè)過(guò)程。即將實(shí)訓(xùn)生產(chǎn)中“機(jī)械”上的壓力、溫度、閥門(mén)等數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，同時(shí)在調(diào)整時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)的改變，而生產(chǎn)中各個(gè)零部件或者系統(tǒng)本身是否發(fā)生改變。并且對(duì)于這些改變或者不變的實(shí)際情況展開(kāi)單獨(dú)思索，例如為什么溫度調(diào)到一定的溫度，就會(huì)產(chǎn)生故障。當(dāng)學(xué)生真正投入到實(shí)訓(xùn)中研究工藝數(shù)據(jù)時(shí)，才能夠明確的認(rèn)識(shí)到它們的重要性，也會(huì)了解到如何去調(diào)控它們，才能夠處理故障。

3.3 在訓(xùn)練時(shí)，應(yīng)當(dāng)著重的強(qiáng)調(diào)化工實(shí)訓(xùn)與實(shí)際生產(chǎn)操作的不同

比如在實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)當(dāng)精確、嚴(yán)苛的控制整個(gè)生產(chǎn)流程中的工藝數(shù)據(jù)。為此，學(xué)生在化工實(shí)訓(xùn)中對(duì)調(diào)控?cái)?shù)據(jù)展開(kāi)重復(fù)性的訓(xùn)練，然而在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)訓(xùn)中，有的學(xué)生感覺(jué)這些數(shù)據(jù)調(diào)控方法早已經(jīng)掌握，就不會(huì)予以重視，同時(shí)認(rèn)為實(shí)際生產(chǎn)時(shí)也是如此，沒(méi)有什么大不了。教師一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生有這些問(wèn)題，就必須堅(jiān)決的制止。并且著重的強(qiáng)調(diào)實(shí)訓(xùn)并不等于真正的上崗，而是一種模式的仿真，并且說(shuō)明這些工藝數(shù)據(jù)的重要性，在仿真訓(xùn)練時(shí)可以隨意調(diào)整，但是在真正工作崗位上，如果掌握不好這些數(shù)據(jù)，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)流程停工，甚至?xí)斐蓸O大的災(zāi)難。因此在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)教師應(yīng)當(dāng)多次的強(qiáng)調(diào)并且正確的引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)正確實(shí)訓(xùn)。這樣才能夠確保每個(gè)學(xué)生走上實(shí)際工作崗位上，均能夠適應(yīng)企業(yè)的生產(chǎn)車(chē)間及流程。

4 結(jié)語(yǔ)

將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到化工實(shí)訓(xùn)中，為學(xué)生提供了一個(gè)近似于實(shí)際車(chē)間的模擬空間，使學(xué)生在提高操作水平的同時(shí)，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并且使理論真正能夠付諸于實(shí)踐。這種大腦和手形成合力的教學(xué)方式，才能夠使學(xué)生的職業(yè)綜合能力得到提高，為學(xué)生走上工作崗位奠定基礎(chǔ)。

［1］齊淼.協(xié)同式化工生產(chǎn)三維虛擬仿真系統(tǒng)的研究［D］.大連理工大學(xué)，2014（12）：38-39.

［2］孫秉超.虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2012（27）：6546-6547+6562.

［3］王躍立.仿真技術(shù)在化工工藝課程中的教學(xué)輔助應(yīng)用研究［D］.云南師范大學(xué)，2014（08）：127-128.

［4］張祖鷹.淺談?dòng)?jì)算機(jī)仿真技術(shù)在教學(xué)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究與實(shí)踐［J］.商場(chǎng)現(xiàn)代化，2013（21）：387.

薛麗君，女（1984-），漢族，籍貫江蘇南通，碩士研究生，講師，研究方向：化學(xué)工程