浅谈化工仿真在化工专业实训教学中的应用及局限性

摘要：本文阐述了化工仿真实训教学的特点，探讨了化工仿真实训在化工专业教学中的应用。最后分析了化工仿真存在的不足，建议应将传统实习和化工仿真实训有机结合起来，才能更好的使学生夯实理论基础、提高实践技能，使学生更好的朝着我国社会主义现代化建设要求的技能型人才发展。

关键词：化工仿真；实训；化工专业教学；应用；局限性

中等职业教育是我国职业教育的重要组成部分，而职业院校学生的技能、技巧、操作能力等的培养，离不开实践性教学。对于化工类专业来说，实践性教学设施主要包括各种化工单元设备，但由于大多数院校化工单元设备相对较少或简陋，与现代化工生产企业要求存在一定差距。因此，职业学校在学生完成课程后，通常会组织学生到企业去实习。

但在企业实习期间，由于化工生产行业的特殊性，生产过程中常伴有高温、高压、易燃、易爆、有毒、腐蚀等不安全因素，所以大部分学生只能从事简单工种的操作，而对于复杂的操作很少有机会亲自参与。而化工仿真的出现，可以让学生在电脑上模拟一个非常逼真的生产环境实现对化工生产装置的模拟操作，使学生不进工厂就能了解化工生产装置的生产操作过程，实现理论与实践相结合，提升学生的专业技能，为将来就业打下良好的基础。下面就化工仿真的教学特点、应用及存在问题进行探讨。

一、 化工仿真实训教学的特点

1. 模拟实际生产工作环境

在大多数化工生产企业中，生产设备、管路错综复杂，学生要在现场了解工艺过程、管路走向非常困难，只能初步认识正常的生产过程。而化工仿真实训恰恰能解决这样的问题。如乙醛氧化生产醋酸工艺，因其工艺流程较复杂，分为氧化工段和精制工段，而且工艺条件很难控制。以前授课基本是介绍产品性质、反应原理，简单讲解工艺流程等理论知识，但大部分学生无法真正理解其实际工艺参数控制、事故处理等方法。通过仿真实训操作，可以让学生很直观的了解整个工艺流程，并可以加深对反应原理、参数设置、故障排除和处理等内容，大大提高了教学效果，并调动了学生学习的积极性。

2. 安全性高

化工生产的特点是大多数化工生产的原料和產品，具有易燃、易爆，有毒、有害特性，有些生产过程还涉及高温、高压，所以化工生产安全性尤为重要。而化工仿真实训是在计算机上模拟操作，没有对真实的设备直接操作运行，大大降低了因学生的操作错误或失误造成的危害或损失。所以化工仿真系统为师生提供了一个安全的学习和实训平台，在较为轻松的安全的环境中完成教学任务，获得知识和技能。

3. 节约成本

在化学仿真实训中，水、电、气、酸、碱、盐类等都是虚拟物品，没有消耗更没有污染。因此在提高教学效果的同时大大节约了学校的教学成本。

4. 激励学生，提高教学效果

在仿真实训中，学生通常能被有兴趣的动画吸引，同时能够及时地获得反馈信息，使学生从被动听讲转变成积极主动学习和参与实践操作。所以仿真实训比目前传统课堂教学，在激励强化、增强教学效果方面的作用更加显著。

二、 化工仿真在化工专业教学中的应用

在化工专业教学中引进化工仿真实训可以大大提高学生综合能力和教学效果。下面就化工仿真在化工专业教学中的一些具体应用进行探讨。

1. 化工仿真在化工单元操作课程中的应用

化工单元操作是化工类专业非常重要的一门专业基础课程，该课程主要包括离心泵操作、压缩机操作、列管换热器的传热、加热炉单元装置操作、精馏装置等基础单元过程，所涉及的理论知识多而复杂，对学生来说很难理解。

因此，引进化工仿真实训就非常必要。如在讲解离心泵操作过程中，先讲解理论知识，让学生对离心泵结构、工作原理有初步认识，然后通过仿真实训，可以让学生更加直观的了解离心泵工作整个过程，还可以模拟事故故障，通过训练可以让学生掌握离心泵操作方法，加深对理论知识的理解和掌握。当学生能通过仿真熟练的调节各参数及处理各种故障后，最后安排学生去流体输送实训室，操作真实的设备。

通过这样训练，在提高学生的学习兴趣同时，大大提高了学生的实践技能，最终能取得很好的教学效果。

2. 化工仿真在化工生产工艺实践教学中的应用

化工生产工艺作为化工专业的基础课程，在教学过程中存在枯燥乏味，教学效果较差的现象。将化工仿真实训引入化工生产工艺教学中可以大大提高学生的学习效果。如化工生产工艺课程中典型的工艺为合成氨、醋酸生产工艺。这两种产品的生产工艺技术较为复杂，仅通过课本上的工艺流程描述无法让学生真正掌握其实际操作过程。

通过“理论+仿真实训”的方法，可以大大提高学生的学习效率和兴趣，同时对知识加深了理解。如引进化工仿真后，首先在课堂上讲解理论知识，然后让学生通过仿真软件操作模拟生产工艺过程的开停车及故障处理仿真练习，可以加深学生对化工生产工艺的了解和操作，还能对其工艺参数及注意事项作详细分析和设定。

经过这样训练之后，不仅使学生加深了对生产设备装置及工艺指标的控制的理解和认识，而且提高了学生的应变能力、分析问题和解决问题的能力及全局意识。

3. 化工仿真在化工生产实习中的应用

随着社会的发展和技术的进步，集散控制系统DCS已经广泛地运用于现代的化工生产中，成为化工生产自动化控制的最基本控制。而化工生产实习是化工专业学生实践教学环节的重要一环，它不仅有助于学生把课本上所学的理论知识用于实际生产，而且可以培养学生分析问题、解决问题及实践操作能力等综合职业能力。

因此，在化工生产实习前掌握化工仿真操作技术是化工专业的学生必须掌握的操作技能。通过化工仿真实训，学生通过对化工单元设备及工艺进行冷态开车、正常生产、正常停车、紧急停车、故障处理等过程的训练，提高学生对生产工艺过程的认识和理解；另一方面，采用“仿真练习+现场参观”模式，即学生首先进行仿真实训操作，仿真训练完成后，学生再到化工生产现场进行参观学习。通过前期化工仿真阶段的训练，学生已经熟悉化工生产企业所采用的DCS控制系统，可以使学生更快地进入实习角色，显著提高生产实习效果。

三、 化工仿真的局限性及教学改进建议

目前，化工仿真实训作为一种新的教学模式，在改善实训环境、优化教学效果、增强学生职业综合能力等方面有很大的优势，但是化工仿真实训本身的局限性，如设备设计、管路安装、工艺流程及操作步骤简单；利用电脑完成操作，让学生有种玩游戏的感觉；学生安全意识淡薄等等。

这就需要实践教学必须与下厂实习结合起来，因为传统的实习手段，基础教学和基本功的训练仍是职业技术学校培养学生的实操能力的基础，两者不可偏废。所以将传统的实习手段和现代的仿真实训有效的结合，扬长避短，为学校节约成本的同时，提高学生职业综合能力，为将来能更好的培养出适应社会主义现代化需求的人才打下良好基础。

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作者简介：

康举，海南省海口市，海南省技师学院环境保护工程系。