夏偉 曹維良 張敬暢 牟玉蘭
摘 要 近年來化工仿真教學建立起了項目教學法為主教學及評價模式,但項目的內(nèi)容設置與企業(yè)真實的生產(chǎn)案例仍有較大區(qū)別,在這種情況下,結(jié)合實際化工生產(chǎn)的特點,從基礎仿真實訓操作以及生產(chǎn)實習仿真等教學環(huán)節(jié)進行改革,構(gòu)建了“基于化工仿真工廠”的教學模式,優(yōu)化配置仿真與實訓內(nèi)容,增設下廠前仿真實習,建立開放式仿真實訓平臺,通過分步驟實施和多元化評價,取得了較好的效果。
關(guān)鍵詞 仿真教學 改革 教學模式 評價模式
中圖分類號:G403 文獻標識碼:A
在仿真教學中,教師和學生可以實現(xiàn)對裝置的冷態(tài)開車、正常運行、故障處理和正常停車等操作,學生不進工廠就能了解化工設備的生產(chǎn)和操作過程,完成對生產(chǎn)裝置實際操作的訓練。傳統(tǒng)化工實踐教學的教學資源和教學形式都較為單一,滿足不了現(xiàn)代人才實踐能力培養(yǎng)的需要。從基礎仿真實訓、仿真操作實訓以及生產(chǎn)實習仿真針對學生,就化工實踐教學進行了改革與創(chuàng)新,構(gòu)建并實施了新型化工仿真教學模式及評價模式,為實用型人才的培養(yǎng)搭建了一個重要的實踐能力培訓的教學平臺。
1教學模式的改革
我院“化工仿真仿真工廠”是由浙江中控的軟硬件設備及北京東方仿真軟件系統(tǒng)組成,包含有單機練習、聯(lián)合操作和考核等多種操作模式,具有根據(jù)工藝流程特點和教學需求進行組態(tài)的分布式控制系統(tǒng)和智能評分系統(tǒng),以及參數(shù)設置、教師授權(quán)、過程監(jiān)測、成績統(tǒng)計等功能的教師站管理系統(tǒng)。這樣既可鞏固學生所學的專業(yè)知識,鍛煉學生綜合運用所學知識分析和理解生產(chǎn)實際問題,實現(xiàn)理論與實踐的緊密結(jié)合,又能促進傳統(tǒng)的教師演示、學生難于理解的被動操作模式向?qū)嶋H動手操作、靈活運用的主動實踐模式的轉(zhuǎn)變。
由于現(xiàn)代化工企業(yè)自動化、集成化程度較高,學生往往是以參觀及聽課的形式進行工廠見習,難以深入實際,實習質(zhì)量不高。隨著化工仿真工廠的建成與應用,化工仿真實習已成為解決實踐教學困難的最佳辦法,也是強化學生工程意識和實踐能力的一種有效途徑。針對生產(chǎn)實習部分的工藝流程,運用化工仿真軟件分布式控制系統(tǒng)操作形式,讓學生在學習任務的驅(qū)動下,嘗試開停設備、改變生產(chǎn)負荷、處理突發(fā)事故等操作。首先,在教學實施環(huán)節(jié)上,打破原有實訓學時(教學計劃學時為32學時)的限制,利用學院開放的計算機房,讓學生根據(jù)個人的需求,利用課余時間自由安排操作實訓和上機,強化軟件仿真操作,鞏固專業(yè)知識。其次,在硬件設備實訓內(nèi)容上,學生可自由選擇仿真工廠中的硬件裝置進行實訓,以此彌補實訓室資源及實訓學時的不足。再次,在教學形式上,學生可根據(jù)自己感興趣的仿真內(nèi)容,以個人或小組的形式確定相關(guān)課題,通過教師指導、相互討論、確定方案、操作運行、錯誤辨析、解決問題等過程,完成“自由選題”的實訓內(nèi)容。另外需要注意的是,化工實訓工程性較強,涉及因素較多,實訓操作須認真考慮、充分準備,在實訓操作之前進行仿真模擬的預習演練是很有必要的。
2教學評價模式的改革
傳統(tǒng)紙質(zhì)試卷的實訓考核模式已不能對學生進行較為全面、科學地評價,因此結(jié)合改革后教學模式的實施過程,改革了評價機制,執(zhí)行多元化評價,考核的內(nèi)容更加全面,考核的方式更加合理。改革后的評價機制由三部分組成:
(1)單元操作模塊,采取綜合評價。根據(jù)過程中學生操作規(guī)范性和熟練度,以及自主動手和小組合作情況,結(jié)合學生實訓報告、問題解答等進行綜合評價。
(2)軟件仿真實習模塊,運行在線評價。教師根據(jù)教學內(nèi)容靈活設置故障,模擬故障現(xiàn)象,在線實時監(jiān)控,分步驟分階段打分。操作結(jié)束后,學生的總體成績自動生成。
(3)開放教學模塊,執(zhí)行跟蹤評價。學生運用仿真實訓平臺,以個人或小組形式選題,查找相關(guān)資料,設計實訓方案,進行在線模擬,實訓結(jié)果以撰寫小論文或交流討論匯報的方式展示。指導教師參與實訓方案的討論、確立與執(zhí)行,并對整個過程進行指導、監(jiān)督與跟蹤考核。改革后的評價方式在原有靜態(tài)的、終結(jié)性評價基礎上,加上隨時間空間動態(tài)的、及時性評價,這種配合了不同的實踐教學環(huán)節(jié)、執(zhí)行多元化的評價,不僅考核了學生的專業(yè)實踐成績,也考核了學生各方面的綜合能力,使得化工實踐教學評價更加的全面、合理。
3總結(jié)
調(diào)查結(jié)果表明,學生普遍認為“化工仿真工廠”的化工仿真教學模式直觀、形象、生動,激發(fā)了學習興趣;理論與實際聯(lián)系緊密,實用性強;鍛煉靈活運用專業(yè)知識分析問題和解決問題的能力;自學能力、動手能力與合作能力也有一定的提高。另外,還就畢業(yè)后到化工生產(chǎn)企業(yè)工作的學生進行了個別訪談,這部分學生都表示,經(jīng)過化工仿真實踐,自己的職業(yè)綜合素質(zhì)和技能得到一定的訓練和培養(yǎng),為就業(yè)奠定了較好的基礎,對順利地適應工作環(huán)境和進入工作狀態(tài)起了較大的作用。化工仿真教學模式及評價模式的創(chuàng)新和實行,打破了實訓室資源和實驗學時數(shù)的限制,改善了生產(chǎn)實習難以動手、實習質(zhì)量不高的局面,提高了化工實踐教學的效率和質(zhì)量,為實用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供了有效的教學平臺。
基金項目:海南省教育科學規(guī)劃課題(QJY1251555)。
參考文獻
[1] 荊濤,鄭永杰,田景芝.仿真技術(shù)在高?;そ虒W中的應用[J].高師理學刊,2006,26(4).
[2] 夏迎春,吳重光,張貝克,等.現(xiàn)代化工仿真訓練工廠[J].系統(tǒng)仿真學報,2010,22(4).
[3] 懷春,等.基于化工仿真培訓器專家評分系統(tǒng)的研究和開發(fā)田[J].計算機與應用化學,2012,29(5).