如何上好仿真實(shí)訓(xùn)課

巨紅梅，王曼青

（濟(jì)南市技師學(xué)院 化工工藝與制藥系，山東 濟(jì)南 250102）

如何上好仿真實(shí)訓(xùn)課

巨紅梅，王曼青

（濟(jì)南市技師學(xué)院 化工工藝與制藥系，山東 濟(jì)南 250102）

文章以壓縮機(jī)仿真實(shí)訓(xùn)為例，緊密結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從備課、上課和課后三個(gè)方面，有針對(duì)性地闡述了上好仿真實(shí)訓(xùn)課的體會(huì)和重要性?？梢曰ハ鄬W(xué)習(xí)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)配合協(xié)作能力，利用考核模式，形成學(xué)生間的比賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓師生在愉悅中完成學(xué)習(xí)。

仿真實(shí)訓(xùn)；虛擬工作環(huán)境；操作能力；學(xué)習(xí)熱情

職業(yè)教育是教育體系的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著為社會(huì)培養(yǎng)技能型人才的重任，為了培養(yǎng)出與企業(yè)零距離的職工，各學(xué)校都在推進(jìn)“校企合作、工學(xué)結(jié)合、頂崗實(shí)習(xí)”的人才培養(yǎng)模式。而化工生產(chǎn)具有易燃、易爆、易中毒，高溫、高壓，有腐蝕的特點(diǎn)；另外，化工生產(chǎn)規(guī)模大型化，生產(chǎn)方式高度自動(dòng)化與連續(xù)化，使得生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)變的困難，而且即使在生產(chǎn)崗位上也只能看到正常生產(chǎn)狀態(tài)，開車、停車操作和如何處理突發(fā)事故等無(wú)法在真實(shí)的工作環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。因此化工仿真實(shí)訓(xùn)課已經(jīng)越來(lái)越被重視，仿真軟件能夠提供與真實(shí)場(chǎng)景相似的虛擬工作環(huán)境，可以讓學(xué)生進(jìn)行各種崗位操作。學(xué)生可以通過仿真實(shí)訓(xùn)課程，提高操作能力、學(xué)習(xí)思考能力和解決問題的能力，嘗試失敗和成功的滋味，為提高學(xué)生崗位操作技能和下一步獨(dú)立上崗操作奠定良好基礎(chǔ)。仿真練習(xí)比起單純地聽老師的灌輸更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。

如何上好仿真實(shí)訓(xùn)課呢？下面筆者從三個(gè)方面談一下自己的體會(huì)：

一、講解核心理論，操作精益求精

教師不但要對(duì)仿真模塊所需的理論知識(shí)有深入的理解，在操作技能方面更要精益求精。我的標(biāo)準(zhǔn)是自己在做仿真操作時(shí)，成績(jī)必須在95分以上才算合格。另外，在備課時(shí)，緊抓重點(diǎn)，要求學(xué)生對(duì)基本原理有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。究竟為什么原理那么重要呢？對(duì)于只有步驟分，沒有質(zhì)量要求的簡(jiǎn)單的仿真操作，多數(shù)學(xué)生做起來(lái)都覺得很簡(jiǎn)單；但是，對(duì)于有質(zhì)量步驟要求的難度較高的仿真操作，有的同學(xué)卻是一頭霧水：閥門該開多少？壓力變化時(shí)，又該如何調(diào)節(jié)？究其原因，就是對(duì)設(shè)備的基本原理和相關(guān)知識(shí)理解不透、認(rèn)識(shí)不清造成的。

約翰·布蘭斯福德是一位著名的教育家。他認(rèn)為：知識(shí)不僅僅是其相關(guān)領(lǐng)域的一系列簡(jiǎn)單事實(shí)和公式的匯總，相反，某一領(lǐng)域的知識(shí)是圍繞一個(gè)核心概念或“大觀點(diǎn)”組織的，這一核心概念或“大觀點(diǎn)”指導(dǎo)了這一領(lǐng)域的思想。如果你想理解記住某些項(xiàng)目，請(qǐng)不要從細(xì)節(jié)開始，先從核心理念出發(fā)，并按照層次方式，形成圍繞這些較大概念的細(xì)節(jié)。

以壓縮機(jī)單元仿真為例，在備課時(shí)我認(rèn)真學(xué)習(xí)了相關(guān)理論，認(rèn)識(shí)到：壓縮機(jī)仿真操作的核心是蒸汽用量與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系。而真正理解這一關(guān)系，需要對(duì)汽輪機(jī)、壓縮機(jī)的工作原理有明確的認(rèn)識(shí)。具體原理是：壓縮機(jī)是由汽輪機(jī)帶動(dòng)的。汽輪機(jī)是一種以蒸汽為工作介質(zhì)，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的熱力原動(dòng)機(jī)。在汽輪機(jī)中，蒸汽的熱能通過噴嘴膨脹加速轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，高速蒸汽流經(jīng)動(dòng)葉，推動(dòng)葉輪和轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，對(duì)外輸出機(jī)械功，以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。被壓縮氣體從軸向進(jìn)入壓縮機(jī)，在葉輪的作用下，得到了很大的動(dòng)能；隨后氣體進(jìn)入壓縮機(jī)的擴(kuò)壓室中，氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，氣體被壓縮。由此得出結(jié)論：蒸汽的通入量越多，帶入的能量也越多，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速就越快。

抓住了核心問題，在操作時(shí)還要想方設(shè)法突破難點(diǎn)。在壓縮機(jī)單元仿真操作中，手動(dòng)升速是操作的難點(diǎn)，此過程要求壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速在250～300r/min，維持一段時(shí)間（60秒）無(wú)異常。初次操作時(shí)，由于不知道蒸汽閥的開度到底多少合適，往往會(huì)由于開度過大，造成壓縮機(jī)超速，而被判定為不合格。而仿真軟件沒有明確說明閥門開度的大小，我采用了嘗試法，最終得出了合理的開度數(shù)值。具體過程如下：首先估計(jì)蒸汽閥HC3011的開度，從5%開始，然后依次增加開度至6%、7%、8%，最終找到了合適的開度在小于10%，大約7%～9%之間。另外，操作的同時(shí)還要控制好甲烷儲(chǔ)罐的罐壓，使PRC304保持在400mmH2O。

二、精心組織，重點(diǎn)指導(dǎo)

在上仿真實(shí)訓(xùn)課之前，學(xué)生應(yīng)當(dāng)對(duì)該模塊的理論知識(shí)有一定的了解，也基本上掌握簡(jiǎn)單的操作技能。開始，教師在課堂上對(duì)用到的知識(shí)先做一個(gè)回顧，必要時(shí)應(yīng)當(dāng)加以補(bǔ)充講解。理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐能起到很好的指導(dǎo)作用，否則會(huì)浪費(fèi)許多寶貴的時(shí)間。

由于仿真軟件靈活性很強(qiáng)，訓(xùn)練時(shí)教師可讓學(xué)生自己動(dòng)手做一遍，體會(huì)一下，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的仿真操作，學(xué)生自己可以完成得很好。之后教師可對(duì)設(shè)備、工藝經(jīng)常發(fā)生的異常事故進(jìn)行設(shè)置，也可根據(jù)生產(chǎn)工藝條件、生產(chǎn)負(fù)荷的變化，讓學(xué)生反復(fù)操作訓(xùn)練，可單機(jī)練習(xí)、也可聯(lián)合操作，學(xué)生可以互相學(xué)習(xí)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)配合協(xié)作能力，利用考核模式，形成學(xué)生間的比賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓師生在愉悅中完成學(xué)習(xí)。但遇到一些難度較大的仿真模塊，多數(shù)學(xué)生會(huì)感到十分吃力。此時(shí)，教師可以利用教師機(jī)上的操作平臺(tái)進(jìn)行演示，讓學(xué)生模仿。但不要把過程完整地做一遍，否則學(xué)生會(huì)嚴(yán)格參照教師的做法去做。人還是有惰性的，有省事的，誰(shuí)還會(huì)費(fèi)心勞力呢？不費(fèi)吹灰之力就能得到的知識(shí)印象不會(huì)深刻，學(xué)生也失去了一個(gè)思考解決問題、提升自身能力的機(jī)會(huì)。

在實(shí)訓(xùn)過程中，還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生利用好仿真軟件中的各種工具。如：“進(jìn)度存盤”可以將學(xué)生所做的每一步實(shí)時(shí)保存下來(lái)，以備調(diào)用。當(dāng)下一步出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可以利用“進(jìn)度重演”功能將前期任務(wù)跳過，這樣就節(jié)約了時(shí)間，讓學(xué)習(xí)者把時(shí)間用在不會(huì)做的部分，而不是已經(jīng)學(xué)會(huì)的內(nèi)容。

在授課過程中，還應(yīng)教會(huì)學(xué)生如何獲取更多的步驟信息。除了步驟的具體指示語(yǔ)言，即開、關(guān)哪個(gè)閥門，投手動(dòng)、自動(dòng)還是投串級(jí)等具體的操作外，還要關(guān)注過程屬性、普通步驟屬性、質(zhì)量步驟屬性等提示。左鍵雙擊大步驟，可以看到過程屬性，包括起始條件、終止條件，過程延時(shí)等信息，讓學(xué)生在操作過程中有更多的信息可以參考。如壓縮機(jī)仿真開車步驟中，第二大步：罐FA3011充低壓甲烷，起始條件是PROCESSO. PV＞0；終止條件有三項(xiàng)：①VD01.OP＞0，延時(shí)100S；②0.05≤PT301.PV≤0.16，延時(shí)60S；③300＜PT304. PV＜500，延時(shí)60S。即當(dāng)進(jìn)料閥VD01開度大于0，且超壓保護(hù)控制器PIC303的實(shí)測(cè)值在0.05～0.16atm之間，甲烷儲(chǔ)罐FA3011壓力實(shí)測(cè)值在300～500mmH2O，并保持60秒，此時(shí)過程結(jié)束。

質(zhì)量步驟屬性除了列出起始條件和終止條件外，關(guān)鍵是列出質(zhì)量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值和允許的偏差。如上述第二大步中小步驟S3：通過調(diào)節(jié)FA311頂部安全閥VD03的開度，使儲(chǔ)罐FA311壓力PRC304（單位mmH2O）保持穩(wěn)定，起始條件是PT304.PV＞280，標(biāo)準(zhǔn)值是400，上偏差100，下偏差100；最大上偏差150，最大下偏差150；零線上偏差400，零線下偏差400。標(biāo)準(zhǔn)值是操作過程中要達(dá)成的最佳狀態(tài)，操作達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，得分最高；偏離標(biāo)準(zhǔn)值越多，分?jǐn)?shù)越低；當(dāng)達(dá)到零線上、下偏差時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為是不合格，并給此步打紅色“叉”號(hào)。

三、綜合評(píng)價(jià)，深刻反思

做完仿真實(shí)訓(xùn)之后，讓學(xué)生寫一份心得體會(huì)，總結(jié)一下所思所得。這樣，就能讓學(xué)生把知識(shí)更好地串聯(lián)起來(lái)，形成知識(shí)鏈，達(dá)到融會(huì)貫通，最后形成一個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖。

為什么仿真實(shí)訓(xùn)對(duì)學(xué)生日后的工作會(huì)有那么大的幫助呢？我一直在思考。后來(lái)，在讀約翰·梅迪納教授的著作《Brain Rules》時(shí)，找到了答案。研究表明，人類有許多類型的記憶系統(tǒng)，其中的一類有如下四個(gè)連續(xù)的處理階段：編碼、存儲(chǔ)、檢索和遺忘。編碼過程描述了在學(xué)習(xí)的最初時(shí)刻，也就是大腦初次遇見一種新的表述性信息的那個(gè)短暫的黃金瞬間，大腦中所發(fā)生的事情。在學(xué)習(xí)時(shí)刻，我們對(duì)信息的編碼越精細(xì)，形成的該信息的記憶就越牢固……如果你能夠復(fù)制你在記憶某個(gè)事情時(shí)的周圍環(huán)境，你可以提高記起這個(gè)事情的幾率。

因?yàn)楣S中的控制室與學(xué)校中的仿真室非常相似，置身其中，使學(xué)生感覺又回到初次學(xué)習(xí)仿真操作的環(huán)境中。因此，曾經(jīng)學(xué)得的一些知識(shí)和技能，如觀察儀表示數(shù)的變化、調(diào)節(jié)閥門開度等就被檢索、回憶起來(lái)，學(xué)生能很快進(jìn)入工作狀態(tài)，在最短的時(shí)間內(nèi)適應(yīng)工廠的學(xué)習(xí)和生活。

俗話說：學(xué)無(wú)止境，在教學(xué)中亦是如此。希望我的點(diǎn)滴心得能對(duì)大家有所啟迪，敬請(qǐng)批評(píng)指正。

[1]金文.仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2008，18.

[2]張仁忠，劉曉君.高職院校仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)研究[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013，26.

[3]石聰文，姚發(fā)業(yè)，杜淼，梁瑋.化工仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在高職教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].山東教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，03.

[4]唐曉松.淺談化工仿真實(shí)訓(xùn)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013，02.

[5]凌朝暉.化工仿真實(shí)訓(xùn)課程的優(yōu)化[J].化工職業(yè)技術(shù)教育，2009，03.

G718.5

A

1674-9324（2014）42-0253-02

巨紅梅（1968-），女，山東德州人，大學(xué)本科，講師，研究方向：化工；王曼青（1966-），女，山東濰坊人，大學(xué)本科，系主任、講師，研究方向：職教管理。