精餾仿真課程在中職教學(xué)中的應(yīng)用研究

汪玉琴

[摘? ? ? ? ? ?要]? 從化工仿真出發(fā)，介紹化工單元精餾仿真操作在中職教學(xué)中的作用，結(jié)合“教學(xué)內(nèi)容，合理安排”“角色扮演，適應(yīng)崗位”和“因材施教，全面提高”三個教學(xué)維度，闡述中職精餾仿真實訓(xùn)課程有效教學(xué)的實施方法。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 化工仿真;精餾仿真;有效教學(xué)

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）46-0188-02

化工仿真實訓(xùn)是用計算機(jī)模擬化工生產(chǎn)的實訓(xùn)項目，主要用于化工生產(chǎn)裝置操作人員的開車、停車、故障處理等過程的操作方法和操作技能的培訓(xùn)[1]。通過化工仿真軟件，學(xué)生可在逼真的環(huán)境中，深度理解化工工藝知識以及熟練掌握操作技能。

我?；卧僮髡n程的主要內(nèi)容是化工原理單元操作，它是以傳遞過程原理和研究方法為主線，研究各個化工生產(chǎn)過程的基本規(guī)律、過程操作、設(shè)計典型設(shè)備及調(diào)節(jié)原理等[2]。如果學(xué)生只是單純聽老師講理論知識，而沒有進(jìn)行實際操作，很難理解其真正的工作原理，因此，在化工單元操作課程教學(xué)中加入一些化工仿真實訓(xùn)操作就非常有必要了。

一、精餾仿真在中職教學(xué)中的重要性

虛擬仿真是利用計算機(jī)組建一個系統(tǒng)平臺，模仿另一個真實環(huán)境并在虛擬軟件系統(tǒng)中進(jìn)行操作和運行，從而更好地達(dá)到教學(xué)活動的沉浸性和交互性[3]。目前，我校已完成的化工虛擬仿真軟件有CO2壓縮機(jī)、精餾塔、固定床反應(yīng)器、管式加熱爐等單元，其目的是使學(xué)生通過化工仿真實訓(xùn)，提高學(xué)習(xí)主動性，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力。同時，還可以嘗試?yán)锰摂M場景來生動、形象地展示實訓(xùn)裝置、實驗現(xiàn)象及結(jié)果，實現(xiàn)對實訓(xùn)數(shù)據(jù)的信息化處理，以提高學(xué)生對化工單元操作課程學(xué)習(xí)的積極性和高效性。由于化工生產(chǎn)操作過程復(fù)雜，工藝條件嚴(yán)格并伴有高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、腐蝕等眾多不安全因素，化工仿真可模擬真實的化工環(huán)境，為學(xué)生提供安全、經(jīng)濟(jì)的學(xué)習(xí)環(huán)境，并且仿真學(xué)習(xí)可在短時間內(nèi)提高學(xué)生的操作水平，因此，它是化工企業(yè)和職業(yè)教育所認(rèn)同的先進(jìn)的、高效的現(xiàn)代化培訓(xùn)手段。對化工生產(chǎn)過程中最重要的傳質(zhì)單元操作——精餾塔，在該仿真實訓(xùn)中，學(xué)生操作精餾塔的開車、停車過程， 可加深對工藝知識的理解，掌握精餾塔開車、停車的基本操作，熟悉關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)控方法[4]。通過模擬精餾塔操作過程中不當(dāng)操作如淹塔、漏液等故障產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，可以滿足學(xué)生的求知欲望，同時，增強(qiáng)其安全責(zé)任感[5]。這些內(nèi)容的模擬，是對實訓(xùn)室真實實訓(xùn)的補(bǔ)充，將理論與實踐結(jié)合并應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識分析、解決化工實訓(xùn)中出現(xiàn)的問題，提高學(xué)生的實操能力，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神，增強(qiáng)按規(guī)程操作的安全責(zé)任意識和良好的工作習(xí)慣。這些為中職生今后進(jìn)入企業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

二、精餾仿真在中職教學(xué)中存在的問題

化工仿真對實訓(xùn)教學(xué)在一定程度上有輔助作用，但缺乏對仿真實訓(xùn)的全面詮釋。仿真實訓(xùn)課程的建立本應(yīng)按照“虛實結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實不虛”的原則，實現(xiàn)真實實訓(xùn)不具備或難以完成的教學(xué)功能。雖然通過精餾單元仿真培訓(xùn)能夠提高學(xué)生在逼真的環(huán)境中操作技能，但如何展開教學(xué)才能完成教學(xué)目標(biāo)，實現(xiàn)虛實結(jié)合，經(jīng)課堂教學(xué)研究，精餾仿真課程的教學(xué)從以下三個方面實施，會獲得較好的教學(xué)成效。

三、精餾仿真在中職教學(xué)中如何提高教學(xué)效果

（一）教學(xué)內(nèi)容，合理安排

優(yōu)化教學(xué)過程的一個重要環(huán)節(jié)是教學(xué)內(nèi)容的合理安排，其合理性在一定程度上決定著一堂高效課堂教學(xué)的實現(xiàn)，包括確定教學(xué)內(nèi)容的廣度及深度，明確教學(xué)的重點和難點，精確教學(xué)順序，重視知識分層化與系統(tǒng)化等[6]。在學(xué)習(xí)本門課程前，我校中職三年級學(xué)生已經(jīng)學(xué)過流體流動、離心泵、精餾等化工單元操作，具備相關(guān)的專業(yè)理論知識。所以，在這里只需要教關(guān)鍵參數(shù)的控制原理和方法、講解重難點和演示規(guī)范操作。

我校精餾仿真實訓(xùn)課程一般上一整周（即26學(xué)時），該實訓(xùn)課包括精餾的開車、停車及15種故障的處理。其中精餾的開車操作步驟多、要求高、工藝參數(shù)控制難度大，一般安排10學(xué)時;正常停車一般安排6學(xué)時;典型故障雖然有15種，但是故障進(jìn)料壓力突然增大和熱蒸汽壓力過高異曲同工，只練習(xí)一種即可;故障冷凝水中斷、停蒸汽和停電一旦發(fā)生，處理方法都是緊急停車，與正常停車相似;故障再沸器嚴(yán)重結(jié)垢與回流泵故障，處理方法都是啟用備用裝置;故障回流控制閥、原料液進(jìn)料調(diào)節(jié)閥和塔釜調(diào)節(jié)閥閥卡，都是閥卡故障的處理方法：啟用旁路;再沸器積水與回流罐液位高，處理方法都是降液位等，根據(jù)工藝流程或者處理方法，通過思維導(dǎo)圖總結(jié)這15種故障，則分配10學(xué)時足已。學(xué)生在練習(xí)精餾仿真前，我校已安排真實精餾塔的實訓(xùn)課，模仿工廠的精餾塔，只是小型化，學(xué)生對精餾裝置、工藝流程及原理已基本了解、掌握，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行仿真練習(xí)，效果會更加顯著。

（二）角色扮演，適應(yīng)崗位

學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)其實質(zhì)是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，啟發(fā)學(xué)生思維，激起學(xué)生的積極性與自主性，使外部教育產(chǎn)生一種內(nèi)化作用，提高教學(xué)實效性[6]。為了使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情被激發(fā)，我們采取的激發(fā)策略是角色扮演。

角色扮演可以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)、規(guī)范操作行為，學(xué)生通過扮演對人物角色的認(rèn)識和表現(xiàn)做出處理，從而達(dá)到操作技能水平的提高和良好職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成，最終完成教學(xué)目標(biāo)。精餾仿真的開停車具體實施過程：兩位學(xué)生一組，分別扮演精餾DCS控制的主操和副操，兩位學(xué)生競爭上崗。競爭上崗是讓兩位學(xué)生各自操作仿真，成績高者即為本次的主操，主操將會在仿真課程的平時成績中加1分。這樣，通過競爭上崗，學(xué)生會集中精力規(guī)范操作、研究操作技巧，利于養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。對于精餾仿真的故障處理，實施策略是成立“班組”，10人一組。每個“班組”成員，兩兩搭檔，一位扮演外操，另一位扮演內(nèi)操。外操的學(xué)生負(fù)責(zé)觀察現(xiàn)象，并快速判斷故障原因;內(nèi)操的學(xué)生根據(jù)外操的匯報及自己的觀察，及時作出故障處理。比拼結(jié)束后，班組長到教師工作站抄錄本組分?jǐn)?shù)，統(tǒng)分，評出“最佳班組”及“最佳搭檔”。最佳者會在本課程的平時成績中加1分。這樣，通過故障處理比拼，在時間緊迫中更好地體會化工企業(yè)中出現(xiàn)問題要眼疾手快、頭腦清晰，同時培養(yǎng)團(tuán)隊合作能力，感悟安全責(zé)任與集體榮譽(yù)。

（三）因材施教，全面提高

因材施教是根據(jù)學(xué)生的身心情況、知識程度、能力現(xiàn)狀，從實際出發(fā)，采取不同的途徑和方法進(jìn)行教學(xué)。我校精餾仿真實訓(xùn)一般在三年級第一學(xué)期開設(shè)，學(xué)期快結(jié)束時再進(jìn)行化工總控工（四級）考核，故針對中職三年級學(xué)生的身心特點，制訂科學(xué)而具體的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)的制訂，就如投籃，籃筐不能太高，先確保每位學(xué)生都能投進(jìn)，爭取全部拿到化工總控工（四級）證，然后根據(jù)學(xué)生情況設(shè)定籃筐高度。因此，教學(xué)目標(biāo)的制訂要兼顧好、中、差三個層次，因?qū)W生而異。針對理論知識掌握牢固、動手能力強(qiáng)、自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，要求必須掌握精餾的開停車及15種故障處理的操作，還可以課外延伸一些略帶挑戰(zhàn)的練習(xí);針對自主學(xué)習(xí)能力弱、不愛提問的學(xué)生，教師要多關(guān)注，每節(jié)課檢查、指導(dǎo)他們練習(xí)，要求他們必須熟練操作精餾塔的開停車操作，不要求會處理15種故障。同時，可以讓班級仿真操作很棒的學(xué)生帶一位仿真操作欠佳的學(xué)生，把自己的練習(xí)心得告知并指導(dǎo)操作欠佳的學(xué)生。這樣操作能力很強(qiáng)的學(xué)生能感到成就感，很愿意這樣實現(xiàn)自己的價值。

學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要充分調(diào)動自主學(xué)習(xí)的積極性，如精餾裝置工藝流程、精餾原理、精餾塔的控制方法等，這些內(nèi)容在化工單元操作課程中已經(jīng)學(xué)過，現(xiàn)只需把這些理論知識應(yīng)用到仿真實訓(xùn)中，因此學(xué)生在教學(xué)過程中可以通過查閱資料，運用自身的知識儲備，來解決仿真實訓(xùn)操作中遇到的問題，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題及解決問題的能力。教師在制訂教學(xué)目標(biāo)時，需考慮教學(xué)內(nèi)容不能降到基礎(chǔ)知識的底線以下，確保每位學(xué)生都能通過化工總控工（四級）的考核，合理處理好教學(xué)內(nèi)容分層與統(tǒng)一的關(guān)系，才能真正意義上發(fā)揮因材施教的教學(xué)效果。

四、小結(jié)

化工仿真實訓(xùn)課程為中職學(xué)生走向就業(yè)崗位提供了一條捷徑，學(xué)生在仿真實訓(xùn)室中能體驗到化工生產(chǎn)單元與過程控制技術(shù)。在學(xué)習(xí)過程中只要依據(jù)理論聯(lián)系實際這個原則，通過“教學(xué)內(nèi)容，合理安排”“角色扮演，適應(yīng)崗位”和“因材施教，全面提高”的教學(xué)模式，就會取得較好的學(xué)習(xí)效果。總之，仿真實訓(xùn)教學(xué)是理論教學(xué)不可替代的一門課程，教師需要不斷探索和完善教學(xué)模式，盡自己最大的能力去培養(yǎng)動手操作能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的未來技能型人才。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 鄭曉燕