基于化工仿真工廠的化工仿真教學(xué)模式及評(píng)價(jià)模式的研究

夏偉　曹維良　張敬暢　牟玉蘭

摘 要 近年來(lái)化工仿真教學(xué)建立起了項(xiàng)目教學(xué)法為主教學(xué)及評(píng)價(jià)模式，但項(xiàng)目的內(nèi)容設(shè)置與企業(yè)真實(shí)的生產(chǎn)案例仍有較大區(qū)別，在這種情況下，結(jié)合實(shí)際化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，從基礎(chǔ)仿真實(shí)訓(xùn)操作以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)仿真等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，構(gòu)建了“基于化工仿真工廠”的教學(xué)模式，優(yōu)化配置仿真與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，增設(shè)下廠前仿真實(shí)習(xí)，建立開放式仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，通過(guò)分步驟實(shí)施和多元化評(píng)價(jià)，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞 仿真教學(xué) 改革 教學(xué)模式 評(píng)價(jià)模式

中圖分類號(hào)：G403 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在仿真教學(xué)中，教師和學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的冷態(tài)開車、正常運(yùn)行、故障處理和正常停車等操作，學(xué)生不進(jìn)工廠就能了解化工設(shè)備的生產(chǎn)和操作過(guò)程，完成對(duì)生產(chǎn)裝置實(shí)際操作的訓(xùn)練。傳統(tǒng)化工實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)資源和教學(xué)形式都較為單一，滿足不了現(xiàn)代人才實(shí)踐能力培養(yǎng)的需要。從基礎(chǔ)仿真實(shí)訓(xùn)、仿真操作實(shí)訓(xùn)以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)仿真針對(duì)學(xué)生，就化工實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了改革與創(chuàng)新，構(gòu)建并實(shí)施了新型化工仿真教學(xué)模式及評(píng)價(jià)模式，為實(shí)用型人才的培養(yǎng)搭建了一個(gè)重要的實(shí)踐能力培訓(xùn)的教學(xué)平臺(tái)。

1教學(xué)模式的改革

我院“化工仿真仿真工廠”是由浙江中控的軟硬件設(shè)備及北京東方仿真軟件系統(tǒng)組成，包含有單機(jī)練習(xí)、聯(lián)合操作和考核等多種操作模式，具有根據(jù)工藝流程特點(diǎn)和教學(xué)需求進(jìn)行組態(tài)的分布式控制系統(tǒng)和智能評(píng)分系統(tǒng)，以及參數(shù)設(shè)置、教師授權(quán)、過(guò)程監(jiān)測(cè)、成績(jī)統(tǒng)計(jì)等功能的教師站管理系統(tǒng)。這樣既可鞏固學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和理解生產(chǎn)實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，又能促進(jìn)傳統(tǒng)的教師演示、學(xué)生難于理解的被動(dòng)操作模式向?qū)嶋H動(dòng)手操作、靈活運(yùn)用的主動(dòng)實(shí)踐模式的轉(zhuǎn)變。

由于現(xiàn)代化工企業(yè)自動(dòng)化、集成化程度較高，學(xué)生往往是以參觀及聽課的形式進(jìn)行工廠見習(xí)，難以深入實(shí)際，實(shí)習(xí)質(zhì)量不高。隨著化工仿真工廠的建成與應(yīng)用，化工仿真實(shí)習(xí)已成為解決實(shí)踐教學(xué)困難的最佳辦法，也是強(qiáng)化學(xué)生工程意識(shí)和實(shí)踐能力的一種有效途徑。針對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)部分的工藝流程，運(yùn)用化工仿真軟件分布式控制系統(tǒng)操作形式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，嘗試開停設(shè)備、改變生產(chǎn)負(fù)荷、處理突發(fā)事故等操作。首先，在教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié)上，打破原有實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)（教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)）的限制，利用學(xué)院開放的計(jì)算機(jī)房，讓學(xué)生根據(jù)個(gè)人的需求，利用課余時(shí)間自由安排操作實(shí)訓(xùn)和上機(jī)，強(qiáng)化軟件仿真操作，鞏固專業(yè)知識(shí)。其次，在硬件設(shè)備實(shí)訓(xùn)內(nèi)容上，學(xué)生可自由選擇仿真工廠中的硬件裝置進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，以此彌補(bǔ)實(shí)訓(xùn)室資源及實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)的不足。再次，在教學(xué)形式上，學(xué)生可根據(jù)自己感興趣的仿真內(nèi)容，以個(gè)人或小組的形式確定相關(guān)課題，通過(guò)教師指導(dǎo)、相互討論、確定方案、操作運(yùn)行、錯(cuò)誤辨析、解決問題等過(guò)程，完成“自由選題”的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。另外需要注意的是，化工實(shí)訓(xùn)工程性較強(qiáng)，涉及因素較多，實(shí)訓(xùn)操作須認(rèn)真考慮、充分準(zhǔn)備，在實(shí)訓(xùn)操作之前進(jìn)行仿真模擬的預(yù)習(xí)演練是很有必要的。

2教學(xué)評(píng)價(jià)模式的改革

傳統(tǒng)紙質(zhì)試卷的實(shí)訓(xùn)考核模式已不能對(duì)學(xué)生進(jìn)行較為全面、科學(xué)地評(píng)價(jià)，因此結(jié)合改革后教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程，改革了評(píng)價(jià)機(jī)制，執(zhí)行多元化評(píng)價(jià)，考核的內(nèi)容更加全面，考核的方式更加合理。改革后的評(píng)價(jià)機(jī)制由三部分組成：

（1）單元操作模塊，采取綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)過(guò)程中學(xué)生操作規(guī)范性和熟練度，以及自主動(dòng)手和小組合作情況，結(jié)合學(xué)生實(shí)訓(xùn)報(bào)告、問題解答等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（2）軟件仿真實(shí)習(xí)模塊，運(yùn)行在線評(píng)價(jià)。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活設(shè)置故障，模擬故障現(xiàn)象，在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，分步驟分階段打分。操作結(jié)束后，學(xué)生的總體成績(jī)自動(dòng)生成。

（3）開放教學(xué)模塊，執(zhí)行跟蹤評(píng)價(jià)。學(xué)生運(yùn)用仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，以個(gè)人或小組形式選題，查找相關(guān)資料，設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)方案，進(jìn)行在線模擬，實(shí)訓(xùn)結(jié)果以撰寫小論文或交流討論匯報(bào)的方式展示。指導(dǎo)教師參與實(shí)訓(xùn)方案的討論、確立與執(zhí)行，并對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)、監(jiān)督與跟蹤考核。改革后的評(píng)價(jià)方式在原有靜態(tài)的、終結(jié)性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，加上隨時(shí)間空間動(dòng)態(tài)的、及時(shí)性評(píng)價(jià)，這種配合了不同的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、執(zhí)行多元化的評(píng)價(jià)，不僅考核了學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐成績(jī)，也考核了學(xué)生各方面的綜合能力，使得化工實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)更加的全面、合理。

3總結(jié)

調(diào)查結(jié)果表明，學(xué)生普遍認(rèn)為“化工仿真工廠”的化工仿真教學(xué)模式直觀、形象、生動(dòng)，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣；理論與實(shí)際聯(lián)系緊密，實(shí)用性強(qiáng)；鍛煉靈活運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析問題和解決問題的能力；自學(xué)能力、動(dòng)手能力與合作能力也有一定的提高。另外，還就畢業(yè)后到化工生產(chǎn)企業(yè)工作的學(xué)生進(jìn)行了個(gè)別訪談，這部分學(xué)生都表示，經(jīng)過(guò)化工仿真實(shí)踐，自己的職業(yè)綜合素質(zhì)和技能得到一定的訓(xùn)練和培養(yǎng)，為就業(yè)奠定了較好的基礎(chǔ)，對(duì)順利地適應(yīng)工作環(huán)境和進(jìn)入工作狀態(tài)起了較大的作用。化工仿真教學(xué)模式及評(píng)價(jià)模式的創(chuàng)新和實(shí)行，打破了實(shí)訓(xùn)室資源和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)的限制，改善了生產(chǎn)實(shí)習(xí)難以動(dòng)手、實(shí)習(xí)質(zhì)量不高的局面，提高了化工實(shí)踐教學(xué)的效率和質(zhì)量，為實(shí)用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供了有效的教學(xué)平臺(tái)。

基金項(xiàng)目：海南省教育科學(xué)規(guī)劃課題（QJY1251555）。

參考文獻(xiàn)

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