孫學文+張文慧+譚華平+魏強+趙鎖奇+周亞松

摘要：化工生產(chǎn)實習是化工專業(yè)教學中重要的實踐環(huán)節(jié)，是消化吸收學過的理論知識，全面了解和認識化工生產(chǎn)過程、管理措施、經(jīng)營狀況和環(huán)保安全等情況的重要途徑。本文從化工生產(chǎn)實習面臨的問題出發(fā)，提出將化工生產(chǎn)影像資料及仿真模擬應用于化工生產(chǎn)實習的教學過程中，同時解決學生人數(shù)增加而企業(yè)接收實習困難的矛盾及緩解“只許看不許動”的尷尬實習局面，提高實習教學質(zhì)量和學生的工程實踐能力。

關鍵詞：化工生產(chǎn)實習;生產(chǎn)影像資料;仿真模擬;工程實踐

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）05-0046-02

一、引言

化工生產(chǎn)實習是化工專業(yè)教學中重要的實踐環(huán)節(jié)，通過課堂上的理論學習，在實際生產(chǎn)過程中消化吸收學過的理論知識，使學生全面了解和認識化工生產(chǎn)過程、管理措施、經(jīng)營狀況和環(huán)保安全等情況，更好地熟悉和了解實際化工生產(chǎn)過程，掌握生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制方法，為后續(xù)專業(yè)課的學習、畢業(yè)設計、就業(yè)打下堅實的基礎。此外，還可以幫助學生定位和規(guī)劃自己未來的發(fā)展，提高為人處世的能力。

但由于化工生產(chǎn)性質(zhì)決定其具有高溫、高壓、易燃、易爆及有毒等潛在危險，沒有接受過專業(yè)培訓的學生在實習過程中將給以生產(chǎn)為主營業(yè)務的企業(yè)帶來一定的管理壓力，學生的生產(chǎn)實習對企業(yè)來說，不僅不能帶來任何直接的經(jīng)濟效益，而且增大了企業(yè)的安全生產(chǎn)壓力。因此企業(yè)主動接收實習的積極性不高，導致可以進行生產(chǎn)實習的基地數(shù)量銳減。同時，由于近期頻發(fā)的安全生產(chǎn)事故，迫使生產(chǎn)企業(yè)規(guī)劃出更加嚴格的禁入?yún)^(qū)域，甚至連控制室也劃入其中。另外，由于科技的進步，化工廠將自動化、信息化高度集成，工廠內(nèi)看到的是幾乎無人值守的各種管線、加熱爐和各種塔器，學生很少有機會近距離了解化工過程的實際運行情況，更沒有機會接觸工廠的核心技術。此外，由于實習大多安排在每年的8月初，天氣炎熱，多數(shù)學生學習的主動性不高，對化工流程理解不多，感覺受益不大。因此，根據(jù)化工廠主要生產(chǎn)裝置影像資料及仿真模擬的可重現(xiàn)性、直觀性、立體性、生動性等特點，利用影像資料結合仿真模擬可以解決近距離觀察學習的問題[1]。

二、化工生產(chǎn)實習面臨的問題

傳統(tǒng)的實習通常是按照以往的套路進行，即先由帶隊老師在校內(nèi)進行實習動員及部分煉油知識的講解，然后進行三級安全教育后，分配到各生產(chǎn)車間，并邀請車間技術人員作技術講解，隨后進行生產(chǎn)車間工藝流程、控制指標及控制方法的學習，實習時間結束后根據(jù)學生的實習報告，評定學生的實習成績。但由于時間短、方法單一，學生能夠記住的相對比較少。特別是隨著煉油化工企業(yè)生產(chǎn)技術日趨規(guī)?；?、集成化，安全生產(chǎn)壓力增加的前提下，生產(chǎn)實習主要面臨以下問題：

1.根據(jù)國家政策，原來由企業(yè)辦學的高校與企業(yè)進行了剝離[2]，學校與企業(yè)均有各自的發(fā)展目標與任務，二者之間已經(jīng)沒有直接的關系，而化工生產(chǎn)企業(yè)大多涉及易燃、易爆、有毒，且危險品相對集中。學生實習會在一定程度上給企業(yè)生產(chǎn)和管理造成影響，甚至存在較嚴重的安全隱患。企業(yè)一般不愿意接收實習，但即使接收也不會讓學生實際操作，最大限度是安排到控制室或在相關人員帶領下進入車間學習。其次，現(xiàn)代化工廠自動化程度高，學生只能看不能動手，不便于觀察整個工藝過程，收集工藝數(shù)據(jù)。

2.近期天津濱海新區(qū)的危險化學品爆炸事故，給化工企業(yè)增加了很大的安全生產(chǎn)壓力，更加劇了生產(chǎn)實習的困難，化工企業(yè)嚴格劃定作業(yè)區(qū)域，以往實習可以進入的區(qū)域也在限制范圍內(nèi)，嚴重影響了生產(chǎn)實習效果。因此，生產(chǎn)實習實際上變成了學生到化工企業(yè)的會議室看資料，進入到控制室及現(xiàn)場變得十分困難，很難接觸到實際的內(nèi)容。很顯然，形式單一、模式統(tǒng)一的化工專業(yè)生產(chǎn)實習已不能滿足培養(yǎng)專業(yè)化工人才的要求。

3.隨著高校招生規(guī)模擴大，導致每年參加生產(chǎn)實習的人數(shù)急劇增加[2-5]，原有的實習基地接收實習的人數(shù)幾乎達到了接待能力的上限。而化工企業(yè)同時將原有的車間進行了必要的合并，成立了聯(lián)合車間，將原來車間的中控室集中到一個控制中心，控制室內(nèi)幾乎沒有多余的位置，導致學生無法在控制室內(nèi)進行相應的學習。同時，外操室也相對緊張，只有在崗師傅的位置。因此，每個聯(lián)合車間所能容納人數(shù)大幅度減少，正好與大學擴招相矛盾。

為了解決上述矛盾，大多數(shù)高校采取了“化整為零”的策略，鼓勵學生自己聯(lián)系生產(chǎn)實習地點或者將學生分散到多個化工行業(yè)中去。正因為對實習企業(yè)的選擇出現(xiàn)了“饑不擇食”的現(xiàn)象，導致學生實習場所十分分散，難于管理，實習的質(zhì)量嚴重下降，并增加了學生安全管理的風險。

4.隨著高校國際化戰(zhàn)略的實施及高?？己酥贫鹊膹娀M的國外學成的青年教師也逐步加入到實習隊伍中來。雖然專業(yè)基礎扎實，具有很強的研究能力，但他們的成長經(jīng)歷基本是從學校到學校，缺乏工程實踐經(jīng)驗和對化工生產(chǎn)的認識和理解[2-6]，甚至缺少對行業(yè)知識的了解，難于勝任生產(chǎn)實習的指導工作，不能準確解答學生提出的各種問題，難以保證實習質(zhì)量和預期的實習效果。

因此，迫切需要對化工專業(yè)學生的生產(chǎn)實習方式進行全面創(chuàng)新和改革，把握好實習中的各個環(huán)節(jié)，使實習真正能夠達到培養(yǎng)學生工程意識，提高學生工程能力的目的，保證生產(chǎn)實習的質(zhì)量和教學效果。

三、應用化工廠主要生產(chǎn)裝置影像資料及仿真模擬進行教學

1.應用影像資料進行工藝流程及相關理論知識的教學。教科書及操作手冊上繪制的工藝技術路線多是原則性的、靜態(tài)及分割的，加上學生對理論知識理解的程度不深，僅靠教科書和操作手冊是不夠的。同時，化工企業(yè)強化了安全生產(chǎn)措施，外來人員很難到生產(chǎn)區(qū)及控制區(qū)進行相關學習，無法完全實現(xiàn)真正的化工生產(chǎn)實習。同時，由于生產(chǎn)任務比較繁重，人手相對緊張，技術人員的講解不夠直觀、清晰，學生的收獲不大。

利用影像資料可以將整個工藝過程生動地表示出來，既能夠體現(xiàn)裝置的整體外觀，也可以通過聚焦某個操作單元的相關詳細信息。通過拉近鏡頭，更加直觀地理解裝置關鍵部位的具體形貌及物料的進出端口。并可以適時顯示正常操作時的溫度、壓力及流量等相關信息。在整體工藝流程圖中，利用控制室DCS的影像資料，顯示出每個反應器、分離器等主要設備，其進出物料的種類、流量，性質(zhì)、溫度、壓力及相關性質(zhì)參數(shù)等基本信息，而且實時變化，及時反映現(xiàn)場的操作情況，效果非常逼真。通過多次觀看、研讀，學生可以掌握整個工藝過程的技術路線及關鍵控制參數(shù)。

同時，利用制作的影像資料，可以了解工廠的歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展預期和規(guī)劃等相關情況。學生通過觀看影像資料，在進廠實習前就可以比較深入地熟悉實習工廠的相關情況，有利于進廠后的溝通與交流。

2.應用影像資料中生動案例進行安全教育?；どa(chǎn)過程是危險性較高的工作，生產(chǎn)實習必須將安全教育放在首位，這是保證實習質(zhì)量的前提。如何提高安全教育的效果，可以將化工廠典型案例影像資料給學生播放，根據(jù)公司歷年的安全事故進行總結，強調(diào)違規(guī)操作的可怕后果。通過分析其引起事故的原因，讓學生充分認識到化工企業(yè)的絕對安全性和相對危險性，提高學生的安全意識，在頭腦里樹立起嚴格遵守安全操作規(guī)程的觀念。

3.利用仿真模擬實現(xiàn)實習前的模擬訓練。化工生產(chǎn)過程屬于技術高度集成，自動化程度非常高的連續(xù)生產(chǎn)過程，學生實習過程中常遇到只許看不許動的情況，無法實現(xiàn)實際操作的鍛煉，更談不上參加開、停工和參與事故處理。化工仿真是運用實物、半實物或全數(shù)字化動態(tài)模型深層次地揭示學習內(nèi)容的新方法，是計算機輔助教學的高級階段。仿真實習可以給學生提供更多的操作機會，可在仿真過程中實現(xiàn)開停工訓練，并可以根據(jù)帶隊教師設定的故障，及時調(diào)節(jié)相關參數(shù)，排除故障，保證產(chǎn)品質(zhì)量及連續(xù)生產(chǎn)。這樣不僅可以實現(xiàn)親自動手操作，排除相關故障，而且可以極大提高學生的學習興趣，對生產(chǎn)流程、設備結構和控制參數(shù)能夠做到心中有數(shù)，提高了實習效率。與此同時，可以縮短學生在車間實習的時間，既減輕了實習給工廠帶來的安全生產(chǎn)壓力，同時也解決了學生人數(shù)增加而企業(yè)接收困難的矛盾，也提供了一條提高實習效果的可行路線。

4.應用仿真模擬可以彌補實習經(jīng)費的不足?；どa(chǎn)實習需要投入較多的實習經(jīng)費。目前，由于實習費用的逐年提高及學生人數(shù)的增加，高校用于學生生產(chǎn)實習的費用出現(xiàn)了捉襟見肘的情況。通過仿真模擬的應用，可以將很多實習過程移植到教室中。盡管仿真實習并不能完全替代現(xiàn)場實習，但采用此方法，不僅可以彌補實習經(jīng)費的不足，同時解決了“只許看不許動”的尷尬實習局面。

采用影像資料及模擬仿真的教學方式，可以使學生更加直觀地觀察到裝置的關鍵部位流程，并可增加實際操作的機會，有助于提高學生的感性認知及實踐能力，又能夠保證實習效果。

參考文獻：

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