淺談化工仿真在化工專業實訓教學中的應用及局限性

摘要：本文闡述了化工仿真實訓教學的特點，探討了化工仿真實訓在化工專業教學中的應用。最后分析了化工仿真存在的不足，建議應將傳統實習和化工仿真實訓有機結合起來，才能更好的使學生夯實理論基礎、提高實踐技能，使學生更好的朝著我國社會主義現代化建設要求的技能型人才發展。

關鍵詞：化工仿真；實訓；化工專業教學；應用；局限性

中等職業教育是我國職業教育的重要組成部分，而職業院校學生的技能、技巧、操作能力等的培養，離不開實踐性教學。對于化工類專業來說，實踐性教學設施主要包括各種化工單元設備，但由于大多數院?；卧O備相對較少或簡陋，與現代化工生產企業要求存在一定差距。因此，職業學校在學生完成課程后，通常會組織學生到企業去實習。

但在企業實習期間，由于化工生產行業的特殊性，生產過程中常伴有高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、腐蝕等不安全因素，所以大部分學生只能從事簡單工種的操作，而對于復雜的操作很少有機會親自參與。而化工仿真的出現，可以讓學生在電腦上模擬一個非常逼真的生產環境實現對化工生產裝置的模擬操作，使學生不進工廠就能了解化工生產裝置的生產操作過程，實現理論與實踐相結合，提升學生的專業技能，為將來就業打下良好的基礎。下面就化工仿真的教學特點、應用及存在問題進行探討。

一、 化工仿真實訓教學的特點

1. 模擬實際生產工作環境

在大多數化工生產企業中，生產設備、管路錯綜復雜，學生要在現場了解工藝過程、管路走向非常困難，只能初步認識正常的生產過程。而化工仿真實訓恰恰能解決這樣的問題。如乙醛氧化生產醋酸工藝，因其工藝流程較復雜，分為氧化工段和精制工段，而且工藝條件很難控制。以前授課基本是介紹產品性質、反應原理，簡單講解工藝流程等理論知識，但大部分學生無法真正理解其實際工藝參數控制、事故處理等方法。通過仿真實訓操作，可以讓學生很直觀的了解整個工藝流程，并可以加深對反應原理、參數設置、故障排除和處理等內容，大大提高了教學效果，并調動了學生學習的積極性。

2. 安全性高

化工生產的特點是大多數化工生產的原料和產品，具有易燃、易爆，有毒、有害特性，有些生產過程還涉及高溫、高壓，所以化工生產安全性尤為重要。而化工仿真實訓是在計算機上模擬操作，沒有對真實的設備直接操作運行，大大降低了因學生的操作錯誤或失誤造成的危害或損失。所以化工仿真系統為師生提供了一個安全的學習和實訓平臺，在較為輕松的安全的環境中完成教學任務，獲得知識和技能。

3. 節約成本

在化學仿真實訓中，水、電、氣、酸、堿、鹽類等都是虛擬物品，沒有消耗更沒有污染。因此在提高教學效果的同時大大節約了學校的教學成本。

4. 激勵學生，提高教學效果

在仿真實訓中，學生通常能被有興趣的動畫吸引，同時能夠及時地獲得反饋信息，使學生從被動聽講轉變成積極主動學習和參與實踐操作。所以仿真實訓比目前傳統課堂教學，在激勵強化、增強教學效果方面的作用更加顯著。

二、 化工仿真在化工專業教學中的應用

在化工專業教學中引進化工仿真實訓可以大大提高學生綜合能力和教學效果。下面就化工仿真在化工專業教學中的一些具體應用進行探討。

1. 化工仿真在化工單元操作課程中的應用

化工單元操作是化工類專業非常重要的一門專業基礎課程，該課程主要包括離心泵操作、壓縮機操作、列管換熱器的傳熱、加熱爐單元裝置操作、精餾裝置等基礎單元過程，所涉及的理論知識多而復雜，對學生來說很難理解。

因此，引進化工仿真實訓就非常必要。如在講解離心泵操作過程中，先講解理論知識，讓學生對離心泵結構、工作原理有初步認識，然后通過仿真實訓，可以讓學生更加直觀的了解離心泵工作整個過程，還可以模擬事故故障，通過訓練可以讓學生掌握離心泵操作方法，加深對理論知識的理解和掌握。當學生能通過仿真熟練的調節各參數及處理各種故障后，最后安排學生去流體輸送實訓室，操作真實的設備。

通過這樣訓練，在提高學生的學習興趣同時，大大提高了學生的實踐技能，最終能取得很好的教學效果。

2. 化工仿真在化工生產工藝實踐教學中的應用

化工生產工藝作為化工專業的基礎課程，在教學過程中存在枯燥乏味，教學效果較差的現象。將化工仿真實訓引入化工生產工藝教學中可以大大提高學生的學習效果。如化工生產工藝課程中典型的工藝為合成氨、醋酸生產工藝。這兩種產品的生產工藝技術較為復雜，僅通過課本上的工藝流程描述無法讓學生真正掌握其實際操作過程。

通過“理論+仿真實訓”的方法，可以大大提高學生的學習效率和興趣，同時對知識加深了理解。如引進化工仿真后，首先在課堂上講解理論知識，然后讓學生通過仿真軟件操作模擬生產工藝過程的開停車及故障處理仿真練習，可以加深學生對化工生產工藝的了解和操作，還能對其工藝參數及注意事項作詳細分析和設定。

經過這樣訓練之后，不僅使學生加深了對生產設備裝置及工藝指標的控制的理解和認識，而且提高了學生的應變能力、分析問題和解決問題的能力及全局意識。

3. 化工仿真在化工生產實習中的應用

隨著社會的發展和技術的進步，集散控制系統DCS已經廣泛地運用于現代的化工生產中，成為化工生產自動化控制的最基本控制。而化工生產實習是化工專業學生實踐教學環節的重要一環，它不僅有助于學生把課本上所學的理論知識用于實際生產，而且可以培養學生分析問題、解決問題及實踐操作能力等綜合職業能力。

因此，在化工生產實習前掌握化工仿真操作技術是化工專業的學生必須掌握的操作技能。通過化工仿真實訓，學生通過對化工單元設備及工藝進行冷態開車、正常生產、正常停車、緊急停車、故障處理等過程的訓練，提高學生對生產工藝過程的認識和理解；另一方面，采用“仿真練習+現場參觀”模式，即學生首先進行仿真實訓操作，仿真訓練完成后，學生再到化工生產現場進行參觀學習。通過前期化工仿真階段的訓練，學生已經熟悉化工生產企業所采用的DCS控制系統，可以使學生更快地進入實習角色，顯著提高生產實習效果。

三、 化工仿真的局限性及教學改進建議

目前，化工仿真實訓作為一種新的教學模式，在改善實訓環境、優化教學效果、增強學生職業綜合能力等方面有很大的優勢，但是化工仿真實訓本身的局限性，如設備設計、管路安裝、工藝流程及操作步驟簡單；利用電腦完成操作，讓學生有種玩游戲的感覺；學生安全意識淡薄等等。

這就需要實踐教學必須與下廠實習結合起來，因為傳統的實習手段，基礎教學和基本功的訓練仍是職業技術學校培養學生的實操能力的基礎，兩者不可偏廢。所以將傳統的實習手段和現代的仿真實訓有效的結合，揚長避短，為學校節約成本的同時，提高學生職業綜合能力，為將來能更好的培養出適應社會主義現代化需求的人才打下良好基礎。

參考文獻：

[1]吳賽蘇.化工仿真實訓教學在應用技術人才培養中的開展與作用[J].廣東化工，2008（4）.

[2]侯煥福.化工仿真在化工專業教學中的作用[J].中國教育技術裝備，2012（24）.

[3]黃常練，陳潤文.淺談仿真技術在中職學校實習教學中的應用[J].職業教育，2014（3）.

[4]林裕榮.淺談化工仿真實訓教學在化工人才培養中的作用[J].神州，2012（18）.

[5]李廷真，賴慶軻，黃美英.淺議化工仿真技術在化工專業實踐教學中的作用[J].中國西部科技，2013（7）.

[6]司紅巖，候旭鋒.化工仿真實訓的利弊[J].河北化工，2010（2）.

[7]朱巧鳳，郭睿.仿真技術在中職學校教學中的應用[J].廣東化工，2015（11）.

[8]劉小雋.仿真實訓系統在石化專業教學中的運用[J].職業教育研究，2006（10）.

作者簡介：

康舉，海南省海口市，海南省技師學院環境保護工程系。