化工仿真實(shí)訓(xùn)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用探索

牟濤+鄧書平+馬志研+赫麗杰+譚廣雷

摘 要：實(shí)踐教學(xué)在應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)中尤為重要。本文論述了化工仿真實(shí)訓(xùn)對化工專業(yè)學(xué)生人才培養(yǎng)的重要性。通過仿真實(shí)訓(xùn)和學(xué)生下工廠實(shí)習(xí)相結(jié)合的方式，提高了學(xué)生的實(shí)際動手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力?；し抡鎸?shí)訓(xùn)教學(xué)為學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)人才職業(yè)技能的有效途徑。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用技術(shù)型；實(shí)踐教學(xué)；仿真實(shí)訓(xùn)

2014年開始，國務(wù)院引導(dǎo)一批普通本科高校向應(yīng)用技術(shù)型轉(zhuǎn)型。培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才是應(yīng)用技術(shù)型高校的重要任務(wù)，實(shí)踐教學(xué)在應(yīng)用技術(shù)型高校教學(xué)中尤為重要。實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)是培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用能力和職業(yè)能力的重要途徑[1]。

一、化工專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的弊端

（1）化工生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)路線多，技術(shù)含量高。化工生產(chǎn)過程流程復(fù)雜，反應(yīng)條件苛刻，設(shè)備密閉不透明，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)習(xí)時不能觀察到設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)及流體流動情況。即使能看見內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由于化工生產(chǎn)的復(fù)雜性學(xué)生也無法真正理解化工生產(chǎn)過程[2]。

（2）化工生產(chǎn)經(jīng)常涉及有毒、有害、易燃、易爆等物料，學(xué)生在實(shí)習(xí)時完全沒有安全意識，所以在實(shí)習(xí)時，工廠無論從生產(chǎn)自身安全角度還是從人身安全角度考慮都不會讓學(xué)生在設(shè)備周圍做更多的停留，導(dǎo)致學(xué)生完全學(xué)不到東西[3]。

綜上，由于化工生產(chǎn)的這種特殊性，使學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)易受到硬件條件的限制，而化工實(shí)習(xí)仿真軟件利用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)的化工操作控制環(huán)境，使學(xué)生在安全、經(jīng)濟(jì)、逼真的操作環(huán)境下，進(jìn)行操作技能的訓(xùn)練，并掌握基本的操作技能及事故處理方案，初步形成化工生產(chǎn)操作人員應(yīng)具有的基本職業(yè)素養(yǎng)[4]。

二、仿真實(shí)訓(xùn)軟件的應(yīng)用

1.認(rèn)識實(shí)習(xí)

化工仿真軟件以《化工原理》、《化工儀表及其自動化》、《化工工藝學(xué)》等課程為基礎(chǔ)的，在進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)前必須學(xué)完相應(yīng)的理論知識[6]。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)之前必須先深入工廠進(jìn)行認(rèn)識實(shí)習(xí)。通過認(rèn)識實(shí)習(xí)學(xué)生可以對化工生產(chǎn)有個初步的了解，使學(xué)生建立直觀印象，在頭腦中有具體的裝置的形象，為后期進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)打下基礎(chǔ)。

2.學(xué)習(xí)仿真軟件工藝流程

化工仿真軟件是一套完整的工藝過程，由原料到產(chǎn)品，中間包括好多工藝步驟。所以要求學(xué)生在進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)前必須完全掌握工藝流程，包括各個裝置的作用、儀表的控制、物料的走向、閥門的控制等等。所以學(xué)生進(jìn)行仿真操作前一定要完全掌握整個工藝過程。

3.進(jìn)行仿真實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)

仿真軟件有DCS集散控制系統(tǒng)和操作質(zhì)量評分系統(tǒng)兩個進(jìn)程。進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)的時候，學(xué)生根據(jù)操作質(zhì)量評分系統(tǒng)的步驟要求逐一進(jìn)行操作，同時也根據(jù)質(zhì)量評分系統(tǒng)判斷自己操作的對錯。仿真實(shí)訓(xùn)和化工生產(chǎn)過程是一樣的，只是將實(shí)際的反應(yīng)裝置呈現(xiàn)在電腦屏幕上，所以進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)的過程中，學(xué)生一定要謹(jǐn)記“聯(lián)系實(shí)際”。以乙醛氧化制醋酸為例：進(jìn)行正常開車前要對整個系統(tǒng)進(jìn)行酸洗處理，這么做的原因之一是清洗系統(tǒng)的雜質(zhì)，防止在反應(yīng)過程中雜質(zhì)污染原料，對生產(chǎn)過程造成不良的影響；另一個原因是乙醛氧化得到的產(chǎn)品是醋酸，酸性條件不會引起產(chǎn)物的變質(zhì)。酸洗前需要打開尾氣吸收塔放空閥V45，目的是保持系統(tǒng)與大氣連通，防止系統(tǒng)進(jìn)酸時壓力過高，產(chǎn)生危險。通過上面的分析不難看出，在實(shí)訓(xùn)過程中一定要做到聯(lián)系實(shí)際，才能更好的進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、操作能力、分析解決問題的能力。

4.評價學(xué)生實(shí)訓(xùn)情況，進(jìn)行分析和討論

學(xué)生練習(xí)以后必須進(jìn)行測試，通過測試可以了解學(xué)生對實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的掌握情況，對每個學(xué)生的成績進(jìn)行分析討論，在哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了扣分，扣分的原因，如何解決，討論以后再要求學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化練習(xí)。這樣可以加深學(xué)生對專業(yè)內(nèi)容的理解和掌握，同時也能夠拓展思路，做到有機(jī)的結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識，從而將理論知識和實(shí)踐知識結(jié)合到一起，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

三、仿真實(shí)訓(xùn)的作用

化工仿真實(shí)訓(xùn)是化工生產(chǎn)過程的重現(xiàn)，真實(shí)還原化工生產(chǎn)的工藝過程。仿真實(shí)訓(xùn)模擬生產(chǎn)中輸送、換熱、脫鹽、洗滌、蒸餾等操作，相當(dāng)于沒有真實(shí)設(shè)備的化工生產(chǎn)過程。學(xué)生通過訓(xùn)練和思考，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高了學(xué)生實(shí)際操作能力、分析和解決問題能力。通過仿真實(shí)訓(xùn)學(xué)生得到的鍛煉和實(shí)踐動手能力的提高與單純工廠實(shí)習(xí)是無法比擬的。

四、結(jié)束語

仿真實(shí)訓(xùn)對化工專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)作用重大，它能夠解決學(xué)生在實(shí)習(xí)中無法觀察到設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、無法完全理解化工工藝過程的問題，通過它的輔助，學(xué)生在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中真正得到鍛煉，實(shí)踐動手能力得到顯著提高，對培養(yǎng)具有扎實(shí)理論知識的應(yīng)用技術(shù)型人才，產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。同時，通過仿真實(shí)訓(xùn)學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的專業(yè)理論知識聯(lián)系到實(shí)際生產(chǎn)過程，這對理論知識也是升華過程，能夠拓寬學(xué)生的知識面，所以仿真實(shí)訓(xùn)具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]任淑醇，楊俊和.應(yīng)用技術(shù)型本科人才培養(yǎng)研究[J].教育發(fā)展研究，2004，12：95-97.

[2]張連霞.淺談化工單元實(shí)習(xí)仿真軟件的應(yīng)用[J].當(dāng)代化工研究，2016，10：18-19.

[3]王訓(xùn)遒，董賀新等.化工流程級仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011，14（5）：171-173

[4]石聰文，姚發(fā)業(yè)等.化工仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在高職教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].山東教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，3：81-83.

作者簡介：

牟濤（1978.09—）男，籍貫：吉林四平，博士研究生，副教授，研究方向：功能高分子材料研究。

鄧書平（1973.09—）男，籍貫：四川自貢，碩士研究生，教授，研究方向：輕質(zhì)油裂解結(jié)焦規(guī)律研究。

馬志研（1980.07—）男，籍貫：遼寧營口，碩士研究生，高級實(shí)驗(yàn)師，研究方向：化工仿真。

赫麗杰（1980.08—）女，籍貫：吉林大安，博士研究生，副教授，研究方向：固體功能材料研究。

譚廣雷（1979.01—）男，籍貫：吉林長春，博士研究生，副教授，研究方向：高溫反應(yīng)動力學(xué)。

項(xiàng)目編號：

2016年遼寧省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃項(xiàng)目（JG16DB452）。

2016年?duì)I口理工學(xué)院院級教學(xué)改革研究項(xiàng)目（JG201632）。

2016年?duì)I口理工學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目（JG201630）。

2016年?duì)I口理工學(xué)院專業(yè)人才培養(yǎng)改革研究特設(shè)項(xiàng)目（JGT201614）。