淺談化工仿真教學在化工技術人才培養中作用

崔曉峰　孔學軍　杜榮斌等

摘要：本文簡單介紹了化工仿真軟件及其在模擬基本化工裝置和典型化工工藝中的應用；分析了化工仿真教學在培養化工技術人才中的作用和意義；充分肯定了化工仿真在提高教學效果和化工人才能力培養中的積極作用。

關鍵詞：化工仿真; 化學工程; 人才培養

0引言

眾所周知，現代化工是一個連續化、大生產、技術密集、高危險的行業，很多傳統的人工現場操作被集散控制系統（DCS）所取代。具有扎實的化工工藝理論以及相關生產知識的高素質技能型人才越來越緊缺，培養適應現代化的高素質應用性人才成為一個緊迫的問題。所以，對化工教學課程內容進行優化，使得化工知識由書本轉向實際運用，對高素質化工技術人才的培養有非常重要的意義。[1] 化工仿真技術正是這樣一種通過計算機將化工生產操作控制環境呈現于學生面前，構建化工理論學習與化工實際生產間橋梁的新型教學法。

1化工仿真教學法簡介

化工仿真技術是以實際生產過程為基礎，依據生產裝置的結構和系統規律，運用數學模型，將化工生產設備和工藝流程在計算機上再現的一種技術。是一門以場景模擬、計算機仿真的形式，來完成具有一定綜合性質的實訓項目，培養學生綜合能力的課程。教學過程全部使用仿真實訓軟件，重點著眼于化工單元操作過程的訓練。[2]學生可在仿真的化工裝置上進行操作，軟件的運行完全模擬真實化工設備的運行規律，通過操作軟件，強化學生對理論學習和實踐操作能力的鍛煉。

2化工仿真在教學中的應用

2.1化工仿真在模擬基本化工裝置中的應用

對于一個化工技術人才，基本化工裝置的構造，工作原理和簡單操作是必須要求掌握的，但在傳統教學中，對這些知識的講授只能做一些書面的講解和配合少數的實驗，學生對知識的掌握很難達到應用的要求。為此我校引進的化工單元仿真教學軟件涵蓋了CO2壓縮機、常規離心泵、催化劑萃取塔、罐區單元、鍋爐、換熱器、加熱爐、間歇反應釜單元、固定床單元、流化床反應器、透平離心壓縮機、吸收解吸單元、精餾塔、液位控制、真空系統等十五個單元，包涵化工生產中所應用到基本化工裝置。通過仿真技術逼真模擬各個基本化工裝置的開車、停車和事故處理等操作過程，學生在生動友好的人機界面操作中，既掌握了化工課程所授的基本知識，又學會了基本化工裝置的操作，真正滿足了化工技術人才的培養。

2.2化工仿真在模擬典型化工工藝中的應用

典型化工工藝的工作原理、工藝流程、和操作過程是化工技術人才必備的基礎知識。但在傳統教學中，除了對工作原理在掌握外，只能要求學生背誦工藝流程，學習過程苦澀無味。我校引入的仿真系統中涵蓋了常減壓蒸餾、催化裂化-反再系統、丙烯酸甲酯仿、均苯四甲酸二酐工藝，四個典型化工工藝流程。結合了化工仿真技術，整個工藝流程可簡化為一個圖文聲像并茂的 DCS 控制畫面呈現在學生的面前，學生可以按照操作步驟進行操作，理解和熟悉工藝流程，同時可通過設置和調節工作參數來分析各工作單元對整個工藝的影響，在加深對設備裝置及整個工藝的理解的同時也激發了學生學習興趣，有效提高課堂教學效率和教學質量，并強化了學生的工程意識。為培養一個合格的化工技術人才奠定了良好的基礎[3]。

3化工仿真教學在培養學生能力中作用

3.1搭建理論學習與實踐操作的橋梁

一個合格的化工技術人才應該是既有扎實的化工理論基礎，又能操作和控制基本的化工設備。傳統教學法較注重理論知識的講授，而實踐環節的訓練只能通過幾個簡單實驗和幾天走馬觀花式的實訓?；し抡婕夹g恰好可以彌補這樣和空缺。學生在操作仿真軟件的同時，增強了對理論課程的認識和理解。在掌握理論知識的基礎上，通過操作仿真軟件，增強對化工生產的認識，學習化工裝置的操作技能，進一步增強自己對理論的理解，以理論解決實際問題，從而搭建一座理論學習與實踐操作的橋梁[1]。

3.2強化理論課程的理解和夯實化工生產實訓的基礎

化工類專業課程所涉及的知識都是與實際生產結合緊密的，課程中所涉及的變量較多，公式繁雜，設備種類形式各異，若學生們還以中學時代的學習方式來進行簡單理論上的學習，很難達到理想的效果。結合了化工仿真技術，可以將學生引入化工生產環境之中，這種生動活潑的的教學方式，可以提高學生的學習興趣，強化對理論知識的理解[4]。

化工仿真軟件中包含了很多典型的化工工藝和逼真的化工場景，學生科在其上進行模擬實訓，使學生對真實的化工生產有一個身臨其境的感性認識，并且能夠在其上進行實際操作，從而增強學生的實踐操作能力。經過模擬實訓之后，再將學生帶入企業中進行化工生產實訓，就是使得走馬觀花式的實訓變的“有血有肉”，真正發揮實訓的意義[5]。

4結論

DCS化工仿真技術可以形象直觀地展現化工生產裝置的工作原理、工藝流程以及生產過程操作。將其引入化工教學中可使學生在操作軟件的同時強化對理論課程的理解，在理論學習與實踐操作之間搭建了一種重要的橋梁。此外，還可通過仿真軟件的操作為化工實訓奠定良好的基礎?；し抡娼虒W在提高教學效果的同時也提高了學生綜合能力的培養，為培養優秀的化工技術人才提供了良好的平臺。

參考文獻：

[1]左衛元.淺談化工仿真實驗在化工教學中的作用[J].廣州化工,2013,41(07):222-223.

[2]李素君,徐鐵軍,王曉麗.基于“卓越計劃”的應用型人才培養模式改革[J].化工高等教育,2014(02):5-8.

[3]朱巧鳳,慕 苗.淺談化工仿真軟件在化學工藝專業教學中的應用[J].山東化工,2013,42(10):190-191.

[4]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):121-123.

[5]劉淑霞.化工仿真技術在教學及實訓中的應用[J].2012(29):53-54.endprint