基于化工仿真工廠的化工仿真教學(xué)模式及評價模式的研究

夏偉　曹維良　張敬暢　牟玉蘭

摘 要 近年來化工仿真教學(xué)建立起了項目教學(xué)法為主教學(xué)及評價模式，但項目的內(nèi)容設(shè)置與企業(yè)真實的生產(chǎn)案例仍有較大區(qū)別，在這種情況下，結(jié)合實際化工生產(chǎn)的特點，從基礎(chǔ)仿真實訓(xùn)操作以及生產(chǎn)實習(xí)仿真等教學(xué)環(huán)節(jié)進行改革，構(gòu)建了“基于化工仿真工廠”的教學(xué)模式，優(yōu)化配置仿真與實訓(xùn)內(nèi)容，增設(shè)下廠前仿真實習(xí)，建立開放式仿真實訓(xùn)平臺，通過分步驟實施和多元化評價，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞 仿真教學(xué) 改革 教學(xué)模式 評價模式

中圖分類號：G403 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在仿真教學(xué)中，教師和學(xué)生可以實現(xiàn)對裝置的冷態(tài)開車、正常運行、故障處理和正常停車等操作，學(xué)生不進工廠就能了解化工設(shè)備的生產(chǎn)和操作過程，完成對生產(chǎn)裝置實際操作的訓(xùn)練。傳統(tǒng)化工實踐教學(xué)的教學(xué)資源和教學(xué)形式都較為單一，滿足不了現(xiàn)代人才實踐能力培養(yǎng)的需要。從基礎(chǔ)仿真實訓(xùn)、仿真操作實訓(xùn)以及生產(chǎn)實習(xí)仿真針對學(xué)生，就化工實踐教學(xué)進行了改革與創(chuàng)新，構(gòu)建并實施了新型化工仿真教學(xué)模式及評價模式，為實用型人才的培養(yǎng)搭建了一個重要的實踐能力培訓(xùn)的教學(xué)平臺。

1教學(xué)模式的改革

我院“化工仿真仿真工廠”是由浙江中控的軟硬件設(shè)備及北京東方仿真軟件系統(tǒng)組成，包含有單機練習(xí)、聯(lián)合操作和考核等多種操作模式，具有根據(jù)工藝流程特點和教學(xué)需求進行組態(tài)的分布式控制系統(tǒng)和智能評分系統(tǒng)，以及參數(shù)設(shè)置、教師授權(quán)、過程監(jiān)測、成績統(tǒng)計等功能的教師站管理系統(tǒng)。這樣既可鞏固學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識，鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析和理解生產(chǎn)實際問題，實現(xiàn)理論與實踐的緊密結(jié)合，又能促進傳統(tǒng)的教師演示、學(xué)生難于理解的被動操作模式向?qū)嶋H動手操作、靈活運用的主動實踐模式的轉(zhuǎn)變。

由于現(xiàn)代化工企業(yè)自動化、集成化程度較高，學(xué)生往往是以參觀及聽課的形式進行工廠見習(xí)，難以深入實際，實習(xí)質(zhì)量不高。隨著化工仿真工廠的建成與應(yīng)用，化工仿真實習(xí)已成為解決實踐教學(xué)困難的最佳辦法，也是強化學(xué)生工程意識和實踐能力的一種有效途徑。針對生產(chǎn)實習(xí)部分的工藝流程，運用化工仿真軟件分布式控制系統(tǒng)操作形式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動下，嘗試開停設(shè)備、改變生產(chǎn)負(fù)荷、處理突發(fā)事故等操作。首先，在教學(xué)實施環(huán)節(jié)上，打破原有實訓(xùn)學(xué)時（教學(xué)計劃學(xué)時為32學(xué)時）的限制，利用學(xué)院開放的計算機房，讓學(xué)生根據(jù)個人的需求，利用課余時間自由安排操作實訓(xùn)和上機，強化軟件仿真操作，鞏固專業(yè)知識。其次，在硬件設(shè)備實訓(xùn)內(nèi)容上，學(xué)生可自由選擇仿真工廠中的硬件裝置進行實訓(xùn)，以此彌補實訓(xùn)室資源及實訓(xùn)學(xué)時的不足。再次，在教學(xué)形式上，學(xué)生可根據(jù)自己感興趣的仿真內(nèi)容，以個人或小組的形式確定相關(guān)課題，通過教師指導(dǎo)、相互討論、確定方案、操作運行、錯誤辨析、解決問題等過程，完成“自由選題”的實訓(xùn)內(nèi)容。另外需要注意的是，化工實訓(xùn)工程性較強，涉及因素較多，實訓(xùn)操作須認(rèn)真考慮、充分準(zhǔn)備，在實訓(xùn)操作之前進行仿真模擬的預(yù)習(xí)演練是很有必要的。

2教學(xué)評價模式的改革

傳統(tǒng)紙質(zhì)試卷的實訓(xùn)考核模式已不能對學(xué)生進行較為全面、科學(xué)地評價，因此結(jié)合改革后教學(xué)模式的實施過程，改革了評價機制，執(zhí)行多元化評價，考核的內(nèi)容更加全面，考核的方式更加合理。改革后的評價機制由三部分組成：

（1）單元操作模塊，采取綜合評價。根據(jù)過程中學(xué)生操作規(guī)范性和熟練度，以及自主動手和小組合作情況，結(jié)合學(xué)生實訓(xùn)報告、問題解答等進行綜合評價。

（2）軟件仿真實習(xí)模塊，運行在線評價。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活設(shè)置故障，模擬故障現(xiàn)象，在線實時監(jiān)控，分步驟分階段打分。操作結(jié)束后，學(xué)生的總體成績自動生成。

（3）開放教學(xué)模塊，執(zhí)行跟蹤評價。學(xué)生運用仿真實訓(xùn)平臺，以個人或小組形式選題，查找相關(guān)資料，設(shè)計實訓(xùn)方案，進行在線模擬，實訓(xùn)結(jié)果以撰寫小論文或交流討論匯報的方式展示。指導(dǎo)教師參與實訓(xùn)方案的討論、確立與執(zhí)行，并對整個過程進行指導(dǎo)、監(jiān)督與跟蹤考核。改革后的評價方式在原有靜態(tài)的、終結(jié)性評價基礎(chǔ)上，加上隨時間空間動態(tài)的、及時性評價，這種配合了不同的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、執(zhí)行多元化的評價，不僅考核了學(xué)生的專業(yè)實踐成績，也考核了學(xué)生各方面的綜合能力，使得化工實踐教學(xué)評價更加的全面、合理。

3總結(jié)

調(diào)查結(jié)果表明，學(xué)生普遍認(rèn)為“化工仿真工廠”的化工仿真教學(xué)模式直觀、形象、生動，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣；理論與實際聯(lián)系緊密，實用性強；鍛煉靈活運用專業(yè)知識分析問題和解決問題的能力；自學(xué)能力、動手能力與合作能力也有一定的提高。另外，還就畢業(yè)后到化工生產(chǎn)企業(yè)工作的學(xué)生進行了個別訪談，這部分學(xué)生都表示，經(jīng)過化工仿真實踐，自己的職業(yè)綜合素質(zhì)和技能得到一定的訓(xùn)練和培養(yǎng)，為就業(yè)奠定了較好的基礎(chǔ)，對順利地適應(yīng)工作環(huán)境和進入工作狀態(tài)起了較大的作用。化工仿真教學(xué)模式及評價模式的創(chuàng)新和實行，打破了實訓(xùn)室資源和實驗學(xué)時數(shù)的限制，改善了生產(chǎn)實習(xí)難以動手、實習(xí)質(zhì)量不高的局面，提高了化工實踐教學(xué)的效率和質(zhì)量，為實用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供了有效的教學(xué)平臺。

基金項目：海南省教育科學(xué)規(guī)劃課題（QJY1251555）。

參考文獻(xiàn)

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