虚实结合 化工岗位操作技能培养的有效途径
发布时间：2015-10-04 15:08
摘要：阐述了在化工专业教学中，如何通过将计算机虚拟仿真操作与模拟装置上的实操及真实的生产实习相结合，达到提高学生岗位操作技能的目标。
关键词：虚实结合；化工岗位；操作技能；有效途径
随着化工生产控制技术的不断发展，许多化工企业采用了dcs（distributedcontrol system，分散控制系统）生产控制系统。为使学生步入工作岗位之前能够进行必要的与现场控制最相近的操作锻炼，获得相关实践技能，符合并满足未来生产的要求，许多高职院校的化工技术类专业通过购置成型的化工仿真软件、与企业及仿真公司合作开发基于区域典型化工产品生产的仿真软件等形式，建立了自己的仿真实训基地。仿真实训已经成为化工技术类专业学生技能训练的重要手段。但是，仿真实训毕竟是在虚拟的情境中进行的，有其自身的局限性。教学中我院将虚拟的仿真教学与真实的下厂实习、模拟装置的实操和顶岗实习结合在一起，提高了实践教学效率，培养了学生较强的岗位操作技能。
与认识实习相结合
对于从未见过真实化工生产过程的学生而言，必须在仿真教学前进行短期的现场认识实习。一方面，目前的仿真系统还未能实现化工企业生产过程的三维动态示警功能，无法展现真实的生产装置现场；另一方面，再逼真的虚拟现场也不可能替代实际的生产现场，无法产生真实的现场感觉。只有通过现场实习，使学生认识各种化工单元设备及其结构特点和空间几何形状，了解工艺过程和控制系统的组成，明确管道走向、阀门大小和位置等，感受实际的化工生产环境，才能使学生建立完整、真实的化工生产的概念。例如，在进行反应釜仿真操作实训前，让学生到校外实训基地去认识生产中最常用的、最典型的反应釜。了解真实的化工生产中如何进料、出料，如何操作设备仪表控制反应温度、调节反应压力，熟悉阀门、管道和仪表的位置和空间布局等；观察反应釜的搅拌装置、换热装置、轴封、加料管、出料管、视镜、入孔、测温孔和测压孔等附件的位置、形状、作用及运行情况。
在此基础上再进行仿真训练，可以使学生更深入地了解化工生产系统的操作原理，锻炼学生对化工生产过程中的开车、停车及事故处理的能力，更好地掌握调节器的基本操作技能，掌握复杂控制系统的投用和调整技术，提高对复杂生产过程动态运行的分析和决策能力，从而真正掌握其特性和操作方法。
虚拟仿真操作与实物模拟操作相结合
仿真实训毕竟是在虚拟的生产现场进行的操作训练，与真实的生产现场有一定差距。学生只能领会一般的过程和方法，无法感受触觉及真实现场所具有的氛围。尤其是可以推倒重来的“游戏式”操作，可以随时“冻结”系统进行充分思考，缺乏实际生产操作中需要的紧迫感与慎重感。
仿真只是实际生产装置的简单化处理，操作参数控制比较随意，带有游戏色彩，选择的数据即便偏差很大，也可以通过重新再做来弥补前一次的过失。而在实际生产中参数控制是十分严格的，容不得半点疏忽，否则，生产将无法正常进行。在化工仿真实训操作过程中，学生在计算机前处于放松状态，很难体会到生产现场实际操作的紧张感，因此，仿真实训对学生进行生产实际操作、处理实际问题所应具备的心理素质锻炼不够。
为此，仿真实训后，我院在校内实训基地进行了实物化工单元和化工装置的模拟操作，使学生从虚拟的二维平面走进真实的三维立体空间，感受真实的阀门开度的调节、塔釜液位的控制、仪表读数的变化，体验故障出现时的手忙脚乱和紧张恐慌，锻炼实际操作需要的胆量和信心，学习设备和装置的维护保养。这是培养学生职业技能和职业责任感不可缺少的关键环节。例如，学生在仿真实训室进行了“吸收与解吸”单元的训练后，再进行模拟装置的实际操作训练。装置运行前，学生会主动了解每一个阀门、仪表的作用和调节方法，泵的启动方法等；设备一旦开始运行，学生就会进入一种紧张状态，非常谨慎地调节压力和流量，时刻注意观察仪表的读数；当出现液泛时，学生也会不知所措，但在教师指导下解决了问题后，又会产生满足感和成就感。所有这些感受和经验，都是在仿真机上得不到的，但却是将来学生走上工作岗位时必然要面对和需要掌握的。
利用真实规程，解决虚实差别
化工仿真实训是学生间接接触生产实际的一种有效手段，但其操作的模拟性和程序化与现场操作还有相当的距离。以乙醛氧化制醋酸仿真实训为例，开车操作中一开始即向氧化塔注酸进行酸洗，而工厂实际开车前却要求机电、仪表、计算机、化验分析须具备开工条件，值班人员在岗；需检查是否备有足够的开工用原料和催化剂；需n2吹扫、置换气密等。在仿真实训中，指导教师如果不对学生进行指导说明，学生进入工厂实习或工作后会感到不理解，进而会怀疑甚至否定在仿真实训过程中获得的知识、技能和经验。针对这个问题，我院参考真实操作规程，编写了仿真实训指导书，将无法进行模拟仿真的生产准备等程序也一一列出，使仿真实训操作程序与真实岗位操作程序一致，避免学生上岗后对实际操作的不适应，弥补仿真软件的不足，缩短“准现场实践”与实际岗位操作之间的距离。
提高指导教师生产实践水平
仿真实训指导教师队伍的建设是仿真实训教学顺利进行的有力保障。英国著名工程教育专家齐斯霍姆教授说：“只有由具有外科医生资格的教师，在外科手术室里才能培养出真正的外科医生。”同理，只有具有生产一线实践经验、操作技能和相关职业资格的教师，才能培养出化工生产一线的高素质、高技能应用型人才。
在仿真软件营造的虚拟生产现场和虚拟控制室中，指导教师成为影响学生操作训练水平的重要因素。一方面，指导教师应熟悉每个仿真软件操作原理，能够熟练地操作每个仿真软件。在仿真实训过程中，每一个学生的操作都不相同，产生的问题和困难也是各种各样，指导教师只有先行充分训练，才能对学生及时加以指导并帮助解决问题。另一方面，教师应熟悉实际生产过程中主要生产设备的结构和运行特点、主要工艺参数的控制方法和技巧、主要仪表的控制原理等，具有丰富的实践操作经验和较高的工艺理论水平，能够洞悉虚拟软件与实际规程之间的差别。当学生独出心裁地提出各种优化操作方案时，要求指导教师能够甄别哪些是可行性的操作，哪些是软件允许而实际生产却必须杜绝的错误操作，拓展学生的知识和思路。
要达到上述要求，教师必须深入企业，在生产岗位上进行较长时间的实践锻炼。我院化工系依托齐鲁石化公司和淄博市周边化工企业，委派专业教师有针对性地进行下厂锻炼。例如，为了更好地指导学生操作丙烯酸甲酯工艺仿真系统和聚氯乙烯工艺仿真系统，我系教师特地到齐鲁石化下属化工生产单位中丙烯酸甲酯生产岗位和聚氯乙烯生产岗位进行顶岗实践锻炼，掌握一线生产技术，积累宝贵的过程性知识，确保在仿真教学过程中对学生实行科学有效的指导。
顶岗实习，检验技能水平
顶岗实习给学生提供了“真刀实枪”的锻炼机会，也是检验教学成果的最客观的标尺。在实习岗位，学生对生产现场和控制室均无陌生感，很快就熟悉了控制室的仪表、开关、阀门、各种设备及其控制指标等，对dcs系统的使用上手快，工艺指标调控到位，展现出较强的岗位操作技能。有些毕业生在很短的时间内，就站在了主操的岗位上。这充分说明，虚实结合的实训教学是一种高效能的实践教学模式。
参考文献:
[1]毛磊.化学工程专业仿真实践教学的探讨[j].高等理科教育，2006，（4）:89.
[2]唐燕梅.化工工艺专业实习教学三位一体法的应用[j].广西教育，2008，（9）： 52.
[3]杨百梅，张淑新.化工仿真实训与指导[m].北京：化学工业出版社，2010：240.
关键词：虚实结合；化工岗位；操作技能；有效途径
随着化工生产控制技术的不断发展，许多化工企业采用了dcs（distributedcontrol system，分散控制系统）生产控制系统。为使学生步入工作岗位之前能够进行必要的与现场控制最相近的操作锻炼，获得相关实践技能，符合并满足未来生产的要求，许多高职院校的化工技术类专业通过购置成型的化工仿真软件、与企业及仿真公司合作开发基于区域典型化工产品生产的仿真软件等形式，建立了自己的仿真实训基地。仿真实训已经成为化工技术类专业学生技能训练的重要手段。但是，仿真实训毕竟是在虚拟的情境中进行的，有其自身的局限性。教学中我院将虚拟的仿真教学与真实的下厂实习、模拟装置的实操和顶岗实习结合在一起，提高了实践教学效率，培养了学生较强的岗位操作技能。
与认识实习相结合
对于从未见过真实化工生产过程的学生而言，必须在仿真教学前进行短期的现场认识实习。一方面，目前的仿真系统还未能实现化工企业生产过程的三维动态示警功能，无法展现真实的生产装置现场；另一方面，再逼真的虚拟现场也不可能替代实际的生产现场，无法产生真实的现场感觉。只有通过现场实习，使学生认识各种化工单元设备及其结构特点和空间几何形状，了解工艺过程和控制系统的组成，明确管道走向、阀门大小和位置等，感受实际的化工生产环境，才能使学生建立完整、真实的化工生产的概念。例如，在进行反应釜仿真操作实训前，让学生到校外实训基地去认识生产中最常用的、最典型的反应釜。了解真实的化工生产中如何进料、出料，如何操作设备仪表控制反应温度、调节反应压力，熟悉阀门、管道和仪表的位置和空间布局等；观察反应釜的搅拌装置、换热装置、轴封、加料管、出料管、视镜、入孔、测温孔和测压孔等附件的位置、形状、作用及运行情况。
在此基础上再进行仿真训练，可以使学生更深入地了解化工生产系统的操作原理，锻炼学生对化工生产过程中的开车、停车及事故处理的能力，更好地掌握调节器的基本操作技能，掌握复杂控制系统的投用和调整技术，提高对复杂生产过程动态运行的分析和决策能力，从而真正掌握其特性和操作方法。
虚拟仿真操作与实物模拟操作相结合
仿真实训毕竟是在虚拟的生产现场进行的操作训练，与真实的生产现场有一定差距。学生只能领会一般的过程和方法，无法感受触觉及真实现场所具有的氛围。尤其是可以推倒重来的“游戏式”操作，可以随时“冻结”系统进行充分思考，缺乏实际生产操作中需要的紧迫感与慎重感。
仿真只是实际生产装置的简单化处理，操作参数控制比较随意，带有游戏色彩，选择的数据即便偏差很大，也可以通过重新再做来弥补前一次的过失。而在实际生产中参数控制是十分严格的，容不得半点疏忽，否则，生产将无法正常进行。在化工仿真实训操作过程中，学生在计算机前处于放松状态，很难体会到生产现场实际操作的紧张感，因此，仿真实训对学生进行生产实际操作、处理实际问题所应具备的心理素质锻炼不够。
为此，仿真实训后，我院在校内实训基地进行了实物化工单元和化工装置的模拟操作，使学生从虚拟的二维平面走进真实的三维立体空间，感受真实的阀门开度的调节、塔釜液位的控制、仪表读数的变化，体验故障出现时的手忙脚乱和紧张恐慌，锻炼实际操作需要的胆量和信心，学习设备和装置的维护保养。这是培养学生职业技能和职业责任感不可缺少的关键环节。例如，学生在仿真实训室进行了“吸收与解吸”单元的训练后，再进行模拟装置的实际操作训练。装置运行前，学生会主动了解每一个阀门、仪表的作用和调节方法，泵的启动方法等；设备一旦开始运行，学生就会进入一种紧张状态，非常谨慎地调节压力和流量，时刻注意观察仪表的读数；当出现液泛时，学生也会不知所措，但在教师指导下解决了问题后，又会产生满足感和成就感。所有这些感受和经验，都是在仿真机上得不到的，但却是将来学生走上工作岗位时必然要面对和需要掌握的。
利用真实规程，解决虚实差别
化工仿真实训是学生间接接触生产实际的一种有效手段，但其操作的模拟性和程序化与现场操作还有相当的距离。以乙醛氧化制醋酸仿真实训为例，开车操作中一开始即向氧化塔注酸进行酸洗，而工厂实际开车前却要求机电、仪表、计算机、化验分析须具备开工条件，值班人员在岗；需检查是否备有足够的开工用原料和催化剂；需n2吹扫、置换气密等。在仿真实训中，指导教师如果不对学生进行指导说明，学生进入工厂实习或工作后会感到不理解，进而会怀疑甚至否定在仿真实训过程中获得的知识、技能和经验。针对这个问题，我院参考真实操作规程，编写了仿真实训指导书，将无法进行模拟仿真的生产准备等程序也一一列出，使仿真实训操作程序与真实岗位操作程序一致，避免学生上岗后对实际操作的不适应，弥补仿真软件的不足，缩短“准现场实践”与实际岗位操作之间的距离。
提高指导教师生产实践水平
仿真实训指导教师队伍的建设是仿真实训教学顺利进行的有力保障。英国著名工程教育专家齐斯霍姆教授说：“只有由具有外科医生资格的教师，在外科手术室里才能培养出真正的外科医生。”同理，只有具有生产一线实践经验、操作技能和相关职业资格的教师，才能培养出化工生产一线的高素质、高技能应用型人才。
在仿真软件营造的虚拟生产现场和虚拟控制室中，指导教师成为影响学生操作训练水平的重要因素。一方面，指导教师应熟悉每个仿真软件操作原理，能够熟练地操作每个仿真软件。在仿真实训过程中，每一个学生的操作都不相同，产生的问题和困难也是各种各样，指导教师只有先行充分训练，才能对学生及时加以指导并帮助解决问题。另一方面，教师应熟悉实际生产过程中主要生产设备的结构和运行特点、主要工艺参数的控制方法和技巧、主要仪表的控制原理等，具有丰富的实践操作经验和较高的工艺理论水平，能够洞悉虚拟软件与实际规程之间的差别。当学生独出心裁地提出各种优化操作方案时，要求指导教师能够甄别哪些是可行性的操作，哪些是软件允许而实际生产却必须杜绝的错误操作，拓展学生的知识和思路。
要达到上述要求，教师必须深入企业，在生产岗位上进行较长时间的实践锻炼。我院化工系依托齐鲁石化公司和淄博市周边化工企业，委派专业教师有针对性地进行下厂锻炼。例如，为了更好地指导学生操作丙烯酸甲酯工艺仿真系统和聚氯乙烯工艺仿真系统，我系教师特地到齐鲁石化下属化工生产单位中丙烯酸甲酯生产岗位和聚氯乙烯生产岗位进行顶岗实践锻炼，掌握一线生产技术，积累宝贵的过程性知识，确保在仿真教学过程中对学生实行科学有效的指导。
顶岗实习，检验技能水平
顶岗实习给学生提供了“真刀实枪”的锻炼机会，也是检验教学成果的最客观的标尺。在实习岗位，学生对生产现场和控制室均无陌生感，很快就熟悉了控制室的仪表、开关、阀门、各种设备及其控制指标等，对dcs系统的使用上手快，工艺指标调控到位，展现出较强的岗位操作技能。有些毕业生在很短的时间内，就站在了主操的岗位上。这充分说明，虚实结合的实训教学是一种高效能的实践教学模式。
参考文献:
[1]毛磊.化学工程专业仿真实践教学的探讨[j].高等理科教育，2006，（4）:89.
[2]唐燕梅.化工工艺专业实习教学三位一体法的应用[j].广西教育，2008，（9）： 52.
[3]杨百梅，张淑新.化工仿真实训与指导[m].北京：化学工业出版社，2010：240.