基于行業需求之《化工生產主控操作》課程的整合

錢 佳，馬永剛

（泰州職業技術學院環境與化學工程系，江蘇泰州 225300）

基于行業需求之《化工生產主控操作》課程的整合

錢 佳，馬永剛

（泰州職業技術學院環境與化學工程系，江蘇泰州 225300）

文章針對泰州化工行業的發展及特點進行分析，探索了課程整合的必要性和方式，指出課程整合對培養學生掌握基本的自動控制知識、自動化儀表的工作原理和使用以及DCS控制操作的能力具有重要的促進作用，能夠有效地契合地方產業發展的需求。

化工生產主控操作；DCS；仿真教學；整合；課程改革

自動控制及主控操作研究開發及應用水平是現代化社會的重要標志之一，尤其是化工領域，隨著生產向大規模、高效率、連續性方向發展，對儀表參數的監測與控制也就提出了越來越高的要求，因此掌握這一技術是化工專業學生將來從事生產、設計等崗位不可缺少的能力。以“化工儀表及自動化”、“DCS應用”等課程為基礎整合的《化工生產主控操作》課程就是順應了這樣的需求。

1 整合之前的原課程設置簡介

《化工儀表及自動化》：通過該課程的學習，學生應主要掌握自動控制系統的基本概念；掌握工藝變量（溫度、壓力、流量、液位）的檢測方法和檢測儀表（變送器）的工作原理、特點，以及儀表選擇、使用等方面的基本知識；掌握控制器的基本控制規律，控制器參數對控制質量的影響，能根據工藝過程要求正確選用控制器；掌握氣動執行器（控制閥）的工作原理及使用；掌握各種自動控制系統的構成、特點及應用等知識。由于缺乏對儀表自動化實物的接觸，單純的理論知識容易使學生感覺空洞，并不利于知識的理解與掌握。

《DCS應用》：2007級以前，由于條件有限，化工專業學生所接觸到的DCS課程僅僅局限于書本理論知識，大多涉及計算機DCS原理，對于化工專業的學生而言并不真正適合。每次帶學生去化工企業實習參觀，真正接觸到DCS主控操作，學生盡管學過此類課程，但是卻無從下手，不會操作，可見陳舊的DCS應用課程設置并不是我們所要的。

2 泰州化工企業現狀調研

為了更好的進行課程建設改革，學院曾多次召開化工專業指導委員會會議，邀請泰州地區知名企業的多年從事一線崗位的專家前來討論人才培養方案的修訂以及專業課程的設置。筆者也曾多次去泰州及周邊地區的一些化工相關企業進行調研，如泰州石油化工有限責任公司、泰州聯成塑膠工業有限公司、泰州興浦化學有限公司等企業。目前泰州地區絕大部分的大中型化工企業的自動化程度都已經很高，并均已使用DCS主控操作系統。普遍反映，儀表自動化程度高，減輕了工人的勞動強度，改善了操作環境，降低了危險因素，尤其是DCS系統投運后，實施局域優化控制，穩定了工藝生產，提高了操作精度，達到了裝置安全穩定進行，節能降耗，為企業獲得了相當大的經濟效益。

隨著現代化技術的發展，學生在以后的實習、工作過程中，僅僅具有扎實的化工專業知識已經不算什么優勢，能夠熟練操作各種儀表以及DCS主控操作將更加受化工企業的矚目。很多畢業生的反饋表明，學好《化工生產主控操作》課程讓他們受益匪淺。化工仿真技術的不斷發展也為該課程的教學提供了更為廣闊的空間，通過課程改革優化建立的良好的化工仿真技能實訓平臺，為學生今后走上工作崗位直接從事主控操作打下了良好的基礎[1]。

3 實施目標及預期成效

本課程目標是使學生熟練準確進行化工儀表及自動控制的操作，具有管道儀表流程圖的識讀、生產控制儀器儀表的操作、計算機DCS操作等能力，培養學生獨立思考、愛崗敬業、精益求精的職業意識及職業能力，能夠運用計算機控制應用原理解決生產控制中出現的工藝問題，進行工藝故障的排除等，為學生化工職業能力的培養奠定基礎。課程設計的理念與思路為考慮學生的認知水平，由淺入深的安排課程內容；按照工藝流程從簡單到復雜排列項目；按照實際生產過程進行編排任務；結合真實工作任務、工作情景和過程設計教學內容；以化工主控操作崗位需求為導向，有機合成工職業標準為依據；充分調動學生學習的興趣和積極性。

篩選出先進且典型的化工生產工藝實際DCS設計，圍繞著“均苯四甲酸二酐”展開，結合此案例講授《化工生產主控操作》理論知識，課程內容選擇依據“四原則”。（1）針對性原則：課程內容符合專業培養目標的需要，符合化工相關崗位實際工作的需要，同時也符合化工行業操作工職業標準要求；（2） 適用性原則：根據化工行業發展需要和完成化工操作崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求，選取相應的理論教學內容和實訓內容；理論知識學習有助于理解儀表自動化相關的知識與原理，有助于學生分析問題與解決問題能力的培養，同時要有助于學生創新能力的培養；所有實訓項目均來自于企業真實的工作任務，并隨著化工行業標準不斷更新相應的實訓內容；（3）一致性原則：學習要求與實際工作要求相一致；課程內容有助于學生獲取有機合成工職業資格證書，有利于學生“零距離”上崗；（4）代表性原則：化工生產千萬種，所選擇的任務涵蓋了化工生產操作所需要的常用技術，對學生起到舉一反三的作用。該課程改革結合生產實際充實和更新教材內容，完善課程體系，改革教學方法，極大的提升了教學效果。

4 課程整合過程

4.1 仿真軟件及實訓教材的引入

結合地方產業需求，并汲取了專業指導委員會專家們的意見，同時借鑒兄弟院校的經驗，實施專業課程整合，將“化工儀表及自動化”、“DCS應用”兩門課程整合成一門《化工生產主控操作》。整合意味著把多個要素組合在一起，并最終形成有價值有效率的一個整體，從而實現資源共享和協同工作，獲得超值的效果。整合更意味著有機的融合，如果單純的將兩門課程疊加，似乎不能達到大家預期的目的。2007年我們購買了北京東方仿真軟件公司的DCS仿真軟件，建立了專門的實訓室機房，滿足了本專業學生的DCS實訓條件，筆者也摒棄了原有的DCS教材，重新選擇了與軟件配套的仿真培訓教材，重新制定教學大綱和教學計劃，建立了新的課程體系。

4.2 課程體系的設置[2]

新整合課程《化工生產主控操作》中除了原有的化工儀表及自動化的知識，還新融入了精心選擇的DCS實訓操作環節，讓學生了解和掌握化工專業知識在實際生產中的應用方法，將所學專業知識與生產實踐相結合；掌握仿真模擬訓練的各裝置的生產工藝流程和反應原理；仿真系統具有貼近真實生產操作系統的界面，具有很強的交互性、重復性，在仿真系統上可反復進行開車訓練、停車訓練、事故訓練，學生可以根據自己的能力有選擇性地學習，靈活地掌握學習進度，學生成為了學習的主體，使得個性化教學成為可能。

仿真系統的智能教學功能，對學生的操作過程可進行實時跟蹤測評，并指出其操作過程的對、錯，提高學生自主學習的能力。學生在仿真系統上實訓不會發生人身危險、設備損壞、環境污染等經濟損失和安全事故。通過學生親自動手進行反復操作，掌握實際生產中的多項應用技能，提高學生動手能力。

為了培養扎實的技能應用型人才，高職理論教學必須緊密聯系生產實際,使DCS仿真訓練與專業基礎理論教學能夠有機結合。拋開傳統的教學安排，修訂教學大綱實行半學期穿插DCS仿真實訓操作，而且在實踐課時的比例上有所側重。事實證明，修訂教學計劃并實施以后，大大提高了學生操作質量、分析問題和解決問題的能力。如果教學安排許可，讓學生即學即用，更能夠大大提高學生理論聯系實際的能力。

4.3 DCS真實控制裝置的引入

2011年我們購買了天津市天波科達科技有限公司研制的TDYH型精細化工合成實驗裝置，此裝置是為化工類高等職業教育培訓開發的多功能反應儀器，可以為職業教育、職業技能大賽、職業培訓和職業技能鑒定提供科學、規范的操作平臺，能滿足學校的培訓、研究和鑒定的需要。該裝置實現了計算機DCS控制系統和實際的反應裝置的聯合，不再僅僅是DCS仿真。學生能夠在反應過程中對其進行DCS實控制操作，通過對產品出料的分析，了解反應條件對反應過程及結果的影響。真切的體會到DCS對生產實時控制的優勢。2012年我們會將這一實訓環節也融入到課程中。縮短DCS仿真與真實操作的差距。畢竟，真實生產過程中存在大量的不可預見性，需要操作人員憑豐富的經驗和技術迅速反應并及時果斷處理[3]。

4.4 課程與技能鑒定緊密結合

實踐教學與職業技能進行有效對接，將職業崗位證書的技能要求納入到實踐教學的內容中來，使學生畢業可同時取得畢業證書和國家職業資格證書，實現技能培訓與技能鑒定一體化。因此，在職業資格考核培訓中按照國家職業資格標準，利用化工仿真技能鑒定軟件針對某一化工生產裝置進行強化訓練，能使學生真正達到職業標準的能力要求[4]。技能鑒定能夠與課程緊密結合，也因此成為《化工生產主控操作》課程改革的一個重要組成。

5 展望

《化工生產主控操作》課程是職業技術學院化工專業核心課程，化工生產主控技術是現代化工生產的心臟。以培養會選用各類儀表，能安裝各類儀表并進行操作、能了解生產中的自動控制方案、并進行DCS操作的人才為目標的新課程體系和結合先進生產實際的啟發式教學方法是《化工生產主控操作》課程發展的必然趨勢。21世紀的化工生產集中化、復雜化、連續化、精細化、主控化，需要更多的應用型人才的參與。努力提升化工專業學生的能力是化工企業生產發展的需求，也是高職教育的目的。課程改革要不斷深入，進一步增強學生解決實際工程問題的能力；進一步加深理論知識的理解，擴大知識面，增進實踐技巧，使理論和實踐有效地結合起來，這樣才能為學生以后的工作和研究奠定了良好的基礎[1]。

[1]牛昱光,李斌,謝克明.DCS教學實驗系統的實現[J].太原理工大學學報,2004,（9）:584-587.

[2]錢佳.校企合作改革高職化工DCS仿真教學的探討[J].安徽化工,2011,（06）:61.

[3]王富花,沈發治.高職化工仿真實訓教學實踐與探索[J].廣東化工,2009,（11）:200-205.

[4]周波.高職化工仿真教學的創新與優化[J].遼寧教育行政學院學報,2007,（2）:120-121.

Based on Industry Needs of the Chemical Production and Master Control Operations of Curriculum Integration

QIAN Jia，MA Yong-gang
（Taizhou Polytechnic College，Taizhou Jiangsu 225300,China）

This paper analyzes the development and characteristics of the chemical industry in Taizhou,explore the necessity and methods of curriculum integration,will train students to master the basic knowledge of automatic control,automatic instrument works and the ability to use and operation of DCS control plays an important role in promoting,to effectively fit local industrial development needs.

master chemical production operations；distributed control system（DCS）；simulation teaching;integrate；curriculum innovation；

G423.07

A

1671-0142（2012）02-0034-03

錢佳（1980-）,女,江蘇姜堰人,講師,碩士,研究方向為新型肥料科學.

2011年泰州職業技術學院教育教學改革課題（TZYJY201117）.

（責任編輯劉 紅/楊荔晴）