3D虛擬仿真對(duì)高職化工專(zhuān)業(yè)課程改革的促進(jìn)作用

摘要：文章針對(duì)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程在教學(xué)改革過(guò)程中面臨的困難和問(wèn)題，對(duì)應(yīng)用3D虛擬仿真技術(shù)促進(jìn)課程教法改革進(jìn)行研究，探討了3D虛擬仿真技術(shù)在化工專(zhuān)業(yè)課程改革中的作用。

關(guān)鍵詞：3D虛擬仿真;化工專(zhuān)業(yè)課程;教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ018-4; TP391.9-4; G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-3872（2019）13-0034-01

1化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程在改革中的面臨的問(wèn)題

1.1化工行業(yè)的特殊性對(duì)高職化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的特殊要求

化工行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)，與一般工業(yè)相比，化工行業(yè)具有危險(xiǎn)性高、條件苛刻、生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)和規(guī)模巨大等特點(diǎn)。許多化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝都需要在高溫、高壓的條件下進(jìn)行，并且原料和產(chǎn)品具有一定的可燃性、爆炸性、毒性甚至放射性。這就對(duì)化工生產(chǎn)從業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和安全、環(huán)保意識(shí)提出了更高的要求。在高職化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)過(guò)程中，除了要注重培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技術(shù)技能，在教學(xué)過(guò)程中如何更好融入安全、環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)綜合能力強(qiáng)的復(fù)合型人才成為一個(gè)最新、最難的課題。

1.2目前高職化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)面臨的問(wèn)題

（1）實(shí)訓(xùn)條件的限制，難以實(shí)現(xiàn)情境化教學(xué);由于化工生產(chǎn)的特殊性，導(dǎo)致物料及生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生安全及環(huán)保方面的負(fù)面影響，使得難以實(shí)現(xiàn)在實(shí)訓(xùn)室中建設(shè)小型模擬工廠，也很難在教學(xué)過(guò)程巾讓學(xué)生感受真實(shí)化工生產(chǎn)的工藝過(guò)程。另外，化工實(shí)訓(xùn)裝置投資巨大，高校難以承擔(dān)巨額建設(shè)費(fèi)用，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)設(shè)備老化、落后，更新頻率較慢，實(shí)訓(xùn)條件跟不上現(xiàn)代化工發(fā)展的趨勢(shì)，教學(xué)過(guò)程與實(shí)際生產(chǎn)銜接不上。

（2）傳統(tǒng)教學(xué)模式，難以對(duì)接企業(yè)崗位;傳統(tǒng)的教學(xué)模式，理論與實(shí)踐不能有機(jī)融合，教學(xué)任務(wù)不能有效對(duì)接化工企業(yè)的崗位，教學(xué)過(guò)程還是停留在理論穿插實(shí)踐的模式，不能真正將理論融入到實(shí)踐操作巾指導(dǎo)實(shí)踐。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中認(rèn)識(shí)不到理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐操作的重要性，不能重視理論的學(xué)習(xí)，最終培養(yǎng)的學(xué)生也只是操作熟練，很難有更加廣闊的職業(yè)前景。

2將3D虛擬仿真技術(shù)用于教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是20世紀(jì)末才興起的一門(mén)嶄新的綜合性信息技術(shù)，它有3個(gè)最突出的特征：交互性、沉浸性和想象性，即虛擬現(xiàn)實(shí)的“3I”特性。

2.13D虛擬仿真技術(shù)能實(shí)現(xiàn)情境化的教學(xué)氛圍

將3D虛擬技術(shù)應(yīng)用于化工教學(xué)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備和流程，按照一定的比例進(jìn)行三維建模，營(yíng)造與化工企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際類(lèi)似的場(chǎng)景，能夠使學(xué)生在操作過(guò)程巾有身臨其境的感受。學(xué)生通過(guò)在3D環(huán)境中行走，仿佛走在真實(shí)工廠的生產(chǎn)裝置之中，通過(guò)開(kāi)關(guān)閥門(mén)、巡檢等操作，更加形象地感受真實(shí)工廠生產(chǎn)的氛圍。

2.23D虛擬仿真技術(shù)能實(shí)現(xiàn)崗位對(duì)接操作

在3D虛擬仿真操作中，可以讓學(xué)生分別體驗(yàn)化工生產(chǎn)中不同崗位的操作，既能感受化工生產(chǎn)操作工的崗位操作，又能實(shí)現(xiàn)電氣、儀表以及維修崗位的體驗(yàn)操作，讓學(xué)生通過(guò)模擬的任務(wù)操作，區(qū)分化工生產(chǎn)中不同崗位的職責(zé)。

2.33D虛擬仿真技術(shù)降低了建設(shè)成本

3D虛擬仿真技術(shù)無(wú)需實(shí)驗(yàn)設(shè)備，更不用消耗原料，成本大大降低，減輕了學(xué)校的資金負(fù)擔(dān)。且3D虛擬仿真軟件的運(yùn)行只需要一定配置的PC端即可執(zhí)行，不需要像建設(shè)化工裝置需要巨大的土地資源。另外，由于不需要真實(shí)物料生產(chǎn)，也不會(huì)造成環(huán)境污染。

33D虛擬仿真技術(shù)對(duì)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程改革的促進(jìn)作用

3.1在課程教學(xué)中營(yíng)造真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境

3D虛擬仿真的應(yīng)用，使化工類(lèi)課程的教學(xué)更具有針對(duì)性。學(xué)生在執(zhí)行項(xiàng)目任務(wù)時(shí)，身臨其境，能真實(shí)感受生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備、管線、閥門(mén)和儀表等，學(xué)生能夠親身進(jìn)行操作，開(kāi)關(guān)閥門(mén)，調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。通過(guò)教學(xué)，學(xué)生能更加熟悉化工生產(chǎn)的運(yùn)行狀況，對(duì)化工廠的工藝流程、設(shè)備布置都有更加直觀的認(rèn)識(shí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能。

3.2在項(xiàng)目化教學(xué)中實(shí)訓(xùn)崗位操作

3D虛擬仿真平臺(tái)能支持內(nèi)、外操聯(lián)合操作，通過(guò)二維仿真操作系統(tǒng)模擬工廠內(nèi)操崗位，調(diào)節(jié)和控制工藝參數(shù)，外操配合內(nèi)操在3D虛擬工廠中進(jìn)行開(kāi)關(guān)閥門(mén)操作，且平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)全流程的巡檢操作，讓學(xué)生從角色上理解化工企業(yè)各崗位的崗位職責(zé)。

3.3提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

學(xué)生在進(jìn)行3D虛擬仿真的操作過(guò)程中，行走和場(chǎng)景轉(zhuǎn)換與目前流行的多種3D游戲類(lèi)似，能極大激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情。在進(jìn)一步掌握了操作技巧之后，學(xué)生在操作過(guò)程中還能學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。且通過(guò)軟件設(shè)置的各種化工異常事故，也能鍛煉學(xué)生處理異常事故的能力，提高學(xué)生的緊急應(yīng)變能力。另外，在內(nèi)、外操協(xié)作完成項(xiàng)目的過(guò)程中，也潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的溝通交流能力和表達(dá)能力。

4結(jié)論

3D虛擬仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)職業(yè)教育教學(xué)模式的革命性影響已經(jīng)凸顯，職業(yè)院校數(shù)字化校園建設(shè)進(jìn)入了新的階段。3D虛擬仿真技術(shù)對(duì)化工專(zhuān)業(yè)課程改革的影響更是巨大，由于3D虛擬技術(shù)的引進(jìn)，化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的改革必將進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

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[2]葛秀坤，邵輝，郝永梅.3D虛擬仿真技術(shù)在“化工安全工程”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江教育（高教研究與評(píng)估），2016（5）：15-16.

基金項(xiàng)目：2016年度吉林省職業(yè)教育與成人教育教學(xué)改革研究立項(xiàng)課題

作者簡(jiǎn)介：李麗娜，女，碩士，講師，研究方向：應(yīng)用化工生產(chǎn)技術(shù)。