基于信息技術的化工實訓模式轉型發展的研究與實踐

呂營（沈陽市化工學校，遼寧沈陽110122）

?

基于信息技術的化工實訓模式轉型發展的研究與實踐

呂營
（沈陽市化工學校，遼寧沈陽110122）

集成現代信息與化工裝備技術，建立“自助式”化工實訓基地，推動了化工實訓模式轉型發展。以信息技術手段破解化工實訓教學中的難題，放大了教學資源優勢。通過開展自主實訓，為學生創造更多實踐動手的條件和機會，促進了學生專業技能水平提升，增強了學校服務經濟發展能力，同時，推動了評價手段、評價內容創新。

信息技術；化工；實訓基地；“自助式”實訓模式

中國擁有全球經濟總量最大的化工產業，同時擁有數量最大的從業者隊伍以及規模最大的后備人才培養體系。近十幾年來，我國石油和化工行業持續快速發展，始終呈現著對各類專門人才的旺盛需求，拉動了相應專業教育的發展［1］。隨著國內化工市場的變化和產業技術進步，化工行業也在不斷的調整。首先，新一輪的產業結構優化，一批新項目相繼開工建設，這些新建項目要求畢業生必須在短時間內適應崗位要求，確保新建項目能如期投產；其次，傳統化工產業利潤空間不斷受到擠壓，企業要求畢業生必須具備更加熟練的操作技能，以進一步提高產品質量，降低能源消耗，保持企業的競爭優勢；除此之外，對于大批處于“次要勞動力市場”的精細化工企業而言，更希望畢業生具備相對完備的技能，以降低其人才培訓的成本。顯而易見，隨著化工產業的升級和變遷，對技能型人才培養提出更多的要求，而實訓基地作為連接學校實踐教學和企業實際生產之間的橋梁，自然成為職業教育質量的保障。

一、從“會操作”到“熟練操作”——傳統化工實訓模式難以突破的瓶頸

化工實訓項目工藝過程復雜，單是精餾、干燥等化工單元操作實訓設備，其體積就已經較為龐大。而且，隨著我國化工、石油化工和煉油企業的發展，在實訓的硬件設施上，力求建立典型的流程級、規模化實訓裝置，對學校實訓基地的空間提出更高的要求，加上隨之而來的設備造價和實訓耗材成本高的壓力，使得化工實訓設備臺套數往往較少，直接造成學生多次訓練的機會降低。

化工行業屬于過程性制造業，生產流程長，一個實訓項目需要多道工序，甚至十幾道工序才能完成，且中間不能停車，單次實訓耗時較長。因此，化工專業的實訓同樣受到項目周期的嚴重制約。

除此之外，學生的實訓只能在課內進行，這進一步加劇了學生實訓時間不足的問題，造成學生實際動手操作機會非常有限，技能水平繼續提升遇到瓶頸，培養出的學生僅僅是有條件的“會操作”，而不是“熟練操作”，與行業的要求相差甚遠。

因此，在臺套數少、實訓周期長兩個難以改變的客觀因素之外，延長實訓基地開放時間，組織課外實訓，彌補單純課內實訓的不足，成為迫切需要。但由此勢必會顯著增加教師實訓基地管理、實訓指導的工作量，這在專業教師普遍比較缺乏、教學壓力已經很大的情況下，顯然是不可持續的，需要改造原有實訓基地、探索新的實訓方式突破制約瓶頸。

二、“自助式”實訓——基于信息技術的化工實訓模式的轉型

相對其他產業，化工生產中工藝條件的自控設備比較成熟，自動化程度高，成為化工實訓基地建設轉型的前提；而信息技術的發展，又為化工實訓模式的轉型提供了足夠的技術支持。通過集成現代信息技術與化工裝備技術，使傳統的實訓模式向“自助式”化工實訓模式轉型變成可能。

所謂“自助式”化工實訓模式是指在沒有教師指導情況下，學生借助于“自助實訓系統”在基于模擬仿真技術的實訓裝置上，進行自主訓練的實訓模式。反復的訓練、長期的積累、不斷的體驗和感悟，是專業實踐技能形成的重要基礎，“自助式”化工實訓模式建設正是以此為出發點，努力為學生創造更多實踐動手的條件和機會。其主要目標是將學生的實訓活動由過去單一的課內進行延伸到課外，使學生有更多的機會和時間到校內實訓基地進行崗位技能訓練，實現由“會操作”向“熟練操作”的轉變。

1.基于冷態模擬技術的化工實訓裝置設計

化工仿真實訓軟件操作方便、耗能少，可以有效規避化工實訓中的安全隱患，在化工職業教育實踐教學中發揮了重要的作用，易于實現學生自主學習。然而，單純的計算機仿真實訓，無法訓練對現場裝置幾何空間概念的把握和對操作設備與部件的操作力度、動態時機的把握，更會失去對現代工業的敬畏，如此的技能人才培養難以滿足企業要求。

信息技術發展為化工實訓教學難題的破解提供了新的思路，將化工實訓的硬件與信息技術融合，創設與生產一線裝備水平相匹配的實訓環境［2］。基于冷態模擬技術的仿真實訓裝置，使現場裝置與仿真軟件聯合成一體，把設備現場操作點的動作、儀表現實與模擬數字信號相互轉換。例如，把現場裝置中閥門的轉動變換為模擬電信號，采用數字控制技術將現場操作點的模擬信號實時采集，并傳送到上位計算機的數學模型中；另一方面，把數學模型的運算結果通過轉換變成模擬電信號，并傳送到現場裝置中的各種儀表進行模擬與數字多種方式的實時顯示。

由于實訓裝置是在“無物理化學過程”的狀態下運行，裝置本身沒有任何真實進出物料，因此，還需要對化工生產的工藝現象通過仿真軟件模擬，在現場裝置上，呈現出“真實”的工藝現象。并將這些模擬參數送至DCS（部分參數還需送至現場儀表顯示）。通過仿真工藝現象，培訓者可以進行冷態開車、正常停車、正常生產維護等操作培訓，讓受訓者感受到的是一個完全“真實”的工業化工裝置在運行中。

基于冷態模擬技術的實訓裝置，綜合“現場實訓”的工程感與“仿真實訓”環保、便捷的優點，為實現學生自主實訓和“自助式”實訓模式構建奠定了硬件基礎。

2.基于信息技術的“自助實訓系統”的構建

“自助式”實訓模式建設是一個系統化的工程，除合理的實訓裝置之外，實訓指導系統、有害操作預警與保護系統等配套的“自助實訓系統”的建構也是實現“自助式”實訓模式建設的關鍵。后者為自主實訓提供了高效、實用的管理平臺。

（1）實訓場地和實訓設備使用權限管理系統

基于比較成熟的“微機自動識別技術”，設置實訓場地進入和實訓設備操作權限。前者通過安裝翼閘通道閘機對進入實訓場地人員的身份進行識別和控制，后者則是通過將每臺實訓設備主電源控制開關與門禁系統連接，以達到對實訓設備啟動權限進行管理的目的。該系統主要包括信息采集、傳輸、識別與控制等幾部分，學生憑專有自助實訓IC卡可在指定的時間范圍內進入實訓場地，在授權的實訓設備上進行操作訓練，操作者姓名、進入與離開實訓場地的時間等相關信息將會自動記錄于系統之中。

（2）實訓指導系統

“自助式”實訓的主要特點是在現場沒有指導教師的情況下，學生獨立進行操作訓練，因此需要建立一整套的實訓指導系統，以幫助學生解決實訓過程中可能遇到的問題。實訓指導系統涵蓋了實訓流程指導、設備構成與操作說明、異常問題解決方法、安全措施等內容，表現形式有微課、文字講解、課件演示等，學生可以在實訓設備主控計算機上調閱、學習。

（3）有害操作預警與保護系統

為防止學生因操作不當出現事故，保證學生及實訓設備的安全，有害操作預警與保護系統的建立尤為重要。在實踐中，隨機抽取30名學生，長期觀察、記錄、分析他們各個實訓環節、步驟中實際存在的有害操作和不規范行為，整理出學生有害操作清單。在此基礎上，針對不同類型實訓設備分別設計、安裝危險操作報警聯鎖系統，該系統能夠根據實訓裝置運行中相關參數變化情況提前預警危險趨勢，并自行啟動聯鎖裝置，停止設備運行，有效防止安全事故的發生。

（4）化工實訓綜合評價系統

建立實訓綜合評價系統，是自主實訓形成“閉合回路”的重要環節。開發能夠進行“過程性”和“結果性”實訓評價系統，同時對實訓裝置關鍵操作點的部件進行改造，使這些部件因操作而發生狀態變化的信息能夠被評價系統識別。借助評價系統給出的每個操作環節評價結果及綜合成績提示，學生可以及時改進實訓過程存在的不足，不斷提高技能操作水平。

圖1　自助實訓系統的構成

3.“自助式”實訓模式的運行

“自助式”實訓安排在學生的課外時間進行，一般設置時間段，分別是周一至周四每天下午第七、八節課及晚自習時間，實訓基地開放時間由原來的每天6小時增加到10小時。在具體實踐上，選定特定的實訓對象，建立對應的組織機構，保障“自助式”實訓模式的順利實施。

（1）確定“自助式”實訓的對象

“自助式”實訓主要教學目標是使學生在會操作的基礎上，通過進一步訓練，達到熟練操作的程度。因此，參加“自助式”實訓的對象是完成教學計劃規定的實訓任務、具備一定操作基礎的學生。學生提前報名預約，教師予以審核確定。實訓基地根據實訓學生人數情況給每個學生安排好實訓時間和實訓項目，將相關信息錄入自主實訓管理系統和學生的自助實訓IC卡，學生憑此卡在規定的時間范圍內進行自助實訓。

（2）建立“自助式”實訓組織機構

信息技術的發展雖然為自主實訓提供了技術上的支持，但在實際教學中，由于中職學生普遍年齡偏小，要考慮其自我管理和自我約束能力較弱的問題。因此，為保障“自助式”化工實訓順利實施，要建立與之適應的自助實訓組織機構。成立由專業教師組成的自助實訓管理組織，負責實訓設備預檢、耗材準備及自助實訓過程的遠程監控等工作；建立自助實訓的學生自我管理組織，協助學校對自助實訓過程進行管理。

三、專業發展的新優勢——“自助式”化工實訓模式運行成效分析

“自助式”化工實訓模式的建立與運行，撬動了實訓設備效能的提升，放大了教學資源優勢，取得良好成效，為專業發展注入新的活力。

1.增強了專業服務產業能力

“自助式”化工實訓的開展，有效提高了學生操作技能水平，培養了學生自我管理、自我約束等能力，綜合職業素養得到全面提升，促進學生“從學校到工作過渡”，為企業化工操作崗位高技能人才來源提供了有效保障。

2.實現了評價模式的創新

“自助式”化工實訓的開展，有效推動評價模式改革。實訓綜合評價系統引入經濟效益指標的考核概念，以企業經濟效益核心要素為模型而建立，不局限于單一產品質量考核，而是對生產效率、原材料消耗、能源消耗等經濟效益核心要素的綜合考量；同時，借助信息技術，實現評價手段的創新，有效解決了以往化工實訓考核因工藝過程變量多、周期長而導致考核過程不完整、考核結果不客觀等問題。

3.提高了實訓基地的信息化管理水平

隨著政府對職業教育資金大量投入，學校實訓基地規模迅速擴大，實訓設備種類、數量急劇增加，實訓基地的管理難度日益加大。“自助式”化工實訓系統的開發和應用，推動了實訓基地信息化管理的水平顯著提高，實現實訓設備效能的提升。

四、利用信息技術破解教學難題——化工實訓模式轉型發展的啟示

集成現代信息與化工裝備技術，實現傳統化工實訓模式向“自助式”化工實訓模式的轉型，以信息技術手段破解化工實訓教學中的難題，放大教學資源優勢，開展“自助式”化工實訓，為學生創造更多實踐動手的條件和機會，促進了學生專業技能水平提升。使校內實訓能夠真正培養學生具有完備的職業能力，讓職業教育“賦予人能力”的功能發揮到極致，提高職業教育的市場認可度，把就業主動權握在自己的手里［3］。

因此，基于信息技術的化工實訓模式轉型發展，對職業教育克服目前普遍面臨的實訓教學資源不足的問題，具有較好的借鑒意義。

［1］任耀生.加快石化行業現代職業教育發展［N］.中國化工報，2015-07-14（002）.

［2］張建平.構建高職院校開放式實訓體系探略［J］.河北大學成人教育學院學報，2013，15（1）：85-88.

［3］呂營，海瀅.LMS理論視角下高職學生就業難問題的分析和對策——以東北地區為例［J］.現代教育管理，2014，（11）：101-105.

（編輯：郭桂真）

G710

A

1673-8454（2016）10-0034-03

*本論文為遼寧省教育科學“十二五”規劃2015年度擬立項課題“中職化工專業‘工學結合，情境育人’人才培養模式的探索與實踐”研究成果。