（山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，山東淄博市，256414）武永愛

2020年度山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院教科研項目,立項編號:202001,名稱：基于“金課”理念下，多元融合的混合式教學(xué)模式改革與創(chuàng)新研究--以《綠色焦化生產(chǎn)》為例。

根據(jù)化工課程的教學(xué)特點，將化工仿真模擬技術(shù)引入到化工課程的教學(xué)實踐中，使較抽象的教學(xué)理論形象化，從而縮短了課程教學(xué)理論與教學(xué)實踐的距離。仿真模擬工藝的交互性強，為教學(xué)提供了豐富的媒體素材支持，也為改進化工專業(yè)教學(xué)實踐提供了有利條件。如何有效地提高學(xué)生的操作能力，改善教學(xué)條件，一直是教育工作者關(guān)注和探索的問題。本文著重對仿真技術(shù)在化工教學(xué)中的實際應(yīng)用及教學(xué)中應(yīng)注意的問題進行了探討，以期促進仿真技術(shù)在高校教學(xué)中的推廣。

1 仿真技術(shù)特征

所謂的仿真技術(shù)主要指的是一種多種學(xué)科有機融合的綜合性技術(shù)，以控制論、系統(tǒng)論、相似原理以及信息技術(shù)為基礎(chǔ)部分，把計算機以及相關(guān)設(shè)備作為所需工具，把設(shè)想的系統(tǒng)借助計算機內(nèi)的模型進行動態(tài)化的試驗。在化工教學(xué)中，仿真技術(shù)指的是化工仿真技術(shù)，其主要是借助計算機設(shè)備，利用仿真系統(tǒng)再現(xiàn)化工的過程。

1.1 為教學(xué)提供有效的媒體素材

通常而言，在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，教師通常更重視理論知識的講授，促使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的興趣。仿真技術(shù)的應(yīng)用可以使枯燥的理論知識形象化，使學(xué)生積極參與課堂知識的學(xué)習(xí)，提高課堂教學(xué)的效率。同時，模擬技術(shù)的應(yīng)用可以使學(xué)生見證化工生產(chǎn)過程，保證整個實驗過程在可控范圍內(nèi)，教師可以在學(xué)生觀察媒體材料時講解重點和難點知識，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.2 理論與實踐的有機結(jié)合

化工教學(xué)作為一門工程科學(xué)，非常重視解決實際問題。然而，在處理具體問題的過程中，會涉及到很多復(fù)雜的方面，學(xué)生在理論知識學(xué)習(xí)中需要改變思維習(xí)慣，學(xué)會通過科學(xué)分析復(fù)雜的影響因素來確定解決問題的正確方法。仿真技術(shù)可以實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合。例如，在模擬實驗室中，學(xué)生在實驗預(yù)習(xí)和操作過程中，可以像專業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場一樣，通過不斷的模擬實踐，逐步了解和掌握化學(xué)實驗操作的步驟。

2 化工原理教學(xué)

在高職學(xué)院的化學(xué)工程課程中，教師需要確保學(xué)生完全了解相關(guān)的化學(xué)知識，還對化學(xué)工程有深刻的了解。隨著高校化學(xué)工程專業(yè)人數(shù)的增加，化學(xué)工程教育中出現(xiàn)的學(xué)生越來越多，但實驗設(shè)備卻很少增加，這對化工教育的質(zhì)量產(chǎn)生了負面影響，因為有些學(xué)生無法參加實際的實驗過程。但是，通過將仿真模擬技術(shù)應(yīng)用于實驗課程中的化學(xué)工程原理教學(xué)中，學(xué)生可以使用計算機的仿真模擬操作系統(tǒng)的演示來了解實驗中的所有環(huán)節(jié)，并熟悉操作的過程。

3 儀器分析教學(xué)

儀器分析是化工及相關(guān)專業(yè)的必修課程，特別是儀器分析是一種研究方法，主要用于測定物質(zhì)狀態(tài)，并對其進行質(zhì)量監(jiān)控與研究。此外，儀器分析可以使某些復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)得到簡化。以往的教學(xué)實施模式主要是教師講授和一些理論知識的展示。由于上課時間有限，學(xué)生很難理解和記憶儀器是如何操作以及操作原理的，這種現(xiàn)象在一些精密儀器的學(xué)習(xí)中尤其明顯。例如紫外分析儀，學(xué)生缺乏實際操作的機會，對于機器的使用方法和操作原理都是一知半解。

儀器分析模擬系統(tǒng)使學(xué)生有機會清楚地了解儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。模擬教學(xué)設(shè)備運行的全過程，一方面有利于提高教師教學(xué)效率，另一方面學(xué)生對教學(xué)設(shè)備運行的認識也更加清晰。特別值得注意的是，模擬并不意味著完全沒有現(xiàn)場實習(xí)，學(xué)生的現(xiàn)場觀察還是很重要的，通過對大型機器操作過程的親自觀察，學(xué)生可以更好地掌握所學(xué)的知識。比如在DCS這個控制系統(tǒng)的應(yīng)用中，通過實地調(diào)查，把看與做結(jié)合起來，學(xué)習(xí)效果必然事倍功半。

4 化學(xué)工藝教學(xué)

化工技術(shù)是化工專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，主要學(xué)習(xí)化工基礎(chǔ)、化工設(shè)計等方面的基本知識。一般情況下，教師在講授知識時，往往采取單邊灌輸?shù)闹v授方式，要求學(xué)生死記硬背某些過程，這種講授方法降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。與之相比，化工仿真課可以更有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生可以通過DCS畫面模擬各種工藝過程，可以根據(jù)需要改變參數(shù)，尋找更有效、更理想的工藝路線。

5 化工實習(xí)教學(xué)

為了提高學(xué)生的實踐能力，高校經(jīng)常會組織學(xué)生到各化工企業(yè)參加化工實習(xí)，但是在化工實習(xí)過程中存在很多不穩(wěn)定因素影響化工教學(xué)的實施。主要是復(fù)雜的生產(chǎn)流程，以及產(chǎn)品和原料易燃易爆的危險性，在導(dǎo)致學(xué)生在實習(xí)過程中受到各種限制，因此很難獲得實際的操作經(jīng)驗。

同時，受到實習(xí)基金的限制，高?；そ虒W(xué)很難為學(xué)生提供足夠的實習(xí)時間。因此，仿真模擬技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用改變了高?；嵙?xí)的現(xiàn)狀，高?；嵙?xí)教學(xué)可以通過仿真技術(shù)模擬和再現(xiàn)化工企業(yè)的生產(chǎn)流程，使學(xué)生能夠充分了解并加深對化學(xué)生產(chǎn)方面的知識。

但是，模擬技術(shù)不能完全替代工廠實習(xí)。高?？山M織學(xué)生先去化工企業(yè)參觀學(xué)習(xí)具體的生產(chǎn)流程，對化學(xué)工業(yè)有初步的了解之后，再通過仿真模擬實驗的教學(xué)，使其能夠?qū)どa(chǎn)的流程和相關(guān)操作更快的進行掌握。

6 化工仿真教學(xué)注意的問題

仿真教學(xué)不能脫離理論課程而單獨存在，理論與實踐相結(jié)合才能使學(xué)生從整體上掌握化工仿真軟件設(shè)備的總體布局。把學(xué)過的理論和實際相對應(yīng)，在學(xué)過的理論上加上老師的指導(dǎo)，學(xué)生學(xué)好這一部分的內(nèi)容是很自然的事。在具體操作過程中，要有計劃地、有針對性地進行化工模擬，不能僅僅依靠軟件的總體布局，因為化工生產(chǎn)線是由多條線相互聯(lián)接而成的，所以必須清楚聯(lián)接線，尤其是主要幾條線的聯(lián)接方式和聯(lián)接走向。從細節(jié)上把握系統(tǒng)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，可以有效地避免盲目的機械操作，將盲目的模仿變?yōu)橛心康牡闹鲃硬僮鳌?/p>

（1）要建立相應(yīng)的評估體系，這種評估體系要根據(jù)學(xué)生應(yīng)用軟件的情況來確定。對學(xué)生進行多方面的評價，如學(xué)生的實驗態(tài)度、實際操作情況、最終成績的取得等。

（2）培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也很重要，比如在進行模擬實驗時，可以讓學(xué)生進行興趣小組競賽，激發(fā)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)熱情，從而提高學(xué)習(xí)效率。

7 結(jié)束語

綜上所述，將模擬技術(shù)引入化工教學(xué)過程，使抽象的教學(xué)理論形象化、具體化。這一教學(xué)模式能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的實際操作能力得到提高，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作技能起到了重要作用。