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淺談化工仿真教學(xué)平臺輔助化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)論文
引言
化學(xué)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�；どa(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。化學(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)動學(xué)生學(xué)習(xí)工藝學(xué)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(xué)工藝學(xué)的教學(xué)中引入了化工仿真培訓(xùn)技術(shù)，它利用計算機模擬真實的操作控制環(huán)境，為學(xué)生在學(xué)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(xué)工藝學(xué)的教學(xué)手段，而且?guī)椭鷮W(xué)生加深對化工工藝過程的理解，使學(xué)生的實際工作潛能得到培養(yǎng)，為學(xué)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(xué)工藝教學(xué)中的應(yīng)用
原料經(jīng)過化學(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(xué)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(xué)生在學(xué)習(xí)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(dǎo)實踐的目的，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—期末測試”的模式，所以使得教學(xué)過程比較枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)只是為了考試，而不是為了適應(yīng)市場，因此學(xué)生積極性不高。雖然在學(xué)期中，還會進行化工廠參觀實習(xí)，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(xué)生的人身安全，學(xué)生在實習(xí)現(xiàn)場只能參觀不能動手，學(xué)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(xué)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(xué)工藝學(xué)的教學(xué)中，在一定程度上緩解了上述矛盾�；し抡孳浖抢糜嬎銠C技術(shù)開發(fā)出的一套與現(xiàn)場生產(chǎn)裝置逼真的實習(xí)仿真教學(xué)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(xué)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(fù)操作其工藝條件，加深了學(xué)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(xué)生對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(xué)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(xué)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(xué)生在訓(xùn)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(xué)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(xué)生在屏幕上直觀地看到仿真系統(tǒng)的運行過程，學(xué)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(xué)生對系統(tǒng)運行概念的理解，實現(xiàn)了教與學(xué)的相互融合。
�。�2）仿真系統(tǒng)中的培訓(xùn)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(xué)生通過反復(fù)練習(xí)，可以深入了解工藝的操作原理，提高學(xué)生對這些實際項目的處理能力，這在現(xiàn)場實習(xí)、參觀中是難以實現(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)練具有針對性，同時通過互聯(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、培訓(xùn)進度。
（4）仿真訓(xùn)練采用評分反饋控制，正反饋有利于學(xué)生形成新的認識，形成良好的操作習(xí)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(xué)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(xùn)練中，通過人—機對話，能夠及時地獲得反饋信息，學(xué)生可主動地調(diào)整自己的學(xué)習(xí)進度和速度。教學(xué)效果得到提高的同時，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。教師站和學(xué)生站點對點的教學(xué)功能，為因材施教提供了有效的技術(shù)手段。
3 結(jié)束語
化學(xué)工藝學(xué)的教育目標是讓學(xué)生既要學(xué)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(xué)生更全面、具體和深入地了解復(fù)雜的流程系統(tǒng)，從而增強學(xué)生的自信心。同時學(xué)生通過化工仿真軟件的學(xué)習(xí)，可以模擬真實的化工工藝流程，為學(xué)生營造真實的化工生產(chǎn)環(huán)境，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
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