模擬仿真技術在“多層次多階段”生產(chǎn)實習中的應用分析

摘要：文章介紹了多層次多階段生產(chǎn)實習的概念，主要闡述了模擬仿真技術在多層次多階段生產(chǎn)實習過程中所起到的作用和實際應用情況，指出了模擬仿真技術的優(yōu)勢和特色。通過應用模擬仿真技術，培養(yǎng)了學生的工程實踐能力，提高了實踐教學質量。針對應用實際，提出了存在的問題和解決措施，對今后的具體改革進行了展望。

關鍵詞：模擬仿真 多層次多階段 生產(chǎn)實習 工程實踐能力

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1673-9795（2012）09（a）-0069-01

作為實踐教學重要的組成部分，生產(chǎn)實習在培養(yǎng)學生的綜合素質、創(chuàng)新能力以及對專業(yè)知識的感性認識、提高學生分析問題、解決問題的能力等方面有著不可替代的重要作用。生產(chǎn)實習是聯(lián)系專業(yè)基礎課程與專業(yè)課程的紐帶，是激發(fā)學生對專業(yè)熱愛的重要途徑之一，對學生將來發(fā)展有較大影響。[1～3]

1 多層次多階段生產(chǎn)實習

“多層次”即充分利用模擬仿真實習系統(tǒng)，在室外綜合實驗環(huán)道上進行實踐，結合多媒體實習資料和企業(yè)廠區(qū)的現(xiàn)場實習。“多階段”即每個層次內分不同階段進行生產(chǎn)實習，其中，模擬仿真實習系統(tǒng)包括多流程仿真、儀器設備仿真操作、動畫演示系統(tǒng)等階段的實習。室外綜合實驗環(huán)道包括流程學習、設備了解、現(xiàn)場操作、自動控制系統(tǒng)操作、報告撰寫等多個階段。多媒體實習資料包括企業(yè)現(xiàn)場錄像、儀器設備結構分析、油氣儲運所涉及的上下游企業(yè)概述等階段。企業(yè)廠區(qū)的現(xiàn)場實習包括管道、油庫、集輸站等多個單位的現(xiàn)場實習。綜上所述構成了“多層次多階段的生產(chǎn)實習”教學模式。這一模式的建立，使得生產(chǎn)實習層次清晰、任務明確，縮短了廠區(qū)實習時間，實現(xiàn)了生產(chǎn)實習過程的“三省一提高”，即省時、省力、省錢，提高了實習教學效果。

2 模擬仿真技術及其實際應用

模擬仿真技術是利用信息技術對真實環(huán)境的某要素或系統(tǒng)進行模仿，模仿出的要素或系統(tǒng)在外界的干預下能產(chǎn)生和原要素或系統(tǒng)同樣的反應。目前，國內外已將模擬仿真技術廣泛應用于各個領域，并得到了較好的實際效果[4]。

模擬仿真技術在教學中也得到了較為廣泛的應用，且已經(jīng)逐漸滲透到生產(chǎn)實習教學過程中[5～9]。我院建立了兩類模擬仿真實習系統(tǒng)：一類擬仿實習系統(tǒng)利用計算機圖形技術模擬實際生產(chǎn)過程，在屏幕上創(chuàng)建一個仿真的生產(chǎn)過程，并設置一些生產(chǎn)中常見的非正常情況和生產(chǎn)故障，使學生在模擬的控制鍵盤上對生產(chǎn)的全過程或者個別崗位和設備進行控制，達到了操作訓練的目的。計算機仿真實習的引入，大大強化了學生動手操作能力，有利于在學時少的情況下增加實踐內容，擴大學生知識面，提高解決工程實際問題的能力；另一類模擬仿真實習系統(tǒng)是在油庫、輸油管道、輸氣管道、油氣集輸?shù)确矫娴姆抡婺Ｐ蜕线M行實習。通過仿真操作與現(xiàn)場實習的緊密結合，起到了良好的實習教學效果。學生不僅可以通過現(xiàn)場參觀熟悉實際生產(chǎn)裝置的布置和設備的構造，也可以在仿真操作中反復練習工藝操作過程，強化了學生對裝置整體操控的意識和能力。

3 模擬仿真技術的優(yōu)勢

通過充分利用模擬仿真技術優(yōu)化了生產(chǎn)實習模式，降低了實習成本，提高了實習效果，體現(xiàn)了模擬仿真的優(yōu)勢。具體如下：

（1）熟悉流程，掌握工藝。

在模擬仿真界面上，可實現(xiàn)各種工藝流程圖的畫面切換，讓學生快速掌握多種生產(chǎn)工藝，包括生產(chǎn)過程中各種工藝的布局、構成、可實現(xiàn)目的、儀器設備組成等。

（2）放大操作，拆裝方便。

不同的生產(chǎn)工藝是由多種生產(chǎn)裝置和儀器設備來共同實現(xiàn)的。針對某一具體工藝，可進行放大操作、將具體的生產(chǎn)裝置和儀器設備通過計算機界面展現(xiàn)在學生面前，學生可快速了解生產(chǎn)裝置的構造及功能組成，可通過鼠作對儀器設備進行拆裝操作。

（3）反復練習，加深印象。

利用模擬仿真技術可反復練習工藝過程的轉換和儀器設備的操作，強化了學生對裝置整體操控的意識和能力，這在生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場是無法實現(xiàn)的。

（4）動畫演示，提高興趣。

模擬仿真技術利用三維立體演示并附帶配音，在視覺和聽覺上吸引學生注意力，從而極大的提高了學生的學習興趣。

（5）自動評分，成績公平。

模擬仿真操作過程可由系統(tǒng)自帶的評分功能對每個同學的操作進行打分，通過分析學生的操作時間、操作步驟和功能實現(xiàn)情況進行綜合評分。

4 存在問題

模擬仿真技術的應用在“多層次多階段生產(chǎn)實習”教學模式的建立和實施過程中占有重要的地位，并取得了良好的教學效果，但在該技術的具體實施、操作中還存在一些問題：

（1）模擬仿真畢竟不是生產(chǎn)實際，界面展示對于學生的認知也沒有現(xiàn)場操作更加深刻。所以，如何使學生模擬仿真后第一時間到企業(yè)進行現(xiàn)場實踐是很重要的問題，這對生產(chǎn)實習的組織實施提出了更高的要求。

（2）科技發(fā)展日新月異，新工藝、新設備層出不窮，企業(yè)發(fā)展也在快速變化，現(xiàn)有的模擬仿真技術隨著時間的推移也需要更新?lián)Q代，模擬仿真軟件的升級或購買需要大量的教學經(jīng)費，這對于學校的經(jīng)費配置提出了較高的要求。

5 結語

模擬仿真技術憑借其新穎性、安全性和可操作性，在“多層次多階段”生產(chǎn)實習教學模式占有重要地位，這種技術的使用對于培養(yǎng)具有綜合實踐能力和創(chuàng)新能力的專業(yè)人才，有較強的針對性、可操作性和高靈活性，實現(xiàn)了教學模式的多樣化，使實習內容更加豐富，能夠有力吸引學生的實習興趣，提高實踐教學質量。

參考文獻

[1] 蔣文明，劉楊，曹學文，等.關于高校油氣儲運專業(yè)生產(chǎn)實習教學的思考[J].中國科技信息，2012（1）：131-132.

[2] 蒙艷玫，秦鋼年，盧福寧，等.構建實驗教學體系、創(chuàng)建機械工程實驗教學示范中心[J].實驗室研究與探索，2009（1）：114-116.

[3] 張禮華，王琪，方喜峰，等.以“卓越工程師”培養(yǎng)為目標的專業(yè)生產(chǎn)實習的教學改革與實踐[J].中國教育技術裝備，2012（3）：16-18.

[4] 常洪偉.啤酒仿真模擬系統(tǒng)在中職教學中的優(yōu)勢分析[J].遼寧教育行政學院學報，2010，27（8）：147，149.

[5] 馬玉鵬，劉春，范嶺，等.基于XNA的船舶模擬仿真系統(tǒng)的探討[J].中國新技術新產(chǎn)品，2012（1）：15.

[6] 李立志.經(jīng)管類院校模擬仿真實驗教學體系構建研究[J].現(xiàn)代教育技術，2011，21（9）：113-118.

[7] 縣小平.虛擬現(xiàn)實技術概述與發(fā)展趨勢[J].福建電腦，2008（3）：40，75.

[8] 巨鵬，景興淇，王志勇.虛擬設計與虛擬現(xiàn)實概述[J].科技信息，2011（26）：286.

[9] 桂云苗，龔本剛.應用型物流類本科人才培養(yǎng)的實踐教學方法研究—— 基于經(jīng)營型游戲軟件的模擬仿真教學研究[J].物流工程與管理，2011，33（10）：150-152.