化工仿真與實際操作結合的實訓教學模式探討

王進

中等職業教育是我國教育體系的重要組成部分，其目的是要培養面向生產、建設、管理、服務第一線需要的實踐能力強和具有職業素質的技能型人才。為此，在中職教育中實踐教學顯得尤其重要。如何結合實際情況建設實訓基地、搭建實訓平臺，是擺在專業建設面前至關重要的問題。

一、化工專業實訓基地建設現狀

因專業的特殊性，化工專業校內生產性實訓基地的建設面臨著重重困難，原因主要有：化工生產條件比較苛刻；所涉及的物料常是有毒、有害、易燃、易爆的；化工生產裝置比較復雜，體型較龐大，占場地，且對場地的條件要求較多，建設費用較高；化工生產中環保問題較為突出，必須有解決“三廢”的技術、方法、措施和資金等；化工生產操作中危險性較高，有些化學反應存在著不確定因素，有些生產工藝條件異常苛刻。所以，如何建設校內生產性實訓基地這一問題，困擾著眾多化工類院校。即便建成了一定規模的化工專業實訓基地，一般也存在著下列問題：同樣型號的設備不會有多臺，“粥少僧多”，難以滿足大量學生實踐教學的需要，以致學生實訓有效時間不足；化學反應介質一般在封閉的不透明的管道中或在塔器中運行，學生無法觀察介質的變化，造成學生對化工生產過程的原理只能一知半解；教學時，在復雜儀器設備面前教師的示范操作很難讓每個學生看清，每個學生的操作又很難讓教師顧及，教學效果不理想且存在著安全隱患。

二、仿真操作的優缺點

化工仿真技術是指以計算機為工具，用實時運行的動態數學模型代替實際設備、實際工廠，用鍵盤、鼠標模仿實際操作，集計算機技術、多媒體技術、自動控制技術、圖形圖像技術、數據庫技術、化工專業技術于一體的一門技術。仿真技術的發展為高職實踐教學提供了廣闊的空間。

仿真訓練的主要優點有：（1）利用學生愛玩電腦的特點，在電腦上進行模擬訓練，在電腦上實現人機對話，所以，仿真訓練具有得天獨厚的優勢。（2）仿真軟件移植性強、擴展性好，易進行升級和完善。仿真軟件中內容可及時更新，能做到與專業技術實際發展同步。（3）仿真軟件中具有工況凍結、參數設定、時標設定、成績評定、趨勢記錄、報警記錄、儲存加載等技術，這樣，便于教師采取靈活的教學方法和不同的測評方式訓練和考核學生。這是在實操中難于做到的。（4）仿真軟件中可設定各種故障、極限運行狀態等，以鍛煉學生處理復雜問題的能力和識別事故、排除事故、解決事故的能力。這也是在實操中難于做到的。（5）利用軟件技術可反復進行開車、停車訓練，可觀察和解讀生產過程中發生的一些變化，能強化知識的理解和彌補課堂教學的不足，能形象生動展現實驗原理、工藝流程、設備結構等。（6）在計算機上進行化工生產虛擬操作安全性強，不會造成人身危害、設備破壞、環境污染等，不用擔心學生操作失誤所造成的影響；仿真軟件又能真實模仿生產操作，而且還可模擬生產事故進行反面教育。（7）可節省開支，如節省設備運行費、物料能量消耗費、學生下廠經費等；運行成本低廉，實訓時間易于控制，設備易于維修，內容易于擴充等。

但是，“仿真”畢竟是仿真，其所起的作用有限，本身也存在著一些局限性：缺乏現場感，無法產生真實的臨境感受；模型精度不高，仿真技術有待進一步提高；訓練時，學生機械地點擊或敲擊，有“玩游戲”之嫌。仿真操作不能完全代替實操。

三、搭建仿真與實操相輔相承的化工實訓平臺

從以上分析可知，“實操”很重要但實施有困難，“仿真”有很多優勢但存在局限。為此，“實操”與“仿真”有機結合，這才是方向。下面介紹在化工專業中如何搭建仿真與實操有機結合的實訓平臺。化工專業實踐教學內容情況采用不同的實踐教學模式，有的先仿真、然后實操、再仿真，有的先參觀、然后仿真、再實操。在仿真中理解，在實操中鞏固，在反復訓練中升華。通過仿真訓練與真實操練有機結合，既充分發揮了“仿真”的優勢，又克服了化工專業實訓基地建設的困難；通過仿真訓練與真實操練有機結合，既為學院節省了辦學成本，又明顯提升了學生職業能力訓練的有效性。

化工設備單元訓練模塊：采用“仿真+實操+仿真”三段式這一模塊具體內容主要有：離心泵單元、液位控制系統、管式加熱爐單元、換熱器單元、間歇反應釜單元、固定床反應器單元、流化床反應器單元等七個方面，總共實訓時間為4周。這一模塊以熟悉常見的化工生產設備為主，要求學生掌握這些設備的結構、原理、性能以及使用等；而這些設備種類多、用途廣，在化工生產裝置中與其他設備構成有機整體，以實現生產目的。

大型化工流程訓練模塊：采用“參觀+仿真+實操”三段式這一模塊屬于專業綜合性實習，難度大、要求高，時間為8周。針對這一部分，除少數學校在校內建有大型化工生產訓練裝置外，多數學校只能充分發揮校外實習基地的作用和校內仿真的功能。

通過探索和實踐，我們在化工專業的實踐教學中有效地、有機地將“實操”與“仿真”結合，針對具體情況構建了兩種“三段式”訓練模式，為化工專業搭建了非常好的實訓平臺。我們既重視“仿真”，又強調“實操”，并處理好“仿真”與“實操”之間的關系，實施效果明顯。

（責任編校：賓定波）