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 浅谈化工仿真教学平台辅助化学工艺学教学

作者:2016-11-12 17:44文章来源:未知
   引言
  化学工业是国民经济的支柱产业,近年来,化工生产向着生产装置大型化、生产过程连续化发展,其控制程度的自动化水平不断提高.化工生产过程中的不安全因素如高温、高压、易燃易爆等,对化工行业的从业人员提出了更高的技能和素质要求.化学工艺学是化工从业人员必修的一门专业课程,所学内容比较抽象,很难理解,容易造成与实际生产环境脱节,所以尽管教师在教学中采用了工艺流程演示、视频、多媒体等多种教学手段,也很难调动学生学习工艺学的积极性.近年来,为适应企业对化工类技术人才的需求,注意应用型人才的培养,在化学工艺学的教学中引入了化工仿真培训技术,它利用计算机模拟真实的操作控制环境,为学生在学校中建构一个真实的化工环境,这样做不仅丰富了化学工艺学的教学手段,而且帮助学生加深对化工工艺过程的理解,使学生的实际工作潜能得到培养,为学生未来能更好地适应工作岗位打下良好的基础.
  1 化工仿真技术在化学工艺教学中的应用
  原料经过化学工艺即可转化成产品,因此,化学工艺学主要讲解一些基础化工原料在转化成产品过程 中所涉及的基本原理、工艺流程、工艺参数及主要设备等,重点是要求学生理解整个工艺流程的组织和工艺参数的配置,具有较强的实践性,因此要求学生在学习时必须具备“思想—原理—技术—应用”的知识储备,才能实现理论指导实践的目的,最终满足职业岗位的需求.传统的教学模式还是采用“教师讲授—学生听—期末测试”的模式,所以使得教学过程比较枯燥,学生学习只是为了考试,而不是为了适应市场,因此学生积极性不高.虽然在学期中,还会进行化工厂参观实习,但是由于实际工艺现场都是大型连续化生产装置,危险性较高,为了保护学生的人身安全,学生在实习现场只能参观不能动手,学生看到的只是工艺流程的表面和概貌,无法具体操作控制工艺的条件,更谈不上对最佳工艺条件的理解,因此所学理论与实践出现了脱节.近年来,化工仿真技术软件应用到化学工艺学的教学中,在一定程度上缓解了上述矛盾.化工仿真软件是利用计算机技术开发出的一套与现场生产装置逼真的实习仿真教学系统,它能利用计算机模拟真实的操作控制环境,使得学生不出校门就能看到工厂中的实际生产工艺,并能亲自动手反复操作其工艺条件,加深了学生对典型工艺过程的冷态开车、运行、停车操作及事故处理等方面的理解,提高了学生对控制工艺流程的能力,这样不仅培养了学生的学习兴趣,也为将来尽快地适应岗位要求打下坚实的基础.
  2 化工仿真技术在专业教学中特点
  近年来,随着计算机技术的不断应用发展,仿真技术也在不断进步,它已经渗透到了职业教学领域的 各个方面.当前的化工仿真技术主要特点:(1)化工仿真软件中的流程图画面,采用DCS 图和现场图两种,其中DCS 图与工厂中控制室的实际操作画面一致,再现了一个真实的化工过程,在DCS 图中显示所有工艺参数,包括温度、压力、流量和液位等,学生在训练过程中通过操控这些数据的变化,达到对化工工艺过程的多方位思考,从而培养了学生从感性认识到理性认识的能力.而现场图是仿真软件独有的,是把现场操作的设备虚拟在一张图上,采用动漫的技术手段使学生在屏幕上直观地看到仿真系统的运行过程,学生可以准确地把握实际运行情况,在屏幕上直接看见操作错误所带来的后果,加深了学生对系统运行概念的理解,实现了教与学的相互融合.(2)仿真系统中的培训项目设有冷态开车、正常运行、正常停车及一些随机事故等项目,真实的再现了实际生产过程,学生通过反复练习,可以深入了解工艺的操作原理,提高学生对这些实际项目的处理能力,这在现场实习、参观中是难以实现的.(3)仿真系统分为教师站和学员站两部分,教师通过教师站,可以编辑培训策略和考试策略,使得学生的训练具有针对性,同时通过互联网连接学生站和教师站,教师可以监控学员的成绩、培训进度.(4)仿真训练采用评分反馈控制,正反馈有利于学生形成新的认识,形成良好的操作习惯.负反馈有利于纠正错误的认识或不良操作,排除了教与的盲目性,使适当而有力的教学调控成为可能,从而形成了有效的激励强化作用.(5)在化工仿真训练中,通过人—机对话,能够及时地获得反馈信息,学生可主动地调整自己的学习进度和速度.教学效果得到提高的同时,也把学生从被动听讲、消极接受教师灌输知识的状态中解放出来.教师站和学生站点对点的教学功能,为因材施教提供了有效的技术手段.
  3 结束语
  化学工艺学的教育目标是让学生既要学会专业理论知识,又要掌握专业应用技能去适应社会.采用化工仿真技术,可以使学生更全面、具体和深入地了解复杂的流程系统,从而增强学生的自信心.同时学生通过化工仿真软件的学习,可以模拟真实的化工工艺流程,为学生营造真实的化工生产环境,极大地调动了学生学习的积极性和主动性.
 

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