仿真實訓(xùn)在化工職業(yè)教育中的作用

林志向

摘 要： 本文介紹了化工仿真系統(tǒng)，論述了仿真實訓(xùn)在化工職業(yè)教育中的作用。通過化工仿真實訓(xùn)，可強化化工的理論教學(xué)效果，彌補現(xiàn)場實習(xí)的不足，便于教師掌握學(xué)情，有利于提高學(xué)生職業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性。

關(guān)鍵詞： 化工職業(yè)教育 仿真實訓(xùn) 作用

我國職業(yè)教育培養(yǎng)的目標是具有綜合職業(yè)能力的技術(shù)應(yīng)用型人才，這就要求職業(yè)教育教學(xué)注重學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實踐教學(xué)是職業(yè)教育的重要特征，離開實踐，學(xué)生技能、技巧、操作能力的培養(yǎng)等就無從談起。實踐證明，仿真實訓(xùn)是提高學(xué)生實踐能力的一種有效途徑。

一、化工仿真系統(tǒng)簡介

化工仿真系統(tǒng)是以計算機為手段，通過建立化工工業(yè)過程的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，在以計算機為基礎(chǔ)的硬件環(huán)境下，再現(xiàn)真實裝置系統(tǒng)特性的產(chǎn)品。它是建立在化工工藝、控制技術(shù)、計算機技術(shù)等基礎(chǔ)上的多學(xué)科的綜合性技術(shù)，具有經(jīng)濟、可靠、實用、安全、可多次反復(fù)使用等優(yōu)點。通過化工仿真系統(tǒng)，可以幫助學(xué)生深入了解化工生產(chǎn)過程的操作原理，提高對典型化工過程的開車、運行、停車操作及事故處理的能力，提高對復(fù)雜化工過程動態(tài)運行的分析和決策能力，等等。

二、化工仿真實訓(xùn)在化工職業(yè)教育中的作用

1.將化工仿真與理論教學(xué)相結(jié)合，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，強化理論教學(xué)效果。

化工專業(yè)的專業(yè)課是實踐性很強的課程。一直以來，在化工專業(yè)的教學(xué)中，盡管不斷改變教學(xué)方法，例如采用實物展示、模型演示、掛圖等多種方法，增強教學(xué)的形象性、生動性，力圖讓學(xué)生能直觀地理解化工專業(yè)知識，以提高課堂教學(xué)效率和質(zhì)量。但是它們都存在很多缺點，實物展示、模型演示，盡管直觀生動，但實物的來源困難，特別是大型設(shè)備，而模型的種類、數(shù)量也有限，故很難滿足教學(xué)需求；掛圖方法雖然可以節(jié)省因現(xiàn)場寫板書、畫圖而占用大量的教學(xué)時間，使教學(xué)效率得到較大提高，但是掛圖一旦制作完成，內(nèi)容就不易變更，具有固定性的特征，所以教師只能根據(jù)預(yù)設(shè)的方式教，教學(xué)方式相對比較死板。盡管使用了上述教學(xué)方法，但學(xué)生仍普遍感到教學(xué)內(nèi)容枯燥、單調(diào)、不好理解掌握，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高。

通過將化工仿真系統(tǒng)與理論教學(xué)相結(jié)合，在課堂教學(xué)中，我們可以利用仿真系統(tǒng)中計算機圖形技術(shù)提供的直觀、清晰、動態(tài)的仿真界面，輸出在大屏幕投影屏上，或者在仿真機房內(nèi)利用局域網(wǎng)，將教學(xué)內(nèi)容直接顯示在學(xué)生機上，讓學(xué)生產(chǎn)生親臨真實企業(yè)環(huán)境的感受和體驗，學(xué)生可在邊聽、邊看甚至邊動手操作中學(xué)習(xí)，實現(xiàn)教與學(xué)的互相融合。在化工仿真實訓(xùn)中，學(xué)生通過人—機對話，能夠及時地獲得反饋信息，學(xué)生可根據(jù)自己的情況，主動地調(diào)整自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)進度，在教學(xué)效果得到增強的同時，也把學(xué)生從被動聽講、消極接受教師灌輸知識的狀態(tài)中解放出來?；し抡嫦到y(tǒng)再現(xiàn)了一個真實的化工過程，使課堂教學(xué)情境化，增強了教學(xué)的直觀性、形象性、生動性和時效性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)了課堂理論教學(xué)與實踐的緊密結(jié)合，強化了理論教學(xué)的效果。

2.彌補現(xiàn)場實習(xí)的不足。

化工職業(yè)教育的目標要求學(xué)生既要學(xué)會專業(yè)理論知識，又要掌握專業(yè)技能，實習(xí)教學(xué)就是讓學(xué)生通過接觸客觀實際，將理論聯(lián)系實際，強化所學(xué)的專業(yè)知識，了解和掌握專業(yè)知識在客觀實際中的應(yīng)用。實習(xí)教學(xué)往往要求學(xué)生走出校門，深入企業(yè)，到生產(chǎn)現(xiàn)場學(xué)習(xí)，但是現(xiàn)場實習(xí)通常存在以下幾方面的問題：一是實際化工產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場都是連續(xù)性生產(chǎn)裝置，要求生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定，加之化工企業(yè)的原料、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)品等均具有易燃、易爆、有毒的特點，所以學(xué)生在實習(xí)中，往往只能看，不能親自動手操作，無法達到理想實習(xí)教學(xué)效果。二是隨著科技的發(fā)展，化工生產(chǎn)裝置的自動化程度越來越高，即使到了生產(chǎn)現(xiàn)場，學(xué)生只能看設(shè)備外表，無法深入了解內(nèi)部構(gòu)造，只能見到設(shè)備正常運轉(zhuǎn)操作，不能在真實裝置上進行反復(fù)開停車?；蛘邔嶋H生產(chǎn)裝置一旦遇到事故，為了確保學(xué)生的安全，不允許學(xué)生進入現(xiàn)場，更談不上處理故障了。所以我們的現(xiàn)場實習(xí)更多的是參觀學(xué)習(xí)性質(zhì)的實習(xí)，無法達到讓學(xué)生掌握生產(chǎn)實際操作的實習(xí)效果，從而使學(xué)習(xí)效果大大削弱。

以上存在的這些問題，在采用化工仿真系統(tǒng)后能得到很好的解決和補充，仿真系統(tǒng)可以形象、生動地展現(xiàn)實訓(xùn)原理、工藝流程、儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、操作方法，可以逼真地模擬各個實訓(xùn)裝置的開停車、故障處理等操作過程，彌補現(xiàn)場實習(xí)只能看不能動的不足。學(xué)生通過仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的操作，對設(shè)備、工藝流程的運行情況會有更加深刻的理解，對設(shè)備、工藝流程運行過程出現(xiàn)的故障和問題會有一個正確的解決方法，這樣學(xué)生就會充分地了解實驗原理、設(shè)備操作方法及裝置運行的情況。

3.有利于教師掌握學(xué)情，強化教學(xué)效果。

在傳統(tǒng)的化工教學(xué)方式中，在學(xué)校里，教師只能通過批改作業(yè)、提問、測驗等方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)生到工廠進行生產(chǎn)實習(xí)時，實習(xí)指導(dǎo)教師很難對每名學(xué)生的實習(xí)情況做到了如指掌，指導(dǎo)時自然不夠具體，也缺乏針對性。而在化工仿真操作中，教師通過教師機即可很詳細地了解每位學(xué)生當前的操作情況，每位學(xué)生具體得分、失分情況，每位學(xué)生的操作控制的能力，從而掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有利于針對學(xué)生素質(zhì)參差不齊的現(xiàn)狀，因材施教，有針對性地進行指導(dǎo)，強化教學(xué)效果。

4.有利于提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性。

在操作化工仿真系統(tǒng)時，學(xué)生以化工廠技術(shù)人員的角色操縱與管理生產(chǎn)中液位、流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)的生成及變化，學(xué)生通過觀察、聯(lián)想、識別、探索，從感性到理性，從直觀到思維，使學(xué)生對化工生產(chǎn)過程進行多方位思考，培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。在教學(xué)的過程中，由于學(xué)生在學(xué)生機上進行事故訓(xùn)練不會發(fā)生人身危險，不會造成設(shè)備的損壞和環(huán)境污染等經(jīng)濟損失，因此，學(xué)生可以隨意的調(diào)節(jié)閥門、儀表，可以大膽地在仿真系統(tǒng)上探索、設(shè)計新的操作方案，提出解決問題的新方法，從而給予學(xué)生個性發(fā)展空間，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。

總之，通過仿真實訓(xùn)，不僅為學(xué)生理論課的學(xué)習(xí)打下了良好基礎(chǔ)，而且提高了學(xué)生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，有利于其創(chuàng)造性的培養(yǎng)，為今后的學(xué)習(xí)和走向工作崗位奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]徐宏主編.化工生產(chǎn)仿真實訓(xùn)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

[2]孟憲鋒.仿真技術(shù)在化工專業(yè)實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2007，（11）：138.

[3]王富花，沈發(fā)治，張占軍.淺析仿真實訓(xùn)在化工專業(yè)教學(xué)中的作用[J].化學(xué)工程與裝備2008，（10）：183.