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如何上好仿真实训课

2014-02-27巨红梅王曼青

教育教学论坛 2014年42期
关键词:开度压缩机偏差

巨红梅,王曼青

(济南市技师学院 化工工艺与制药系,山东 济南 250102)

如何上好仿真实训课

巨红梅,王曼青

(济南市技师学院 化工工艺与制药系,山东 济南 250102)

文章以压缩机仿真实训为例,紧密结合教学实践,从备课、上课和课后三个方面,有针对性地阐述了上好仿真实训课的体会和重要性。可以互相学习,培养团队配合协作能力,利用考核模式,形成学生间的比赛,激发学生的学习兴趣,让师生在愉悦中完成学习。

仿真实训;虚拟工作环境;操作能力;学习热情

职业教育是教育体系的重要组成部分,担负着为社会培养技能型人才的重任,为了培养出与企业零距离的职工,各学校都在推进“校企合作、工学结合、顶岗实习”的人才培养模式。而化工生产具有易燃、易爆、易中毒,高温、高压,有腐蚀的特点;另外,化工生产规模大型化,生产方式高度自动化与连续化,使得生产性实训变的困难,而且即使在生产岗位上也只能看到正常生产状态,开车、停车操作和如何处理突发事故等无法在真实的工作环境中实现。因此化工仿真实训课已经越来越被重视,仿真软件能够提供与真实场景相似的虚拟工作环境,可以让学生进行各种岗位操作。学生可以通过仿真实训课程,提高操作能力、学习思考能力和解决问题的能力,尝试失败和成功的滋味,为提高学生岗位操作技能和下一步独立上岗操作奠定良好基础。仿真练习比起单纯地听老师的灌输更能激发学生的学习热情和积极性。

如何上好仿真实训课呢?下面笔者从三个方面谈一下自己的体会:

一、讲解核心理论,操作精益求精

教师不但要对仿真模块所需的理论知识有深入的理解,在操作技能方面更要精益求精。我的标准是自己在做仿真操作时,成绩必须在95分以上才算合格。另外,在备课时,紧抓重点,要求学生对基本原理有一个明确的认识。究竟为什么原理那么重要呢?对于只有步骤分,没有质量要求的简单的仿真操作,多数学生做起来都觉得很简单;但是,对于有质量步骤要求的难度较高的仿真操作,有的同学却是一头雾水:阀门该开多少?压力变化时,又该如何调节?究其原因,就是对设备的基本原理和相关知识理解不透、认识不清造成的。

约翰·布兰斯福德是一位著名的教育家。他认为:知识不仅仅是其相关领域的一系列简单事实和公式的汇总,相反,某一领域的知识是围绕一个核心概念或“大观点”组织的,这一核心概念或“大观点”指导了这一领域的思想。如果你想理解记住某些项目,请不要从细节开始,先从核心理念出发,并按照层次方式,形成围绕这些较大概念的细节。

以压缩机单元仿真为例,在备课时我认真学习了相关理论,认识到:压缩机仿真操作的核心是蒸汽用量与压缩机转速的关系。而真正理解这一关系,需要对汽轮机、压缩机的工作原理有明确的认识。具体原理是:压缩机是由汽轮机带动的。汽轮机是一种以蒸汽为工作介质,将蒸汽的热能转换为机械能的热力原动机。在汽轮机中,蒸汽的热能通过喷嘴膨胀加速转变成动能,高速蒸汽流经动叶,推动叶轮和转轴旋转,对外输出机械功,以驱动压缩机。被压缩气体从轴向进入压缩机,在叶轮的作用下,得到了很大的动能;随后气体进入压缩机的扩压室中,气体的动能转化为压力能,气体被压缩。由此得出结论:蒸汽的通入量越多,带入的能量也越多,压缩机的转速就越快。

抓住了核心问题,在操作时还要想方设法突破难点。在压缩机单元仿真操作中,手动升速是操作的难点,此过程要求压缩机转速在250~300r/min,维持一段时间(60秒)无异常。初次操作时,由于不知道蒸汽阀的开度到底多少合适,往往会由于开度过大,造成压缩机超速,而被判定为不合格。而仿真软件没有明确说明阀门开度的大小,我采用了尝试法,最终得出了合理的开度数值。具体过程如下:首先估计蒸汽阀HC3011的开度,从5%开始,然后依次增加开度至6%、7%、8%,最终找到了合适的开度在小于10%,大约7%~9%之间。另外,操作的同时还要控制好甲烷储罐的罐压,使PRC304保持在400mmH2O。

二、精心组织,重点指导

在上仿真实训课之前,学生应当对该模块的理论知识有一定的了解,也基本上掌握简单的操作技能。开始,教师在课堂上对用到的知识先做一个回顾,必要时应当加以补充讲解。理论知识对实践能起到很好的指导作用,否则会浪费许多宝贵的时间。

由于仿真软件灵活性很强,训练时教师可让学生自己动手做一遍,体会一下,对于一些简单的仿真操作,学生自己可以完成得很好。之后教师可对设备、工艺经常发生的异常事故进行设置,也可根据生产工艺条件、生产负荷的变化,让学生反复操作训练,可单机练习、也可联合操作,学生可以互相学习,培养团队配合协作能力,利用考核模式,形成学生间的比赛,激发学生的学习兴趣,让师生在愉悦中完成学习。但遇到一些难度较大的仿真模块,多数学生会感到十分吃力。此时,教师可以利用教师机上的操作平台进行演示,让学生模仿。但不要把过程完整地做一遍,否则学生会严格参照教师的做法去做。人还是有惰性的,有省事的,谁还会费心劳力呢?不费吹灰之力就能得到的知识印象不会深刻,学生也失去了一个思考解决问题、提升自身能力的机会。

在实训过程中,还应指导学生利用好仿真软件中的各种工具。如:“进度存盘”可以将学生所做的每一步实时保存下来,以备调用。当下一步出现错误时,可以利用“进度重演”功能将前期任务跳过,这样就节约了时间,让学习者把时间用在不会做的部分,而不是已经学会的内容。

在授课过程中,还应教会学生如何获取更多的步骤信息。除了步骤的具体指示语言,即开、关哪个阀门,投手动、自动还是投串级等具体的操作外,还要关注过程属性、普通步骤属性、质量步骤属性等提示。左键双击大步骤,可以看到过程属性,包括起始条件、终止条件,过程延时等信息,让学生在操作过程中有更多的信息可以参考。如压缩机仿真开车步骤中,第二大步:罐FA3011充低压甲烷,起始条件是PROCESSO. PV>0;终止条件有三项:①VD01.OP>0,延时100S;②0.05≤PT301.PV≤0.16,延时60S;③300<PT304. PV<500,延时60S。即当进料阀VD01开度大于0,且超压保护控制器PIC303的实测值在0.05~0.16atm之间,甲烷储罐FA3011压力实测值在300~500mmH2O,并保持60秒,此时过程结束。

质量步骤属性除了列出起始条件和终止条件外,关键是列出质量指标的标准值和允许的偏差。如上述第二大步中小步骤S3:通过调节FA311顶部安全阀VD03的开度,使储罐FA311压力PRC304(单位mmH2O)保持稳定,起始条件是PT304.PV>280,标准值是400,上偏差100,下偏差100;最大上偏差150,最大下偏差150;零线上偏差400,零线下偏差400。标准值是操作过程中要达成的最佳状态,操作达到标准值时,得分最高;偏离标准值越多,分数越低;当达到零线上、下偏差时,系统认为是不合格,并给此步打红色“叉”号。

三、综合评价,深刻反思

做完仿真实训之后,让学生写一份心得体会,总结一下所思所得。这样,就能让学生把知识更好地串联起来,形成知识链,达到融会贯通,最后形成一个知识网络图。

为什么仿真实训对学生日后的工作会有那么大的帮助呢?我一直在思考。后来,在读约翰·梅迪纳教授的著作《Brain Rules》时,找到了答案。研究表明,人类有许多类型的记忆系统,其中的一类有如下四个连续的处理阶段:编码、存储、检索和遗忘。编码过程描述了在学习的最初时刻,也就是大脑初次遇见一种新的表述性信息的那个短暂的黄金瞬间,大脑中所发生的事情。在学习时刻,我们对信息的编码越精细,形成的该信息的记忆就越牢固……如果你能够复制你在记忆某个事情时的周围环境,你可以提高记起这个事情的几率。

因为工厂中的控制室与学校中的仿真室非常相似,置身其中,使学生感觉又回到初次学习仿真操作的环境中。因此,曾经学得的一些知识和技能,如观察仪表示数的变化、调节阀门开度等就被检索、回忆起来,学生能很快进入工作状态,在最短的时间内适应工厂的学习和生活。

俗话说:学无止境,在教学中亦是如此。希望我的点滴心得能对大家有所启迪,敬请批评指正。

[1]金文.仿真实训系统在实践教学中的应用[J].中国职业技术教育,2008,18.

[2]张仁忠,刘晓君.高职院校仿真实训基地建设研究[J].中国科教创新导刊,2013,26.

[3]石聪文,姚发业,杜淼,梁玮.化工仿真实训系统在高职教学中的应用探索[J].山东教育学院学报,2008,03.

[4]唐晓松.浅谈化工仿真实训在教学实践中的应用[J].中国科教创新导刊,2013,02.

[5]凌朝晖.化工仿真实训课程的优化[J].化工职业技术教育,2009,03.

G718.5

A

1674-9324(2014)42-0253-02

巨红梅(1968-),女,山东德州人,大学本科,讲师,研究方向:化工;王曼青(1966-),女,山东潍坊人,大学本科,系主任、讲师,研究方向:职教管理。

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