淺談化工仿真教學平臺輔助化學工藝學教學論文

　　引言

　　化學工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，近年來，化工生產(chǎn)向著生產(chǎn)裝置大型化、生產(chǎn)過程連續(xù)化發(fā)展，其控制程度的自動化水平不斷提高。化工生產(chǎn)過程中的不安全因素如高溫、高壓、易燃易爆等，對化工行業(yè)的從業(yè)人員提出了更高的技能和素質(zhì)要求�；瘜W工藝學是化工從業(yè)人員必修的一門專業(yè)課程，所學內(nèi)容比較抽象，很難理解，容易造成與實際生產(chǎn)環(huán)境脫節(jié)，所以盡管教師在教學中采用了工藝流程演示、視頻、多媒體等多種教學手段，也很難調(diào)動學生學習工藝學的積極性。近年來，為適應(yīng)企業(yè)對化工類技術(shù)人才的需求，注意應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，在化學工藝學的教學中引入了化工仿真培訓技術(shù)，它利用計算機模擬真實的操作控制環(huán)境，為學生在學校中建構(gòu)一個真實的化工環(huán)境，這樣做不僅豐富了化學工藝學的教學手段，而且?guī)椭鷮W生加深對化工工藝過程的理解，使學生的實際工作潛能得到培養(yǎng)，為學生未來能更好地適應(yīng)工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

　　1 化工仿真技術(shù)在化學工藝教學中的應(yīng)用

　　原料經(jīng)過化學工藝即可轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，因此，化學工藝學主要講解一些基礎(chǔ)化工原料在轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品過程 中所涉及的基本原理、工藝流程、工藝參數(shù)及主要設(shè)備等，重點是要求學生理解整個工藝流程的組織和工藝參數(shù)的配置，具有較強的實踐性，因此要求學生在學習時必須具備“思想—原理—技術(shù)—應(yīng)用”的知識儲備，才能實現(xiàn)理論指導實踐的目的，最終滿足職業(yè)崗位的需求。傳統(tǒng)的教學模式還是采用“教師講授—學生聽—期末測試”的模式，所以使得教學過程比較枯燥，學生學習只是為了考試，而不是為了適應(yīng)市場，因此學生積極性不高。雖然在學期中，還會進行化工廠參觀實習，但是由于實際工藝現(xiàn)場都是大型連續(xù)化生產(chǎn)裝置，危險性較高，為了保護學生的人身安全，學生在實習現(xiàn)場只能參觀不能動手，學生看到的只是工藝流程的表面和概貌，無法具體操作控制工藝的條件，更談不上對最佳工藝條件的理解，因此所學理論與實踐出現(xiàn)了脫節(jié)。近年來，化工仿真技術(shù)軟件應(yīng)用到化學工藝學的教學中，在一定程度上緩解了上述矛盾�；�工仿真軟件是利用計算機技術(shù)開發(fā)出的一套與現(xiàn)場生產(chǎn)裝置逼真的實習仿真教學系統(tǒng)，它能利用計算機模擬真實的操作控制環(huán)境，使得學生不出校門就能看到工廠中的實際生產(chǎn)工藝，并能親自動手反復操作其工藝條件，加深了學生對典型工藝過程的冷態(tài)開車、運行、停車操作及事故處理等方面的理解，提高了學生對控制工藝流程的能力，這樣不僅培養(yǎng)了學生的學習興趣，也為將來盡快地適應(yīng)崗位要求打下堅實的基礎(chǔ)。

　　2 化工仿真技術(shù)在專業(yè)教學中特點

　　近年來，隨著計算機技術(shù)的不斷應(yīng)用發(fā)展，仿真技術(shù)也在不斷進步，它已經(jīng)滲透到了職業(yè)教學領(lǐng)域的 各個方面。當前的化工仿真技術(shù)主要特點：

　�。�1）化工仿真軟件中的流程圖畫面，采用DCS 圖和現(xiàn)場圖兩種，其中DCS 圖與工廠中控制室的實際操作畫面一致，再現(xiàn)了一個真實的化工過程，在DCS 圖中顯示所有工藝參數(shù)，包括溫度、壓力、流量和液位等，學生在訓練過程中通過操控這些數(shù)據(jù)的變化，達到對化工工藝過程的多方位思考，從而培養(yǎng)了學生從感性認識到理性認識的能力。而現(xiàn)場圖是仿真軟件獨有的，是把現(xiàn)場操作的設(shè)備虛擬在一張圖上，采用動漫的技術(shù)手段使學生在屏幕上直觀地看到仿真系統(tǒng)的運行過程，學生可以準確地把握實際運行情況，在屏幕上直接看見操作錯誤所帶來的后果，加深了學生對系統(tǒng)運行概念的理解，實現(xiàn)了教與學的相互融合。

　�。�2）仿真系統(tǒng)中的培訓項目設(shè)有冷態(tài)開車、正常運行、正常停車及一些隨機事故等項目，真實的再現(xiàn)了實際生產(chǎn)過程，學生通過反復練習，可以深入了解工藝的操作原理，提高學生對這些實際項目的處理能力，這在現(xiàn)場實習、參觀中是難以實現(xiàn)的。

　�。�3）仿真系統(tǒng)分為教師站和學員站兩部分，教師通過教師站，可以編輯培訓策略和考試策略，使得學生的訓練具有針對性，同時通過互聯(lián)網(wǎng)連接學生站和教師站，教師可以監(jiān)控學員的成績、培訓進度。

　　（4）仿真訓練采用評分反饋控制，正反饋有利于學生形成新的認識，形成良好的操作習慣。負反饋有利于糾正錯誤的認識或不良操作，排除了教與的盲目性，使適當而有力的教學調(diào)控成為可能，從而形成了有效的激勵強化作用。

　�。�5）在化工仿真訓練中，通過人—機對話，能夠及時地獲得反饋信息，學生可主動地調(diào)整自己的學習進度和速度。教學效果得到提高的同時，也把學生從被動聽講、消極接受教師灌輸知識的狀態(tài)中解放出來。教師站和學生站點對點的教學功能，為因材施教提供了有效的技術(shù)手段。

　　3 結(jié)束語

　　化學工藝學的教育目標是讓學生既要學會專業(yè)理論知識，又要掌握專業(yè)應(yīng)用技能去適應(yīng)社會。采用化工仿真技術(shù)，可以使學生更全面、具體和深入地了解復雜的流程系統(tǒng)，從而增強學生的自信心。同時學生通過化工仿真軟件的學習，可以模擬真實的化工工藝流程，為學生營造真實的化工生產(chǎn)環(huán)境，極大地調(diào)動了學生學習的積極性和主動性。

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