化工虛擬仿真對現(xiàn)場實習(xí)實踐教學(xué)效果的作用-教育文檔

1、化工虛擬仿真對現(xiàn)場實習(xí)實踐教學(xué)效果的作用【】 This paper briefly describes the necessity of introducing virtual simulation technology into the field practice ， the characteristics of virtual simulation technology and the implementation method of the virtual simulation teaching ； the effect of the introduction of virtual s

2、imulation technology on the field practice teaching was also summarized in this article.化工虛擬仿真是通過數(shù)學(xué)模型的方法，將集散控制DCS操作 與化工生產(chǎn)相結(jié)合， 對過程參數(shù)進行精確控制與調(diào)節(jié)， 建立一個 與真實系統(tǒng)相似的操作控制系統(tǒng)， 模擬真實的生產(chǎn)裝置， 再現(xiàn)真 實的生產(chǎn)過程。目前，仿真軟件琳瑯滿目，挑選合適的虛擬仿真 軟件與學(xué)生的認知實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)相結(jié)合， 既可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí) 理論知識的同時，學(xué)習(xí)實踐知識，理論與實踐相結(jié)合，增強學(xué)生 的感性認識， 解決學(xué)生對實際應(yīng)用知識的欠缺問題， 又能在進入 工廠實

3、習(xí)前使學(xué)生首先了解原料、 中間產(chǎn)物、 最終產(chǎn)品的生產(chǎn)原 理、流程和重要工段的主要問題， 節(jié)省了學(xué)生需要在工廠實習(xí)的 時間和學(xué)校在這方面所需花費的資金。 因此， 引入虛擬仿真技術(shù) 用于實踐教學(xué)是增強學(xué)生感性認識、 實際操作技能和提升實習(xí)實 踐教學(xué)效果的重要手段。 重點結(jié)合我院實際情況分析虛擬仿真技 術(shù)在實習(xí)實踐教學(xué)中的具體應(yīng)用。一、引入虛擬仿真技術(shù)的必要性1. 化工專業(yè)課程門類多， 學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重， 很少有時間被安 排到工廠中進行實踐應(yīng)用知識的學(xué)習(xí)， 盡管在大四上學(xué)期通過認 知實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)被安排到化工廠中， 但由于化工生產(chǎn)具有 易燃易爆、高溫高壓、有毒有害等特點，生產(chǎn)過程都是在相對封 閉的

4、環(huán)境中進行，學(xué)生們不能動手操作，只能是看看設(shè)備、摸摸 流程，被動地聽講解員講解一遍，難以深入掌握實際的知識，短 暫的實習(xí)結(jié)束回到學(xué)校， 幾乎沒有理解和記住任何東西， 使該十 分重要的環(huán)節(jié)成為了過場，造成了理論學(xué)習(xí)與實踐操作的脫節(jié) 1 。2. 作為工科，化工專業(yè)培養(yǎng)出來的學(xué)生除了應(yīng)該具有比較扎 實的專業(yè)知識外， 還應(yīng)該具有較強的實踐動手能力， 化工虛擬仿 真軟件可以實現(xiàn)化工生產(chǎn)設(shè)備的冷態(tài)開車、 正常運行、 故障處理 和正常停車等操作， 學(xué)生在進入工廠前就能搶先了解化工產(chǎn)品的 生產(chǎn)和設(shè)備操作過程， 從而帶著問題去有目的進行認知和生產(chǎn)實 習(xí)。因此，無論從理論與實踐相結(jié)合的角度， 還是從培養(yǎng)學(xué)生的 實

5、際動手能力和分析解決實際問題的能力的角度， 在化工認知實 習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)引入化工虛擬仿真技術(shù)都是很有必 要的。二、化工虛擬仿真技術(shù)的特點1. 化工虛擬仿真技術(shù)首先可以實現(xiàn)理論知識和實踐知識的 結(jié)合，在理論知識的學(xué)習(xí)過程中，由于無法看到實物，老師對設(shè) 備和單元操作的講解比較抽象， 學(xué)生也很難對設(shè)備產(chǎn)生實際的感 官理念，無法真正理解基本的原理并與實際工 業(yè)生產(chǎn)中的裝置 相聯(lián)系?；ぬ摂M仿真可以將各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及運行方式等直 觀地顯示在計算機上， 學(xué)生可以根據(jù)所學(xué)理論知識對設(shè)備進行操 作。操作錯誤，系統(tǒng)會做出提示并將錯誤的原因一一列出，指導(dǎo) 學(xué)生去進行相應(yīng)的調(diào)試，直到得到正確的結(jié)果 2

6、。讓學(xué)生進一 步理解生產(chǎn)過程的基本原理，使理論知識與實踐緊密的聯(lián)系起 來。2. 化工虛擬仿真技術(shù)具有直觀性和可調(diào)節(jié)性， 它能夠模擬真 實的生產(chǎn)設(shè)備，通過冷態(tài)開車、正常運行、停車以及出現(xiàn)事故時 數(shù)據(jù)的波動， 再現(xiàn)生產(chǎn)過程的實際動態(tài)特性， 使學(xué)生直觀地看到 生產(chǎn)過程中涉及的參數(shù)及其變化， 形象生動展現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)、 基本 原理和工藝流程等。 仿真軟件還可以設(shè)定各種故障、 極限運行狀 態(tài)等，鍛煉學(xué)生分析和解決實際問題的能力。3. 化工虛擬仿真技術(shù)還具有安全、綠色、經(jīng)濟的特點，通過 仿真系統(tǒng)模擬實際生產(chǎn)過程， 因不會生產(chǎn)出實際的化工產(chǎn)品， 故 不會造成設(shè)備破壞和環(huán)境污染，也不會發(fā)生人身傷亡。另外，通 過一

7、次購買軟件可以節(jié)省大量的空間和購買設(shè)備、每次設(shè)備運 行、購買原料的大量費用。因此，采用虛擬仿真軟件是最安全、 綠色、經(jīng)濟的實習(xí)方法。4. 虛擬仿真技術(shù)也具有不足之處， 首先它缺乏真實性， 畢竟 只是輔助培訓(xùn)， 只是學(xué)生接觸實際過程的一種手段， 其與現(xiàn)場操 作靈活性、不可預(yù)見性還有相當(dāng)?shù)木嚯x 3 。這往往需要操作人 員憑借豐富的經(jīng)驗和技術(shù)迅速反應(yīng)并及時果斷處理。 其次是實踐 性差，即使開始選擇的數(shù)據(jù)有很大的偏差， 也可以通過后續(xù)的調(diào) 整，彌補前一次的過失。而在實際生產(chǎn)中參數(shù)控制比較嚴(yán)格，如 果在實際生產(chǎn)中控制參數(shù)隨意變化，后續(xù)生產(chǎn)將無法進行下去。三、虛擬仿真教學(xué)的實施3. 開展現(xiàn)場實習(xí)。 根據(jù)仿

8、真工藝內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況， 分配學(xué)生 到相應(yīng)的工廠進行有目的的現(xiàn)場實習(xí)。 目前， 大多數(shù)化工廠不愿 意接收實習(xí)學(xué)生， 一方面是由于化工企業(yè)具有易燃易爆、 有毒有 害的特點。 另一方面是由于工作人員比較緊張， 還要抽身顧及實 習(xí)學(xué)生的講解和安全 6 ；所以，得到來之不易的機會，首先就 必須要求學(xué)生做好計劃， 實地驗證自己學(xué)習(xí)到的知識， 帶著化工 仿真中遇到的問題去現(xiàn)場向師傅請教。 其次對學(xué)生高標(biāo)準(zhǔn)、 嚴(yán)要 求。到化工企業(yè)實習(xí)最大的要求是強調(diào)安全性， 必須要求學(xué)生嚴(yán) 格遵守企業(yè)規(guī)定。四、結(jié)語一線生產(chǎn)過程中復(fù)雜化和連續(xù)性程度比較高， 現(xiàn)場實習(xí)使學(xué) 生親臨現(xiàn)場掌握全方面知識，這是化工虛擬仿真所不可比擬的； 化工虛擬仿真雖只是對生產(chǎn)操作的初步接觸， 但其因具