淺談地方民辦高校化工仿真實訓(xùn)平臺的構(gòu)建

摘要：本文概述了地方民辦高校鑒于辦學(xué)基礎(chǔ)和辦學(xué)經(jīng)驗不足，為更好地設(shè)置和實施化工類專業(yè)的實踐性課程，討論了構(gòu)建化工仿真實訓(xùn)平臺的必要性、建設(shè)內(nèi)容、存在的問題及建議。

關(guān)鍵詞：民辦高校 化工仿真 實訓(xùn)平臺

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，化工過程仿真技術(shù)日趨成熟，進(jìn)而使得化工仿真技術(shù)廣泛出現(xiàn)在過程優(yōu)化設(shè)計、自動化控制，以及工藝路線更新、技術(shù)員工培訓(xùn)等方面。但是，對于地方民辦高校來說，由于在辦學(xué)基礎(chǔ)、辦學(xué)經(jīng)驗等方面存在不足，尤其是在實踐課程的設(shè)置、人才培養(yǎng)方案明顯滯后。因此，有計劃地引入化工生產(chǎn)過程與控制的仿真軟件，補(bǔ)充、完善化工仿真相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，推進(jìn)化工過程技術(shù)的教學(xué)研究，建立化工仿真實訓(xùn)平臺，與校外實踐教學(xué)基地平臺的實踐教學(xué)相輔相成，進(jìn)一步實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，同時促進(jìn)實踐課程的改革。

1 化工仿真的定義

所謂化工仿真，通常情況下是指借助計算機(jī)，通過動態(tài)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步取代實際的設(shè)備或工廠，利用鍵盤、鼠標(biāo)等對實際操作進(jìn)行模仿?；瘜W(xué)仿真技術(shù)融合了計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、自動控制技術(shù)等，在一定程度上對一個化工生產(chǎn)過程實施再現(xiàn)，同時可以模擬生產(chǎn)過程中的流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù)的生成或變化，并且可以人為地模擬生產(chǎn)事故，在逼真的操作環(huán)境中對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，在操作過程中隨時糾正學(xué)生的錯誤，幫助學(xué)生樹立安全意識，同時結(jié)合實際情況，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題，以及解決問題的能力等[1]。

2 建設(shè)化工仿真實訓(xùn)平臺的必要性

2.1 避免接觸有毒有害藥品，節(jié)省實訓(xùn)開支

在化工生產(chǎn)過程中，經(jīng)常面臨高溫、高壓等環(huán)境條件，并且經(jīng)常接觸有毒、有害、易燃、易爆等物料。對于實際的化工生產(chǎn)設(shè)備來說，通常情況下都比較復(fù)雜，并且體型龐大，對場地要求比較嚴(yán)格，場地的建設(shè)費用比較高，在實際的生產(chǎn)過程中，隨時隨處都存在安全隱患。通過建設(shè)化工仿真實訓(xùn)平臺，一方面克服了安全隱患，另一方面可以節(jié)省設(shè)備的運行費用，以及物料能的損耗費用等。

2.2 增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高教學(xué)效果

對于實驗裝置的結(jié)構(gòu)、原理等，難以通過常規(guī)的實驗課程進(jìn)行形象、直觀的講解[2]，同時教學(xué)效果也不理想。但是，利用學(xué)生愛玩計算機(jī)的特點，利用計算機(jī)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，同時可以提高教學(xué)效果。另外，仿真實訓(xùn)平臺具有良好的人機(jī)交互界面，并且具有較強(qiáng)的親和力和交互性，能夠吸引學(xué)生的注意力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，在一定程度上提高學(xué)生的實習(xí)效果。在實踐教學(xué)中，仿真技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。通過仿真進(jìn)行教學(xué)，在不進(jìn)入工廠的情況下，可以幫助學(xué)生了解化工生產(chǎn)裝置實際的生產(chǎn)過程和操作過程，借助仿真平臺，完成實際操作培訓(xùn)，鞏固學(xué)生的所學(xué)知識，同時能夠鍛煉學(xué)生獨立的工作能力，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。

2.3 仿真實訓(xùn)安全性強(qiáng)

對于工業(yè)生產(chǎn)來說，小小的操作失誤就能導(dǎo)致巨大的安全事故，進(jìn)而威脅到人民群眾的生命財產(chǎn)安全，這些在不同程度上增加了學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)的心理壓力。對石油化工生產(chǎn)的特點，雖然學(xué)生有一定的了解，但是，并沒有全面了解具體生產(chǎn)過程中存在的安全問題，在這種情況下，進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行實踐、實習(xí)，不可避免地出現(xiàn)操作失誤等，進(jìn)一步降低了實訓(xùn)效果。學(xué)生借助仿真實訓(xùn)平臺進(jìn)行實踐、實習(xí)，可以消除學(xué)生的心理負(fù)擔(dān)，在操作過程中，即使出現(xiàn)錯誤，也能夠及時更正，不會造成嚴(yán)重后果，同時能夠積累實踐經(jīng)驗。通過仿真實訓(xùn)，可以對生產(chǎn)事故進(jìn)行模擬，結(jié)合事故情況對學(xué)生展開反面教育。

2.4 仿真實訓(xùn)能增強(qiáng)畢業(yè)生的適應(yīng)性

當(dāng)前，在生產(chǎn)過程中，大多數(shù)化工企業(yè)都是通過計算機(jī)DCS系統(tǒng)對生產(chǎn)實施控制。對于計算機(jī)DCS控制生產(chǎn)的過程，學(xué)生在步入工作崗位后還比較陌生，經(jīng)過培訓(xùn)后才能勝任相應(yīng)的工作崗位。通過建立化工仿真實訓(xùn)平臺，開設(shè)仿真實訓(xùn)課程，在一定程度上可以消除學(xué)生對工廠控制室的陌生感，在較短的時間內(nèi)就能理解并看懂控制室的儀表、開關(guān)、閥門等[3]。

3 建設(shè)內(nèi)容

3.1 計算機(jī)硬件及配套設(shè)施建設(shè)

根據(jù)實驗室的實踐教學(xué)時數(shù)要求，建設(shè)化工仿真實訓(xùn)平臺。對于仿真實訓(xùn)教學(xué)平臺來說，計算機(jī)硬件及配套設(shè)施是基礎(chǔ)。因此，建設(shè)仿真實訓(xùn)室，首先應(yīng)建設(shè)教師機(jī)、學(xué)生機(jī)、局域網(wǎng)交換機(jī)、投影儀等硬件設(shè)施，同時根據(jù)仿真軟件要求，合理配置操作系統(tǒng)等仿真軟件。在配置計算機(jī)硬件的過程中，需要充分考慮仿真軟件與硬件之間的匹配情況，在配置硬件時，需要留有余地，進(jìn)而在一定程度上方便對內(nèi)存、顯卡等進(jìn)行升級，進(jìn)一步提升計算機(jī)的運算能力。

3.2 化工仿真軟件建設(shè)

在建設(shè)化工仿真實訓(xùn)平臺的過程中，仿真軟件是核心內(nèi)容。目前，國內(nèi)院校仿真實訓(xùn)，以及全國化工技能大賽的仿真項目比賽所采用的仿真軟件一般都是由北京某仿真軟件技術(shù)有限公司提供，該仿真軟件涉及化工、石油、制藥等行業(yè)。依據(jù)人才培養(yǎng)方案中的實踐課程設(shè)置和教學(xué)大綱要求，地方民辦高校確定采購軟件用于仿真實訓(xùn)。

3.3 仿真實訓(xùn)師資隊伍建設(shè)

仿真實訓(xùn)作為一種動態(tài)的教學(xué)模式，在教學(xué)過程中遇到各種問題，并且教學(xué)效果受計算機(jī)、培訓(xùn)軟件等因素的影響和制約。在這種情況下，需要邀請售后服務(wù)工程師對教師進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)合格的教師才能上課。在授課過程中，針對出現(xiàn)的具體問題和狀況進(jìn)行咨詢，進(jìn)而在一定程度上解決授課時出現(xiàn)的問題。為了提高專任教師的教學(xué)質(zhì)量，可以組織專任教師到廠進(jìn)行實習(xí)，在工廠生產(chǎn)運行過程中，深入了解真實的開車、停車、檢修、故障處理等過程，在實踐中積累經(jīng)驗，進(jìn)一步提高仿真指導(dǎo)水平。另外，可以聘任企業(yè)工程技術(shù)人員兼職實訓(xùn)指導(dǎo)教師，一方面可以將其豐富的實踐經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，另一方面將企業(yè)文化、安全和環(huán)保觀念、質(zhì)量和效益意識、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度等帶進(jìn)課堂，有利于學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成[4]。

4 存在的問題及建議

4.1 缺少精通計算機(jī)軟硬件理論知識和計算機(jī)軟硬件維護(hù)經(jīng)驗的專業(yè)人員

當(dāng)前，許多高職院校都建立了自己的仿真實訓(xùn)室，同時購買了仿真實訓(xùn)軟件，但是，由于缺少懂計算機(jī)軟硬件維護(hù)，以及懂得專業(yè)知識的維護(hù)人員，進(jìn)而使得仿真實訓(xùn)室和實訓(xùn)軟件難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。為此，高職院校需要培養(yǎng)一批具有一定計算機(jī)軟硬件知識的專業(yè)教師，同時對這些教師進(jìn)行定期的仿真實訓(xùn)，進(jìn)而在一定程度上確保仿真實訓(xùn)教學(xué)的順利進(jìn)行。

4.2 化工仿真軟件設(shè)計較為簡單

在設(shè)備設(shè)計、管路安裝、工藝流程等方面，化工仿真軟件都比較簡單，與實際生產(chǎn)現(xiàn)場相比，存在一定的差距[5]。例如操作步驟，以及開閥、關(guān)閥、控制溫度等參數(shù)。在實際操作過程中，學(xué)生進(jìn)行開閥、關(guān)閥、調(diào)節(jié)溫度等操作時，只會機(jī)械式地按步操作，根本沒有了解其中的原理，更不可能與實際操作相結(jié)合。在實訓(xùn)過程中，如果沒有與實際生產(chǎn)相結(jié)合，那么仿真實習(xí)就會失去自身的意義。因此，高職院校在進(jìn)行仿真實訓(xùn)時，需要與下廠實習(xí)相結(jié)合，通過將仿真訓(xùn)練與實習(xí)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)一步讓學(xué)生先進(jìn)行仿真操作，了解生產(chǎn)工藝、設(shè)備裝置，然后下廠進(jìn)行實習(xí)，進(jìn)而在一定程度上加深了對工藝、設(shè)備的理解。

5 結(jié)束語

對于民辦高校來說，構(gòu)建化工仿真實訓(xùn)平臺，一方面可以節(jié)約辦學(xué)成本，另一方面可以避免學(xué)生接觸真實化工企業(yè)的易燃、易爆環(huán)境。借助仿真模擬平臺，幫助學(xué)生近距離接觸工廠的控制軟件，以及高度仿真的微型裝置等，進(jìn)而在一定程度上鞏固和強(qiáng)化學(xué)生的動手操作能力，為培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡孝貴，謝素雯，羅六保，陳水木.關(guān)于化工仿真與實際操作結(jié)合的實訓(xùn)模式研究[J].職業(yè)教育研究，2009（5）.

[2]宿高明.淺論高職院?；し抡鎸嵱?xùn)平臺之建設(shè)[J].職業(yè)教育研究，2008（12）.

[3]王小光，楊月云，謝東坡.試論高校建立化工仿真實驗室的意義和功效[J].實驗室科學(xué)，2010，13（2）.

[4]張淑新.校企合作建設(shè)化工仿真實訓(xùn)教學(xué)平臺[J].山東化工，2011，40（12）.

[5]司紅巖，侯旭鋒.化工仿真實訓(xùn)的利弊[J].河北化工，2010，33（2）.

作者簡介：晁婧（1982-），女，江蘇徐州人，助教，碩士，研究方向：精細(xì)化工生產(chǎn)工藝。