基于化工仿真工厂的化工仿真教学模式及评价模式的研究

夏伟　曹维良　张敬畅　牟玉兰

摘 要 近年来化工仿真教学建立起了项目教学法为主教学及评价模式，但项目的内容设置与企业真实的生产案例仍有较大区别，在这种情况下，结合实际化工生产的特点，从基础仿真实训操作以及生产实习仿真等教学环节进行改革，构建了“基于化工仿真工厂”的教学模式，优化配置仿真与实训内容，增设下厂前仿真实习，建立开放式仿真实训平台，通过分步骤实施和多元化评价，取得了较好的效果。

关键词 仿真教学 改革 教学模式 评价模式

中图分类号：G403 文献标识码：A

在仿真教学中，教师和学生可以实现对装置的冷态开车、正常运行、故障处理和正常停车等操作，学生不进工厂就能了解化工设备的生产和操作过程，完成对生产装置实际操作的训练。传统化工实践教学的教学资源和教学形式都较为单一，满足不了现代人才实践能力培养的需要。从基础仿真实训、仿真操作实训以及生产实习仿真针对学生，就化工实践教学进行了改革与创新，构建并实施了新型化工仿真教学模式及评价模式，为实用型人才的培养搭建了一个重要的实践能力培训的教学平台。

1教学模式的改革

我院“化工仿真仿真工厂”是由浙江中控的软硬件设备及北京东方仿真软件系统组成，包含有单机练习、联合操作和考核等多种操作模式，具有根据工艺流程特点和教学需求进行组态的分布式控制系统和智能评分系统，以及参数设置、教师授权、过程监测、成绩统计等功能的教师站管理系统。这样既可巩固学生所学的专业知识，锻炼学生综合运用所学知识分析和理解生产实际问题，实现理论与实践的紧密结合，又能促进传统的教师演示、学生难于理解的被动操作模式向实际动手操作、灵活运用的主动实践模式的转变。

由于现代化工企业自动化、集成化程度较高，学生往往是以参观及听课的形式进行工厂见习，难以深入实际，实习质量不高。随着化工仿真工厂的建成与应用，化工仿真实习已成为解决实践教学困难的最佳办法，也是强化学生工程意识和实践能力的一种有效途径。针对生产实习部分的工艺流程，运用化工仿真软件分布式控制系统操作形式，让学生在学习任务的驱动下，尝试开停设备、改变生产负荷、处理突发事故等操作。首先，在教学实施环节上，打破原有实训学时（教学计划学时为32学时）的限制，利用学院开放的计算机房，让学生根據个人的需求，利用课余时间自由安排操作实训和上机，强化软件仿真操作，巩固专业知识。其次，在硬件设备实训内容上，学生可自由选择仿真工厂中的硬件装置进行实训，以此弥补实训室资源及实训学时的不足。再次，在教学形式上，学生可根据自己感兴趣的仿真内容，以个人或小组的形式确定相关课题，通过教师指导、相互讨论、确定方案、操作运行、错误辨析、解决问题等过程，完成“自由选题”的实训内容。另外需要注意的是，化工实训工程性较强，涉及因素较多，实训操作须认真考虑、充分准备，在实训操作之前进行仿真模拟的预习演练是很有必要的。

2教学评价模式的改革

传统纸质试卷的实训考核模式已不能对学生进行较为全面、科学地评价，因此结合改革后教学模式的实施过程，改革了评价机制，执行多元化评价，考核的内容更加全面，考核的方式更加合理。改革后的评价机制由三部分组成：

（1）单元操作模块，采取综合评价。根据过程中学生操作规范性和熟练度，以及自主动手和小组合作情况，结合学生实训报告、问题解答等进行综合评价。

（2）软件仿真实习模块，运行在线评价。教师根据教学内容灵活设置故障，模拟故障现象，在线实时监控，分步骤分阶段打分。操作结束后，学生的总体成绩自动生成。

（3）开放教学模块，执行跟踪评价。学生运用仿真实训平台，以个人或小组形式选题，查找相关资料，设计实训方案，进行在线模拟，实训结果以撰写小论文或交流讨论汇报的方式展示。指导教师参与实训方案的讨论、确立与执行，并对整个过程进行指导、监督与跟踪考核。改革后的评价方式在原有静态的、终结性评价基础上，加上随时间空间动态的、及时性评价，这种配合了不同的实践教学环节、执行多元化的评价，不仅考核了学生的专业实践成绩，也考核了学生各方面的综合能力，使得化工实践教学评价更加的全面、合理。

3总结

调查结果表明，学生普遍认为“化工仿真工厂”的化工仿真教学模式直观、形象、生动，激发了学习兴趣；理论与实际联系紧密，实用性强；锻炼灵活运用专业知识分析问题和解决问题的能力；自学能力、动手能力与合作能力也有一定的提高。另外，还就毕业后到化工生产企业工作的学生进行了个别访谈，这部分学生都表示，经过化工仿真实践，自己的职业综合素质和技能得到一定的训练和培养，为就业奠定了较好的基础，对顺利地适应工作环境和进入工作状态起了较大的作用。化工仿真教学模式及评价模式的创新和实行，打破了实训室资源和实验学时数的限制，改善了生产实习难以动手、实习质量不高的局面，提高了化工实践教学的效率和质量，为实用型和创新型人才的培养提供了有效的教学平台。

基金项目：海南省教育科学规划课题（QJY1251555）。

参考文献

[1] 荆涛，郑永杰，田景芝.仿真技术在高校化工教学中的应用[J].高师理学刊，2006，26（4）.

[2] 夏迎春，吴重光，张贝克，等.现代化工仿真训练工厂[J].系统仿真学报，2010，22（4）.

[3] 怀春，等.基于化工仿真培训器专家评分系统的研究和开发田[J].计算机与应用化学，2012，29（5）.