化工仿真技術(shù)在技校化工工藝課程中的應(yīng)用研究

蔣紀秋

摘 要：化工是云南的支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著云南化工工藝的快速發(fā)展，化工企業(yè)對化工技能型人才的數(shù)量和品質(zhì)的要求在不斷提高，傳統(tǒng)教學(xué)下的“化工工藝”已無法滿足當(dāng)今化工企業(yè)對工藝技能人才的需求。當(dāng)前，化工仿真技術(shù)發(fā)展迅速，可以改變傳統(tǒng)化工工藝教學(xué)中理論與實踐脫節(jié)的問題，在提高學(xué)生化工工藝操作技能的同時，能較好地培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)綜合能力和職業(yè)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：化工仿真技術(shù) 化工工藝 應(yīng)用 建議

化工是云南省的支柱產(chǎn)業(yè)之一，每年需要大量的化工工藝類技能型人才。作為中等職業(yè)教育重要組成部分的技工院校承擔(dān)著為云南化工企業(yè)培養(yǎng)技能型人才的重任。在化工工藝課程的教學(xué)中，基本上仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。在當(dāng)前的云南技工學(xué)?；すに囌n程的教學(xué)中主要存在著以下三個方面的不足。

第一，學(xué)生所學(xué)與崗位實際需求脫節(jié)。云南省的化工主要是無機化工，都是大型的生產(chǎn)工藝，學(xué)校不可能在校內(nèi)建設(shè)具體的生產(chǎn)場地供學(xué)生實習(xí)。

第二，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。傳統(tǒng)的理論教學(xué)不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，造成學(xué)生學(xué)習(xí)動力的嚴重不足。

第三，學(xué)生的綜合職業(yè)能力不能得到有效的鍛煉。傳統(tǒng)的教學(xué)方法的本質(zhì)仍是以教師為中心，學(xué)生的職業(yè)溝通能力、團隊協(xié)作能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力等綜合能力都未能得到有效的培養(yǎng)和鍛煉。

因此，我們將“化工仿真技術(shù)”引入到化工工藝課程的教學(xué)中，采取行動導(dǎo)向教學(xué)法，可以有效地突出教學(xué)中學(xué)生的主體地位，促進學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、有效性，解決課程教學(xué)理論與實踐脫節(jié)的問題，真正能夠促進學(xué)生的實踐動手能力和綜合職業(yè)素養(yǎng)的提高。

一、化工仿真技術(shù)

化工仿真技術(shù)是一種新型的實用的微機應(yīng)用技術(shù)，借助微機在仿真軟件上模擬實際的化工生產(chǎn)操作與控制系統(tǒng)環(huán)境，再現(xiàn)化工生產(chǎn)進程的實時狀況與特征。通過模擬工廠生產(chǎn)實際，使學(xué)員能了解并進行生產(chǎn)的正常開車、正常停車、正常運行、緊急停車和事故處理等過程，并能設(shè)計各種事故現(xiàn)象并進行處理，從而為學(xué)生創(chuàng)建了情境化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生身臨其境地實際操作，增強了學(xué)生的實際操作能力。

二、技工院?；し抡娴膬?nèi)涵

技工學(xué)校采用的化工仿真技術(shù)包括化工仿真軟件的模擬和化工仿真工廠的實際操作兩個部分。

化工仿真軟件的模擬屬于過程系統(tǒng)仿真，它要求能在仿真機上再現(xiàn)該過程系統(tǒng)的實時特性，以達到在仿真系統(tǒng)上進行化工工藝流程模擬和設(shè)備操作模擬的目的。過程系統(tǒng)仿真由三個主要部分組成：過程系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型和仿真機。例如化工仿真中“合成氨仿真系統(tǒng)”就是過程系統(tǒng)仿真。

化工仿真工廠建立在學(xué)校內(nèi)部，具有真實的企業(yè)生產(chǎn)情境，化工工藝專業(yè)的學(xué)生可在校內(nèi)進行工藝類實訓(xùn)操作。

三、化工仿真技術(shù)在化工工藝課程教學(xué)中的實踐研究

化工工藝課程是化工工藝專業(yè)的核心課程，是集理論和實際操作于一體的課程，其涵蓋了化工原理、化工電器與儀表等學(xué)科的知識，要求學(xué)生既要掌握化工生產(chǎn)的理論知識，又要具備較強的化工生產(chǎn)實際操作技能。云南技師學(xué)院從1990年開設(shè)化工工藝專業(yè)，專業(yè)的培養(yǎng)計劃是根據(jù)云南化工企業(yè)的實際進行制訂的，包含磷工藝和合成氨工藝，與企業(yè)結(jié)合的較為緊密?；し抡婕夹g(shù)在化工工藝課程教學(xué)中的應(yīng)用主要包含以下幾個過程。

1.化工工藝課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂

根據(jù)國家教育部頒布的化工工藝課程的教學(xué)大綱，結(jié)合云南生產(chǎn)的實際，學(xué)院在修訂化工工藝課程標(biāo)準(zhǔn)的具體過程如下：第一，企業(yè)調(diào)研。在企業(yè)的調(diào)研分兩步進行。第一步，通過網(wǎng)絡(luò)收集和走訪云南化工行業(yè)協(xié)會、云南煤化工集團有限公司、云天化集團等行業(yè)及企業(yè)，充分了解了云南化工企業(yè)分布情況、近期的用人需求及發(fā)展規(guī)劃。最終在企業(yè)專家的建議下，確定學(xué)院化工工藝課程的教學(xué)內(nèi)容仍以“磷工藝和合成氨工藝”為主。第二步，由學(xué)院組織教師對云南天安化工有限公司、云南富瑞化工有限公司、中輕依蘭有限公司等10家企業(yè)進行調(diào)研。第二，課程整合。根據(jù)學(xué)院化工類實訓(xùn)條件進行課程整合，將原來的化工仿真操作課程納入化工工藝課程，不再作為單獨的一門課程開設(shè)。第三，修訂課程標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)企業(yè)的需求和學(xué)院實訓(xùn)條件，進行“化工工藝課程標(biāo)準(zhǔn)”的修訂工作。第四，課標(biāo)的評審。由企業(yè)專家和學(xué)院教學(xué)專家組成的專家組對修訂的“化工工藝課程標(biāo)準(zhǔn)”進行評審。第五，課標(biāo)的完善。根據(jù)專家評審的意見和建議，由校內(nèi)教師進一步對“化工工藝課程標(biāo)準(zhǔn)”的課程標(biāo)準(zhǔn)進行修訂和完善，最終定稿，并付諸實施。

2.化工工藝課程教學(xué)整體設(shè)計

根據(jù)新修訂的化工工藝課程標(biāo)準(zhǔn)中的要求理論教學(xué)、化工仿真教學(xué)和化工仿真實踐教學(xué)的比例為2∶5∶3，在課程的設(shè)計上要充分考慮這三部分如何匹配的問題。學(xué)院的化工工藝課程中以云南的磷工藝和合成氨工藝為主，在教學(xué)設(shè)計的過程中，將磷工藝中的黃磷生產(chǎn)、磷酸生產(chǎn)和合成氨生產(chǎn)作為三個大的項目，再將每一個項目分解為多個任務(wù)，每一個任務(wù)均采取理論+仿真訓(xùn)練的教學(xué)方式，在學(xué)習(xí)的過程中采用過程考核。最后用四周的時間，在學(xué)院化工仿真工廠中進行精餾實踐操作，采取行動導(dǎo)向教學(xué)法來進行。

3.化工仿真技術(shù)應(yīng)用于課程的實施過程

（1）化工仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用。為達到好的訓(xùn)練效果，根據(jù)“建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論”和“人本主義學(xué)習(xí)理論”，我們將改變過去教師講授為主的教學(xué)方式，以學(xué)生為主體，引入學(xué)生自己構(gòu)建知識的教學(xué)方式。在具體的教學(xué)中，利用化工仿真軟件進行化工仿真訓(xùn)練的實施過程，如下圖所示。

在應(yīng)用化工仿真軟件進行化工仿真實訓(xùn)的過程中應(yīng)注意以下幾個方面的問題：第一，教師要認真做好每一項任務(wù)的教學(xué)設(shè)計。在教學(xué)設(shè)計的過程中要充分體現(xiàn)出“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的理念。第二，教師在仿真實訓(xùn)的過程中，要體現(xiàn)出學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)過程。在仿真訓(xùn)練的過程中，要讓學(xué)生勇于去嘗試，要讓實訓(xùn)過程成為以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)過程，進一步的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。第三，要隨時強調(diào)化工仿真實訓(xùn)和真實生產(chǎn)操作間的不同。

（2）化工仿真工廠在課程中的應(yīng)用。學(xué)院建設(shè)的化工仿真工廠是精餾操作。精餾在化工領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。具體的操作過程是：第一，根據(jù)化工工藝課程標(biāo)準(zhǔn)，利用學(xué)院的化工仿真工廠，教師認真進行“精餾”實訓(xùn)教學(xué)的設(shè)計，明確實訓(xùn)任務(wù)。第二，進行安全教育。第三，分組，明確崗位。采取小組教學(xué)和角色扮演法進行，根據(jù)實訓(xùn)條件，將學(xué)生8人分為1組，各組自行選出1名組長，其他7人為組員，采用小組共同學(xué)習(xí)。第四，分組實施。在實施的過程中，教師充當(dāng)?shù)慕巧辉偈莻鹘y(tǒng)教學(xué)中的授業(yè)解惑，而是學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、合作者，學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中是主體，是自主的學(xué)習(xí)。各組的學(xué)生在明確項目任務(wù)后按照行動導(dǎo)向的“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”閉合環(huán)開展工作。

四、需要改進的地方

化工仿真技術(shù)應(yīng)用于化工工藝課程教學(xué)的研究，取得了一定的成果，但同樣也存在著一定的不足，需要在今后的研究操作過程中加以改進。

1.加強化工工藝仿真軟件的開發(fā)

由于化工產(chǎn)業(yè)是云南的支柱產(chǎn)業(yè)，化工工藝較多，學(xué)院所購置的軟件僅為其中的兩個。因此，學(xué)院所采用的化工仿真軟件為北京東方化工仿真有限公司開發(fā)的。在下一步建設(shè)的過程中，學(xué)院應(yīng)加強與仿真軟件開發(fā)公司和云南的化工企業(yè)的聯(lián)系，建立起三方共同開發(fā)仿真軟件的機制，更好地解決化工仿真軟件的實用性問題。

2.加強師資隊伍建設(shè)

化工仿真教學(xué)對教師要求非常高。主要體現(xiàn)在以下兩個方面：第一，教師必須具備化工生產(chǎn)企業(yè)的實踐知識和操作技能。第二，要采用理實一體的教學(xué)，教師就必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，積極掌握項目教學(xué)法、行動導(dǎo)向教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法等新的教學(xué)方法。

學(xué)院要創(chuàng)造條件來加強師資隊伍的建設(shè)工作。第一，更新教師的教學(xué)理念，提高教師的職業(yè)教育理論水平；第二，加強教師的培訓(xùn)，提高教師的教學(xué)能力；第三，加大教師企業(yè)鍛煉的力度。

3.加快教材建設(shè)

當(dāng)前，國家人力資源和社會保障部已經(jīng)制定出了《一體化課程開發(fā)技術(shù)規(guī)程（試行）》。學(xué)?？梢园凑掌渲械囊?guī)定開展教材建設(shè)工作，通過校企合作，以項目和任務(wù)為載體，將傳統(tǒng)的教材形式改變成工作頁的形式，通過典型工作任務(wù)的提取，編制出真正緊密結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實際、理念先進、結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容新穎的一體化教材。

參考文獻：

[1]陳群.化工仿真操作實訓(xùn)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]皮連生.學(xué)與教的心理學(xué)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2003.

[3]盧俊，陳福北.計算機仿真技術(shù)在高職化工教學(xué)中的實踐與探討[J].廣西輕工業(yè)，2010（2）.

[4]史平，秦旭芳.行動導(dǎo)向教學(xué)法探索與創(chuàng)新[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2010.

[5]胡孝貴，謝素雯等.關(guān)于化工仿真與實際操作結(jié)合的實訓(xùn)模式研究[J].職業(yè)教育研究，2009（5）.

[6]宋艷玲.化工仿真教學(xué)在工藝類課程中的應(yīng)用[J].技術(shù)與教育，2010（1）.

[7]柳海蘭.化工仿真技術(shù)在實踐教學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].廣東化工，2010（11）.

（作者單位：云南技師學(xué)院）