化工工藝專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)“三位—體”法的應(yīng)用

摘要 化工工藝專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)采用的“計(jì)算機(jī)化工仿真操作一實(shí)物化工單元模擬操作一化工企業(yè)綜合實(shí)習(xí)”的“三位一體”教學(xué)法，是把工藝課與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的行之有效的方法。

關(guān)鍵詞 化工仿真 實(shí)物操作 綜合素質(zhì)

如何提高化工工藝專業(yè)學(xué)生的操作技能，是實(shí)習(xí)教學(xué)中的重要一環(huán)，專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)就是解決這個(gè)環(huán)節(jié)的重要途徑。化工專業(yè)實(shí)習(xí)是學(xué)生在掌握專業(yè)(工種)基本理論知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步熟悉和掌握基本操作技能的途徑，從而使學(xué)生能正確分析判斷生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種情況，并對其進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

由于化工企業(yè)存在著諸多不安全因素的特殊性，為了安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)習(xí)學(xué)生一般不能獨(dú)立動(dòng)手操作，完整的開車、停車操作和事故判斷處理的機(jī)會(huì)更少，而這恰恰是實(shí)習(xí)的重要內(nèi)容。為解決化工工藝教學(xué)實(shí)習(xí)難的問題，我校采用了“三位一體”教學(xué)法：“三位”即計(jì)算機(jī)化工仿真操作一實(shí)物化工單元模擬操作一化工企業(yè)綜合實(shí)習(xí)，“一體”即一個(gè)整體的實(shí)習(xí)教學(xué)過程。實(shí)踐證明，它能有效地把工藝課與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，使學(xué)生在技能訓(xùn)練上得到比較充分的發(fā)揮，在生產(chǎn)崗位操作方面得到鍛煉，綜合素質(zhì)得到提高。

一、計(jì)算機(jī)化工仿真操作是提高技能訓(xùn)練的有效手段

計(jì)算機(jī)化工仿真操作系統(tǒng)是通過建立生產(chǎn)裝置中各種過程單元的動(dòng)態(tài)特征模型及各種設(shè)備的特征模型來模擬生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算出仿生產(chǎn)信息，即用數(shù)學(xué)模型來模擬實(shí)際的動(dòng)態(tài)過程。它創(chuàng)造了一個(gè)與真實(shí)裝置非常相似的操作環(huán)境，各種畫面的布置、顏色、數(shù)值信息動(dòng)態(tài)顯示，狀態(tài)信息動(dòng)態(tài)指示，操作方式等方面與真實(shí)裝置的操作環(huán)境相同。本套軟件所選用的單元有離心泵、換熱器、液位控制、加熱爐、脫丁烷塔、吸收解吸、壓縮機(jī)、鍋爐、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器，基本上包括了化工企業(yè)常見的設(shè)備流程。

計(jì)算機(jī)化工仿真操作教學(xué)可通過四步來進(jìn)行。第一，入門指導(dǎo)。讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)化工仿真的開發(fā)前景和應(yīng)用特點(diǎn)，明確學(xué)習(xí)的目的和要求，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性，樹立學(xué)習(xí)信心。第二，講解演示。教師首先講解每個(gè)單元的工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理，然后進(jìn)行演示操作，強(qiáng)調(diào)操作要領(lǐng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)過的理論知識來觀察、分析和判斷操作過程產(chǎn)生的問題，或提出不同的流程來開發(fā)學(xué)生的思維。第三，巡回指導(dǎo)。這是學(xué)生動(dòng)手訓(xùn)練的重要階段，教師細(xì)心觀察每位學(xué)生的操作情況，并及時(shí)指出問題，使他們能正確的掌握操作技巧。第四，檢查測評。學(xué)生根據(jù)每個(gè)單元流程涉及的專業(yè)知識及操作要點(diǎn)來鞏固知識，單元應(yīng)知和應(yīng)會(huì)測評是對每個(gè)學(xué)生相關(guān)理論知識及操作技能的檢驗(yàn)。如果達(dá)不到學(xué)習(xí)目的可以進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練，提高學(xué)生獨(dú)立操作的能力。

利用計(jì)算機(jī)化工仿真操作裝置進(jìn)行教學(xué)，可以達(dá)到如下目的：能為學(xué)生提供充分的動(dòng)手機(jī)會(huì)，可在仿真設(shè)備上反復(fù)進(jìn)行開、停車訓(xùn)練及故障處理；學(xué)生可以在仿真設(shè)備上根據(jù)自己的具體情況有選擇地設(shè)計(jì)不同方案進(jìn)行學(xué)習(xí)；為師生提供了每個(gè)培訓(xùn)工藝的DCS圖、現(xiàn)場圖、系統(tǒng)時(shí)標(biāo)及控制組、報(bào)警、趨勢、動(dòng)畫演示等畫面，教師可根據(jù)具體情況實(shí)施不同的教學(xué)方法；可以科學(xué)地對學(xué)生進(jìn)行成績考核，并顯示出每次操作成績，讓學(xué)生及時(shí)了解自己的操作水平；可以設(shè)定各種事故的發(fā)生和極限運(yùn)行狀態(tài)來培養(yǎng)學(xué)生的分析判斷能力；仿真操作是化工實(shí)習(xí)的崗前培訓(xùn)，可縮短下廠實(shí)習(xí)時(shí)間，能節(jié)約下廠實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)。同時(shí)在仿真設(shè)備上進(jìn)行事故的處理訓(xùn)練不會(huì)威脅到人身安全，不會(huì)造成設(shè)備損壞和環(huán)境污染。

利用計(jì)算機(jī)化工仿真操作裝置進(jìn)行化工崗前訓(xùn)練對提高學(xué)生操作技能雖然有明顯的效果，但也有其局限性：一是仿真系統(tǒng)還無法創(chuàng)造出一個(gè)真實(shí)的生產(chǎn)裝置現(xiàn)場，學(xué)生難以建立一個(gè)對實(shí)際生產(chǎn)的感性認(rèn)識；二是操作演示是在鼠標(biāo)和鍵盤上進(jìn)行的，訓(xùn)練的安全系數(shù)大，錯(cuò)了還可以重新來，學(xué)生對出現(xiàn)的各種失誤、故障有時(shí)會(huì)抱著一種無所謂的態(tài)度，不利于增強(qiáng)學(xué)生安全生產(chǎn)的高度責(zé)任感、緊迫感。因此，不能用化工仿真操作訓(xùn)練完全替代真正的生產(chǎn)操作訓(xùn)練。

二、實(shí)物化工單元模擬操作是提高操作技能的有效途徑

學(xué)生下企業(yè)實(shí)習(xí)雖能身臨其境地感受化工生產(chǎn)的真實(shí)情況，對化工生產(chǎn)裝置，工藝流程、設(shè)備等都可以進(jìn)行真實(shí)的了解。但從安全、高效生產(chǎn)方面考慮，工廠一般不會(huì)允許學(xué)生動(dòng)手操作，這是學(xué)生下廠實(shí)習(xí)最大的遺憾和不足。解決這個(gè)問題的最好的辦法就是在校內(nèi)實(shí)物化工單元模擬操作裝置上進(jìn)行輔助練習(xí)。

實(shí)物化工單元模擬操作是一個(gè)真實(shí)的化工生產(chǎn)單元裝置，其設(shè)備、管路、操作控制閥、儀表、電器等都是真實(shí)的實(shí)物，可以說是一個(gè)小車間、小工段，只要投料，產(chǎn)品就會(huì)產(chǎn)出。為了安全和節(jié)約，使用的介質(zhì)都是無毒、無害、無污染的清水、空氣和蒸汽，價(jià)廉、易得又安全，學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下，在裝置上動(dòng)手反復(fù)進(jìn)行開、停車以及故障處理的操作訓(xùn)練，有效地提高了學(xué)生實(shí)際生產(chǎn)操作的熟練程度，從而使他們掌握了化工生產(chǎn)操作技能，提高了分析判斷和處理問題的能力。

實(shí)物化工單元模擬操作實(shí)習(xí)裝置的基本單元主要有流體(氣體、液體)輸送裝置、換熱裝置、吸收裝置、過濾分離裝置、蒸發(fā)裝置和蒸餾裝置等。學(xué)生在實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下分別按預(yù)定實(shí)習(xí)方案進(jìn)行單元操作實(shí)習(xí)訓(xùn)練，定期輪換，直到全部掌握所有的操作技能，最后進(jìn)行應(yīng)會(huì)考評通過單元操作實(shí)習(xí)為止。

實(shí)物化工單元模擬操作實(shí)習(xí)教學(xué)的特點(diǎn)顯而易見：一是可以使學(xué)生對化工生產(chǎn)裝置及生產(chǎn)過程產(chǎn)生實(shí)物感、主體感，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識；二是學(xué)生可以反復(fù)動(dòng)手操作，處理各種工藝問題，鍛煉不同單元操作的膽量和信心，這對以后進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)操作是十分重要的；三是化工單元實(shí)物操作實(shí)習(xí)裝置還可以兼顧進(jìn)行相關(guān)專業(yè)，如機(jī)械維修、儀表等專業(yè)學(xué)生的實(shí)習(xí)，利用率較高；四是單元操作裝置獨(dú)立于企業(yè)，比較容易進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)工作。總之，利用實(shí)物化工單元模擬操作裝置進(jìn)行實(shí)習(xí)教學(xué)是解決下廠實(shí)習(xí)難和下廠實(shí)習(xí)不足的一個(gè)好方法。

三、化工企業(yè)綜合實(shí)習(xí)是增強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)的必經(jīng)之路

真正掌握化工生產(chǎn)操作技能、提高分析判斷和處理問題的能力，到企業(yè)去學(xué)習(xí)是必不可少的途徑。在計(jì)算機(jī)化工仿真操作切練和實(shí)物化工單元模擬操作實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，為了鞏固和進(jìn)一步提高操作技能，按照化工中級工的要求，最后必須讓學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行綜合實(shí)習(xí)，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。我們要求學(xué)生在綜合實(shí)習(xí)過程中著重解決以下問題：學(xué)習(xí)文明生產(chǎn)和安全生產(chǎn)知識；掌握工藝操作的能力；提高工藝條件變化和事故分析處理的應(yīng)變能力；掌握設(shè)備及儀表使用和維修的能力；熟練工藝信息計(jì)算的能力；學(xué)會(huì)識圖制圖的技能；鍛煉管理能力；應(yīng)用語言文字提高領(lǐng)會(huì)和表達(dá)的能力。

對工藝操作能力的要求要根據(jù)實(shí)習(xí)學(xué)生所在的實(shí)習(xí)工廠的具體工藝過程和情況而定，我們要求學(xué)生能在一至兩個(gè)崗位操作并了解該崗位前后工序的情況，這一要求是結(jié)合工人技術(shù)等級而提出的。這樣學(xué)生在實(shí)習(xí)中會(huì)有一種使命感，促使他們虛心向工人師傅學(xué)習(xí)操作技能，從而達(dá)到所要求的操作能力。其他的學(xué)習(xí)方面，對實(shí)習(xí)學(xué)生都提出了具體的要求，由實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師和工人師傅進(jìn)行檢查和組織考評，只有達(dá)到合格要求的才真正完成實(shí)習(xí)任務(wù)。

“三位一體”教學(xué)法，是化工實(shí)習(xí)教學(xué)的一個(gè)行之有效的方法。化工仿真軟件訓(xùn)練是崗前培訓(xùn)的一種先進(jìn)手段，實(shí)物化工單元操作給學(xué)生提供了動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，化工綜合實(shí)習(xí)是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的鍛煉場所，三者各有特點(diǎn)，互相補(bǔ)充。學(xué)生通過“三位一體”教學(xué)法的教學(xué)。操作技能得到提高，為畢業(yè)后就業(yè)奠定了良好的基礎(chǔ)，為化工企業(yè)培養(yǎng)應(yīng)了合格人才。

責(zé)編 郝 勛