程忠玲，劉 濤

(承德石油高等?？茖W(xué)?；瘜W(xué)工程系，河北承德 067000)

石油化工生產(chǎn)日趨高度集中化、連續(xù)化、自動(dòng)化，操作條件越來(lái)越嚴(yán)格，裝置也越來(lái)越復(fù)雜、昂貴，如果操作失誤將極其危險(xiǎn)，因此，人員上崗前的操作水平和操作技能將直接影響到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和安全生產(chǎn)。無(wú)論企業(yè)員工還是到企業(yè)實(shí)習(xí)的高校學(xué)生，傳統(tǒng)的教學(xué)做法是在生產(chǎn)裝置上直接進(jìn)行，這種現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)方式存在一些明顯的缺點(diǎn):1)學(xué)員常常只能看，不能動(dòng)手操作，學(xué)習(xí)效果差;2)化工裝置多為連續(xù)化生產(chǎn)，正常情況下處于穩(wěn)定工況，對(duì)于不經(jīng)常出現(xiàn)且又至關(guān)重要的開車、停車、事故等非穩(wěn)定工況，學(xué)員往往缺少機(jī)會(huì)練習(xí)。對(duì)于以實(shí)踐為基礎(chǔ)、需要?jiǎng)討B(tài)地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題以及強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力的工科生而言，這種傳統(tǒng)教學(xué)模式已顯得非常落后［1］?；し抡婕夹g(shù)可以對(duì)石化企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬仿真，目的是在無(wú)投料、無(wú)危險(xiǎn)的條件下為企業(yè)快速培養(yǎng)出富有事故處理經(jīng)驗(yàn)的操作人員。仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)使學(xué)生不進(jìn)工廠就能得到開車、停車及事故處理的操作機(jī)會(huì)，因此，多數(shù)高校采用仿真實(shí)訓(xùn)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合的方法，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)事半功倍［2］。本文旨在充分利用仿真軟件提供的平臺(tái)，改革化工仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，提高學(xué)生的操作技能和操作水平，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高技能化工人才的目標(biāo)。

1 化工仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

1.1 “教、學(xué)、做”一體化

《化工仿真實(shí)訓(xùn)》采用課堂與實(shí)習(xí)地點(diǎn)一體化的教學(xué)場(chǎng)景，實(shí)施“教、學(xué)、做”一體化。這種理論實(shí)踐一體化教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相分離的教學(xué)形式，突出了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的應(yīng)用性、綜合性、實(shí)踐性，它集理論知識(shí)傳授、現(xiàn)場(chǎng)觀摩、實(shí)踐操作技能學(xué)習(xí)、訓(xùn)練為一體，集教師與學(xué)生雙向交流和指導(dǎo)、小組討論協(xié)作為一體，促進(jìn)了對(duì)知識(shí)、技能的理解，避免了操作的盲目性，提高了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的興趣和實(shí)際動(dòng)手能力，由被動(dòng)模擬變?yōu)橹鲃?dòng)操作，為今后走向工作崗位增強(qiáng)了適應(yīng)能力。

1.2 行動(dòng)導(dǎo)向的任務(wù)驅(qū)動(dòng)

《化工仿真實(shí)訓(xùn)》采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)模式，在與企業(yè)實(shí)際相似的學(xué)習(xí)情境(裝置)中設(shè)置若干工作任務(wù)，包括:1)設(shè)計(jì)工藝流程;2)編寫開車操作規(guī)程及開車操作;3)編寫停車操作規(guī)程及停車操作;4)編寫事故預(yù)案及事故處理。通過(guò)任務(wù)的設(shè)置使復(fù)雜的學(xué)習(xí)過(guò)程，轉(zhuǎn)為相對(duì)簡(jiǎn)單的任務(wù)指標(biāo)的落實(shí)。在完成任務(wù)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)獲取信息、設(shè)計(jì)流程、制定操作規(guī)程、操作等完整實(shí)踐過(guò)程，掌握職業(yè)技能、獲得專業(yè)知識(shí)，構(gòu)建自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)體系。

2 化工仿真實(shí)訓(xùn)的教學(xué)過(guò)程

2.1 六步法組織教學(xué)

遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)規(guī)律，以工作任務(wù)設(shè)計(jì)教學(xué)情境。每個(gè)工作任務(wù)，主要采用“資訊—決策—計(jì)劃—實(shí)施—檢查—評(píng)估”六步法來(lái)組織教學(xué)。以帶壓液體輸送裝置中的《編寫開車操作規(guī)程及開車操作》任務(wù)為例，教學(xué)組織過(guò)程見表1。

表1 任務(wù)的教學(xué)組織過(guò)程

2.2 運(yùn)用靈活多樣的教學(xué)方法

1)任務(wù)為導(dǎo)向、基于工作過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué)法。《化工仿真實(shí)訓(xùn)》采用的教學(xué)項(xiàng)目主要包括帶壓液體輸送、液位控制、冷熱物流換熱、丁烷精餾、C4吸收、促進(jìn)劑合成等裝置。項(xiàng)目從簡(jiǎn)單到綜合，例如，丁烷精餾這個(gè)項(xiàng)目包括了液體輸送、冷熱流體換熱、液位控制等子項(xiàng)目，這些子項(xiàng)目就會(huì)在此復(fù)雜項(xiàng)目實(shí)施前分別作為單獨(dú)項(xiàng)目來(lái)學(xué)習(xí)，既分散了難點(diǎn)，又符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由淺入深、從簡(jiǎn)到繁、先易后難。

在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)避免仿真教學(xué)“游戲化”的不良趨向。以往教學(xué)學(xué)生只是按操作指導(dǎo)書操作，經(jīng)常不知所以然，而采用任務(wù)為導(dǎo)向、基于工作過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué)法，學(xué)生需要自編工藝流程、開停車操作規(guī)程、事故處理預(yù)案等，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生逐漸理解了工藝流程、操作規(guī)程、事故處理以及控制的原理等，避免了仿真操作的盲目性和機(jī)械性，不僅會(huì)操作，還知道為什么這樣操作，變無(wú)目的被動(dòng)模擬為有目的主動(dòng)操作。

2)引導(dǎo)文法。每一個(gè)項(xiàng)目都有一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)單提供給學(xué)生，學(xué)生按照任務(wù)單的提示，一步一步地完成項(xiàng)目任務(wù)。例如設(shè)計(jì)帶壓液體輸送裝置工藝流程時(shí)，由于學(xué)生是第一次設(shè)計(jì)流程，為了幫助學(xué)生理清設(shè)計(jì)思路，任務(wù)單會(huì)有提示:a)泵前需設(shè)一個(gè)帶壓緩沖罐(帶壓罐)，防止前一工段的短暫停車造成后續(xù)工段的波動(dòng)或停工。b)采用離心泵輸送。設(shè)計(jì)備用泵，避免因?yàn)楸霉收显斐赏＼?。備用泵和運(yùn)轉(zhuǎn)泵并聯(lián)安裝以備切換。泵前后要設(shè)置進(jìn)口閥和出口閥，可在泵切換或維修時(shí)關(guān)閉前后閥門，使故障泵與主流程隔離。c)泵出口流量大小采用流量調(diào)節(jié)器自動(dòng)控制。d)自動(dòng)控制閥門一般都有旁路閥和前后手閥。當(dāng)自動(dòng)控制閥發(fā)生故障，可以通過(guò)旁路閥手動(dòng)調(diào)節(jié)使生產(chǎn)繼續(xù)，關(guān)閉前后手閥后，可維修自動(dòng)控制閥門。

3)案例教學(xué)法。將學(xué)生違規(guī)操作或教師通過(guò)教師機(jī)設(shè)置故障引發(fā)的事故案例進(jìn)行教學(xué)分析，可引導(dǎo)學(xué)生多方位思考，組織學(xué)生討論分析出現(xiàn)的問(wèn)題，提出正確的操作方法。

仿真還可以進(jìn)行嘗試那些有可能引發(fā)事故而在真實(shí)環(huán)境中不被允許進(jìn)行的操作和控制。學(xué)生可以親眼目睹不當(dāng)操作產(chǎn)生的后果。例如，淹塔、燒泵等事故的發(fā)生，提升了學(xué)生的操作技能，增強(qiáng)了學(xué)生的安全責(zé)任感。

4)角色扮演法。角色扮演主要是仿照實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的崗位設(shè)置，將學(xué)生分組并分配角色，統(tǒng)籌安排工作量及工作順序，每個(gè)角色各負(fù)其責(zé)，相互配合共同完成一個(gè)裝置開車任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生之間的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)。在操作過(guò)程中，學(xué)生要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作界面(FIELD界面)與監(jiān)控界面(DCS界面)的切換，這個(gè)過(guò)程類似于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中中控室人員與現(xiàn)場(chǎng)操作人員的協(xié)作，要求學(xué)生按分配的角色分工操作，防止仿真實(shí)訓(xùn)與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的脫節(jié)［3］。例如，啟動(dòng)離心泵時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員先關(guān)閉出口閥門，打開泵的進(jìn)口閥門灌泵排氣;現(xiàn)場(chǎng)操作人員通知中控室操作人員啟動(dòng)離心泵;當(dāng)泵出口液體達(dá)到一定壓力時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員打開泵的出口閥門等。

2.3 建立多元化的考核方法

《化工仿真實(shí)訓(xùn)》考核評(píng)價(jià)分為過(guò)程性評(píng)價(jià)(占70%)和終結(jié)性評(píng)價(jià)(占30%)兩部分。過(guò)程性評(píng)價(jià)由教師和學(xué)生共同完成，包括平時(shí)態(tài)度、學(xué)生自評(píng)互評(píng)、操作考核、結(jié)果考核等多種形式，全面、科學(xué)地考核學(xué)生對(duì)專業(yè)能力的掌握、理論知識(shí)的應(yīng)用、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、計(jì)劃和決策能力、完成工作任務(wù)質(zhì)量、自我學(xué)習(xí)等多元能力。終結(jié)性評(píng)價(jià)以理論和實(shí)際操作考試兩種形式考核學(xué)生對(duì)知識(shí)、技能的掌握。仿真考試以上機(jī)操作形式進(jìn)行。理論考試是從題庫(kù)中隨機(jī)抽取，并根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的特點(diǎn)按比例進(jìn)行組題。實(shí)際操作考試是用仿真軟件提供的平臺(tái)進(jìn)行考核，并與化工總控工職業(yè)資格鑒定相結(jié)合，采用屏蔽操作指導(dǎo)，要求學(xué)生能夠獨(dú)立完成，嚴(yán)格控制操作的規(guī)范性，按操作步驟、操作質(zhì)量、操作趨勢(shì)等多項(xiàng)內(nèi)容細(xì)化評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，考核了學(xué)生利用計(jì)算機(jī)DCS控制生產(chǎn)過(guò)程的能力。

3 化工仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的實(shí)施效果

《化工仿真實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)改革實(shí)施后使學(xué)生的綜合職業(yè)能力得到大幅度提高，主要表現(xiàn)為:1)具有一定的設(shè)計(jì)工藝流程、編寫開停車操作規(guī)程和事故處理預(yù)案的能力，這些能力的培養(yǎng)融匯了化工單元操作、儀表、自控、反應(yīng)、工藝等多方面的知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生解決化工工程問(wèn)題的綜合能力。2)通過(guò)操作仿真軟件進(jìn)行事故處理，分析事故產(chǎn)生的原因和可能造成的后果，掌握事故的處理方法，提高獨(dú)立分析和工作的能力，進(jìn)而提高安全意識(shí)。3)具有預(yù)見性分析能力，正確判斷裝置工藝參數(shù)的變化趨勢(shì)，待參數(shù)偏離正常值之前及時(shí)進(jìn)行微調(diào)，提高了學(xué)生對(duì)復(fù)雜化工過(guò)程動(dòng)態(tài)運(yùn)行的分析和決策能力。4)學(xué)生真正感受到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，相互溝通，目標(biāo)一致，才能順利完成工作任務(wù)。

［1］ 劉天霞，姬鴻斌.仿真實(shí)習(xí)在化學(xué)工程專業(yè)教育中的應(yīng)用［J］.石油化工應(yīng)用，2007，27(2):88－90.

［2］ 張淑新.高職化工仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)策略研究［J］.中國(guó)成人教育，2010(10):170－171.

［3］ 邱挺，黃智賢，葉釗，等.化工仿真實(shí)習(xí)課程的教學(xué)實(shí)踐與改革［J］.化工高等教育，2012，127(5):56－58.