基于化工仿真工廠的化工仿真教學模式及評價模式的研究

夏偉　曹維良　張敬暢　牟玉蘭

摘 要 近年來化工仿真教學建立起了項目教學法為主教學及評價模式，但項目的內容設置與企業真實的生產案例仍有較大區別，在這種情況下，結合實際化工生產的特點，從基礎仿真實訓操作以及生產實習仿真等教學環節進行改革，構建了“基于化工仿真工廠”的教學模式，優化配置仿真與實訓內容，增設下廠前仿真實習，建立開放式仿真實訓平臺，通過分步驟實施和多元化評價，取得了較好的效果。

關鍵詞 仿真教學 改革 教學模式 評價模式

中圖分類號：G403 文獻標識碼：A

在仿真教學中，教師和學生可以實現對裝置的冷態開車、正常運行、故障處理和正常停車等操作，學生不進工廠就能了解化工設備的生產和操作過程，完成對生產裝置實際操作的訓練。傳統化工實踐教學的教學資源和教學形式都較為單一，滿足不了現代人才實踐能力培養的需要。從基礎仿真實訓、仿真操作實訓以及生產實習仿真針對學生，就化工實踐教學進行了改革與創新，構建并實施了新型化工仿真教學模式及評價模式，為實用型人才的培養搭建了一個重要的實踐能力培訓的教學平臺。

1教學模式的改革

我院“化工仿真仿真工廠”是由浙江中控的軟硬件設備及北京東方仿真軟件系統組成，包含有單機練習、聯合操作和考核等多種操作模式，具有根據工藝流程特點和教學需求進行組態的分布式控制系統和智能評分系統，以及參數設置、教師授權、過程監測、成績統計等功能的教師站管理系統。這樣既可鞏固學生所學的專業知識，鍛煉學生綜合運用所學知識分析和理解生產實際問題，實現理論與實踐的緊密結合，又能促進傳統的教師演示、學生難于理解的被動操作模式向實際動手操作、靈活運用的主動實踐模式的轉變。

由于現代化工企業自動化、集成化程度較高，學生往往是以參觀及聽課的形式進行工廠見習，難以深入實際，實習質量不高。隨著化工仿真工廠的建成與應用，化工仿真實習已成為解決實踐教學困難的最佳辦法，也是強化學生工程意識和實踐能力的一種有效途徑。針對生產實習部分的工藝流程，運用化工仿真軟件分布式控制系統操作形式，讓學生在學習任務的驅動下，嘗試開停設備、改變生產負荷、處理突發事故等操作。首先，在教學實施環節上，打破原有實訓學時（教學計劃學時為32學時）的限制，利用學院開放的計算機房，讓學生根據個人的需求，利用課余時間自由安排操作實訓和上機，強化軟件仿真操作，鞏固專業知識。其次，在硬件設備實訓內容上，學生可自由選擇仿真工廠中的硬件裝置進行實訓，以此彌補實訓室資源及實訓學時的不足。再次，在教學形式上，學生可根據自己感興趣的仿真內容，以個人或小組的形式確定相關課題，通過教師指導、相互討論、確定方案、操作運行、錯誤辨析、解決問題等過程，完成“自由選題”的實訓內容。另外需要注意的是，化工實訓工程性較強，涉及因素較多，實訓操作須認真考慮、充分準備，在實訓操作之前進行仿真模擬的預習演練是很有必要的。

2教學評價模式的改革

傳統紙質試卷的實訓考核模式已不能對學生進行較為全面、科學地評價，因此結合改革后教學模式的實施過程，改革了評價機制，執行多元化評價，考核的內容更加全面，考核的方式更加合理。改革后的評價機制由三部分組成：

（1）單元操作模塊，采取綜合評價。根據過程中學生操作規范性和熟練度，以及自主動手和小組合作情況，結合學生實訓報告、問題解答等進行綜合評價。

（2）軟件仿真實習模塊，運行在線評價。教師根據教學內容靈活設置故障，模擬故障現象，在線實時監控，分步驟分階段打分。操作結束后，學生的總體成績自動生成。

（3）開放教學模塊，執行跟蹤評價。學生運用仿真實訓平臺，以個人或小組形式選題，查找相關資料，設計實訓方案，進行在線模擬，實訓結果以撰寫小論文或交流討論匯報的方式展示。指導教師參與實訓方案的討論、確立與執行，并對整個過程進行指導、監督與跟蹤考核。改革后的評價方式在原有靜態的、終結性評價基礎上，加上隨時間空間動態的、及時性評價，這種配合了不同的實踐教學環節、執行多元化的評價，不僅考核了學生的專業實踐成績，也考核了學生各方面的綜合能力，使得化工實踐教學評價更加的全面、合理。

3總結

調查結果表明，學生普遍認為“化工仿真工廠”的化工仿真教學模式直觀、形象、生動，激發了學習興趣；理論與實際聯系緊密，實用性強；鍛煉靈活運用專業知識分析問題和解決問題的能力；自學能力、動手能力與合作能力也有一定的提高。另外，還就畢業后到化工生產企業工作的學生進行了個別訪談，這部分學生都表示，經過化工仿真實踐，自己的職業綜合素質和技能得到一定的訓練和培養，為就業奠定了較好的基礎，對順利地適應工作環境和進入工作狀態起了較大的作用。化工仿真教學模式及評價模式的創新和實行，打破了實訓室資源和實驗學時數的限制，改善了生產實習難以動手、實習質量不高的局面，提高了化工實踐教學的效率和質量，為實用型和創新型人才的培養提供了有效的教學平臺。

基金項目：海南省教育科學規劃課題（QJY1251555）。

參考文獻

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