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淺談化工仿真教學(xué)平臺(tái)輔助化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)論文
引言
化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，近年來(lái)，化工生產(chǎn)向著生產(chǎn)裝置大型化、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)化發(fā)展，其控制程度的自動(dòng)化水平不斷提高�；どa(chǎn)過(guò)程中的不安全因素如高溫、高壓、易燃易爆等，對(duì)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(xué)工藝學(xué)是化工從業(yè)人員必修的一門專業(yè)課程，所學(xué)內(nèi)容比較抽象，很難理解，容易造成與實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境脫節(jié)，所以盡管教師在教學(xué)中采用了工藝流程演示、視頻、多媒體等多種教學(xué)手段，也很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)工藝學(xué)的積極性。近年來(lái)，為適應(yīng)企業(yè)對(duì)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(xué)工藝學(xué)的教學(xué)中引入了化工仿真培訓(xùn)技術(shù)，它利用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)的操作控制環(huán)境，為學(xué)生在學(xué)校中建構(gòu)一個(gè)真實(shí)的化工環(huán)境，這樣做不僅豐富了化學(xué)工藝學(xué)的教學(xué)手段，而且?guī)椭鷮W(xué)生加深對(duì)化工工藝過(guò)程的理解，使學(xué)生的實(shí)際工作潛能得到培養(yǎng)，為學(xué)生未來(lái)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(xué)工藝教學(xué)中的應(yīng)用
原料經(jīng)過(guò)化學(xué)工藝即可轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，因此，化學(xué)工藝學(xué)主要講解一些基礎(chǔ)化工原料在轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品過(guò)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(diǎn)是要求學(xué)生理解整個(gè)工藝流程的組織和工藝參數(shù)的配置，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，因此要求學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)必須具備“思想—原理—技術(shù)—應(yīng)用”的知識(shí)儲(chǔ)備，才能實(shí)現(xiàn)理論指導(dǎo)實(shí)踐的目的，最終滿足職業(yè)崗位的需求。傳統(tǒng)的教學(xué)模式還是采用“教師講授—學(xué)生聽(tīng)—期末測(cè)試”的模式，所以使得教學(xué)過(guò)程比較枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)只是為了考試，而不是為了適應(yīng)市場(chǎng)，因此學(xué)生積極性不高。雖然在學(xué)期中，還會(huì)進(jìn)行化工廠參觀實(shí)習(xí)，但是由于實(shí)際工藝現(xiàn)場(chǎng)都是大型連續(xù)化生產(chǎn)裝置，危險(xiǎn)性較高，為了保護(hù)學(xué)生的人身安全，學(xué)生在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)只能參觀不能動(dòng)手，學(xué)生看到的只是工藝流程的表面和概貌，無(wú)法具體操作控制工藝的條件，更談不上對(duì)最佳工藝條件的理解，因此所學(xué)理論與實(shí)踐出現(xiàn)了脫節(jié)。近年來(lái)，化工仿真技術(shù)軟件應(yīng)用到化學(xué)工藝學(xué)的教學(xué)中，在一定程度上緩解了上述矛盾�；し抡孳浖抢糜�(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)出的一套與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝置逼真的實(shí)習(xí)仿真教學(xué)系統(tǒng)，它能利用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)的操作控制環(huán)境，使得學(xué)生不出校門就能看到工廠中的實(shí)際生產(chǎn)工藝，并能親自動(dòng)手反復(fù)操作其工藝條件，加深了學(xué)生對(duì)典型工藝過(guò)程的冷態(tài)開(kāi)車、運(yùn)行、停車操作及事故處理等方面的理解，提高了學(xué)生對(duì)控制工藝流程的能力，這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為將來(lái)盡快地適應(yīng)崗位要求打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2 化工仿真技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中特點(diǎn)
近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷應(yīng)用發(fā)展，仿真技術(shù)也在不斷進(jìn)步，它已經(jīng)滲透到了職業(yè)教學(xué)領(lǐng)域的 各個(gè)方面。當(dāng)前的化工仿真技術(shù)主要特點(diǎn)：
�。�1）化工仿真軟件中的流程圖畫面，采用DCS 圖和現(xiàn)場(chǎng)圖兩種，其中DCS 圖與工廠中控制室的實(shí)際操作畫面一致，再現(xiàn)了一個(gè)真實(shí)的化工過(guò)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(xué)生在訓(xùn)練過(guò)程中通過(guò)操控這些數(shù)據(jù)的變化，達(dá)到對(duì)化工工藝過(guò)程的多方位思考，從而培養(yǎng)了學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的能力。而現(xiàn)場(chǎng)圖是仿真軟件獨(dú)有的，是把現(xiàn)場(chǎng)操作的設(shè)備虛擬在一張圖上，采用動(dòng)漫的技術(shù)手段使學(xué)生在屏幕上直觀地看到仿真系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程，學(xué)生可以準(zhǔn)確地把握實(shí)際運(yùn)行情況，在屏幕上直接看見(jiàn)操作錯(cuò)誤所帶來(lái)的后果，加深了學(xué)生對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行概念的理解，實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)的相互融合。
�。�2）仿真系統(tǒng)中的培訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)有冷態(tài)開(kāi)車、正常運(yùn)行、正常停車及一些隨機(jī)事故等項(xiàng)目，真實(shí)的再現(xiàn)了實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，學(xué)生通過(guò)反復(fù)練習(xí)，可以深入了解工藝的操作原理，提高學(xué)生對(duì)這些實(shí)際項(xiàng)目的處理能力，這在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、參觀中是難以實(shí)現(xiàn)的。
�。�3）仿真系統(tǒng)分為教師站和學(xué)員站兩部分，教師通過(guò)教師站，可以編輯培訓(xùn)策略和考試策略，使得學(xué)生的訓(xùn)練具有針對(duì)性，同時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接學(xué)生站和教師站，教師可以監(jiān)控學(xué)員的成績(jī)、培訓(xùn)進(jìn)度。
（4）仿真訓(xùn)練采用評(píng)分反饋控制，正反饋有利于學(xué)生形成新的認(rèn)識(shí)，形成良好的操作習(xí)慣。負(fù)反饋有利于糾正錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)或不良操作，排除了教與的盲目性，使適當(dāng)而有力的教學(xué)調(diào)控成為可能，從而形成了有效的激勵(lì)強(qiáng)化作用。
�。�5）在化工仿真訓(xùn)練中，通過(guò)人—機(jī)對(duì)話，能夠及時(shí)地獲得反饋信息，學(xué)生可主動(dòng)地調(diào)整自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和速度。教學(xué)效果得到提高的同時(shí)，也把學(xué)生從被動(dòng)聽(tīng)講、消極接受教師灌輸知識(shí)的狀態(tài)中解放出來(lái)。教師站和學(xué)生站點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的教學(xué)功能，為因材施教提供了有效的技術(shù)手段。
3 結(jié)束語(yǔ)
化學(xué)工藝學(xué)的教育目標(biāo)是讓學(xué)生既要學(xué)會(huì)專業(yè)理論知識(shí)，又要掌握專業(yè)應(yīng)用技能去適應(yīng)社會(huì)。采用化工仿真技術(shù)，可以使學(xué)生更全面、具體和深入地了解復(fù)雜的流程系統(tǒng)，從而增強(qiáng)學(xué)生的自信心。同時(shí)學(xué)生通過(guò)化工仿真軟件的學(xué)習(xí)，可以模擬真實(shí)的化工工藝流程，為學(xué)生營(yíng)造真實(shí)的化工生產(chǎn)環(huán)境，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
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