仿真實(shí)訓(xùn)與化工單元操作理論有機(jī)結(jié)合的探索

周萍

[摘 要] 化工原理是一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，包括化工單元操作、工程觀點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约安僮骷寄艿确矫娴呐囵B(yǎng)與訓(xùn)練。這門(mén)課程的教學(xué)效果對(duì)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)有著關(guān)鍵性的影響。在化工原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，仿真實(shí)訓(xùn)能直觀真實(shí)地呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)化的生產(chǎn)過(guò)程，能有效地提高學(xué)生實(shí)踐操作能力，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。根據(jù)教學(xué)實(shí)踐證明，先讓學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，再進(jìn)行真正的化工原理實(shí)驗(yàn)，能大大減少出錯(cuò)率，學(xué)習(xí)成績(jī)也能得到明顯的提升。從仿真實(shí)訓(xùn)的特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)其與化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合進(jìn)行探索。

[關(guān)鍵詞] 仿真實(shí)訓(xùn);化工原理;有機(jī)結(jié)合

一、仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)直觀、真實(shí)

在仿真實(shí)訓(xùn)技術(shù)應(yīng)用之前，大部分化工原理實(shí)驗(yàn)課程在講解實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)原理時(shí)，都是采用講授的教學(xué)方式，在黑板上進(jìn)行演示，不夠形象、直觀，學(xué)生理解起來(lái)較為困難，同時(shí)，由于學(xué)生是在被動(dòng)地觀看實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有親身體驗(yàn)，實(shí)踐能力難以得到提升，在實(shí)際操作中還容易出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤。而在仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生可以通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行模擬操作，其形成的結(jié)果與實(shí)際操作是基本相同的，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)操作的效果。仿真實(shí)訓(xùn)軟件具有生動(dòng)、豐富的動(dòng)畫(huà)和語(yǔ)音效果，能真實(shí)化地模擬出各種實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生親身參與進(jìn)來(lái)，嘗試動(dòng)手操作，不僅使學(xué)習(xí)過(guò)程更加有趣，也提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，能促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展。

二、生產(chǎn)流程和工藝指標(biāo)桌面化

通過(guò)仿真實(shí)訓(xùn)在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用，可對(duì)各項(xiàng)生產(chǎn)流程進(jìn)行深入分析，并通過(guò)二維或三維動(dòng)畫(huà)的方式來(lái)簡(jiǎn)明地呈現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物料的流動(dòng)狀態(tài)以及內(nèi)部的作用原理，通過(guò)介紹工藝與設(shè)備來(lái)引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建起關(guān)于典型工業(yè)過(guò)程的知識(shí)體系，包括工藝流程、控制方案、所需設(shè)備以及相關(guān)的操作參數(shù)等，從而使學(xué)生更加透徹地了解工藝生產(chǎn)過(guò)程的組織原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)、控制方式等深層次的知識(shí)內(nèi)容，體驗(yàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)的實(shí)際氛圍與環(huán)境，真實(shí)地展現(xiàn)出生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性。通過(guò)這種方式，學(xué)生不必離開(kāi)學(xué)校，就能動(dòng)手操作，掌握各種生產(chǎn)過(guò)程的操作方式和常見(jiàn)問(wèn)題的處理方法，能有效地強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將理論知識(shí)與實(shí)踐操作緊密地結(jié)合起來(lái)，提高學(xué)生的專業(yè)綜合素養(yǎng)。

三、有利于提高學(xué)生的實(shí)際操作技能

仿真實(shí)訓(xùn)與化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，能確保每個(gè)學(xué)生都充分地參與進(jìn)來(lái)，在親自動(dòng)手操作的過(guò)程中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證化工原理、公式等，能充分激發(fā)出學(xué)生的積極性，落實(shí)其學(xué)習(xí)主體的地位。同時(shí)，對(duì)一些難度較高的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可通過(guò)仿真實(shí)訓(xùn)進(jìn)行重復(fù)操作，不必受到場(chǎng)地、時(shí)間、安全條件等方面的制約。此外，仿真實(shí)訓(xùn)還可以將各個(gè)操作點(diǎn)和控制點(diǎn)清晰地顯示出來(lái)，能幫助學(xué)生更好地掌控復(fù)雜的控制系統(tǒng)，提高對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程的分析能力和進(jìn)行決策的能力，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定的意識(shí)，加強(qiáng)其對(duì)生產(chǎn)流程的宏觀把控有著十分重要的作用，這也是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)很難達(dá)到的一個(gè)效果。

四、化工仿真實(shí)訓(xùn)允許失誤，允許探索

化工仿真實(shí)訓(xùn)具有虛擬性的特點(diǎn)，在模擬出真實(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的同時(shí)，由于不受真實(shí)環(huán)境的影響，學(xué)生在仿真實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，可以出現(xiàn)失誤，不會(huì)造成資源上的浪費(fèi)或設(shè)備上的損壞，糾正起來(lái)也比較簡(jiǎn)單快捷。教師還可以在仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上設(shè)置一定的故障，制造事故運(yùn)用狀態(tài)，以此來(lái)鍛煉學(xué)生對(duì)突發(fā)問(wèn)題的處理能力，而不用擔(dān)心出現(xiàn)意外危險(xiǎn)。現(xiàn)如今，教學(xué)所用化工仿真軟件大多已經(jīng)智能化，對(duì)學(xué)生的操作步驟能給出詳細(xì)的分?jǐn)?shù)，學(xué)生可根據(jù)分?jǐn)?shù)來(lái)找到自己出現(xiàn)失誤的地方，有針對(duì)性地進(jìn)行反思和研究。但如果是在真正的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生的錯(cuò)誤操作就可能引發(fā)嚴(yán)重的后果。比如在進(jìn)行離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果學(xué)生在啟動(dòng)泵之前，忘記關(guān)閉出口閥，很容易導(dǎo)致一合電源把電機(jī)燒壞的情況。而先讓學(xué)生通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)熟悉操作步驟，就能使他們掌握實(shí)際操作過(guò)程中的各種注意事項(xiàng)，避免出現(xiàn)這種錯(cuò)誤。

仿真實(shí)訓(xùn)對(duì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果有著明顯的提升作用。學(xué)生通過(guò)仿真實(shí)訓(xùn)，能對(duì)化工原理、整體流程等形成牢固的把握，且有利于其工程觀念的培養(yǎng)。通過(guò)仿真實(shí)訓(xùn)與化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，能提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和專業(yè)素養(yǎng)，為將來(lái)步入工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

陳曉陸，馬志研，高爽.仿真實(shí)驗(yàn)在化工原理實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].化工時(shí)刊，2016，30（12）：41-43.

[作者單位]

常熟市濱江職業(yè)技術(shù)學(xué)校

（編輯：趙文靜）