化工崗位操作技能培養的有效途徑論文
摘要：闡述了在化工專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，如何通過(guò)將計算機虛擬仿真操作與模擬裝置上的實(shí)操及真實(shí)的生產(chǎn)實(shí)習相結合，達到提高學(xué)生崗位操作技能的目標。
關(guān)鍵詞：虛實(shí)結合；化工崗位；操作技能；有效途徑
隨著(zhù)化工生產(chǎn)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，許多化工企業(yè)采用了DCS（DistributedControl System，分散控制系統）生產(chǎn)控制系統。為使學(xué)生步入工作崗位之前能夠進(jìn)行必要的與現場(chǎng)控制最相近的操作鍛煉，獲得相關(guān)實(shí)踐技能，符合并滿(mǎn)足未來(lái)生產(chǎn)的要求，許多高職院校的化工技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)通過(guò)購置成型的化工仿真軟件、與企業(yè)及仿真公司合作開(kāi)發(fā)基于區域典型化工產(chǎn)品生產(chǎn)的仿真軟件等形式，建立了自己的仿真實(shí)訓基地。仿真實(shí)訓已經(jīng)成為化工技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生技能訓練的重要手段。但是，仿真實(shí)訓畢竟是在虛擬的情境中進(jìn)行的，有其自身的局限性。教學(xué)中我院將虛擬的仿真教學(xué)與真實(shí)的下廠(chǎng)實(shí)習、模擬裝置的實(shí)操和頂崗實(shí)習結合在一起，提高了實(shí)踐教學(xué)效率，培養了學(xué)生較強的崗位操作技能。
與認識實(shí)習相結合
對于從未見(jiàn)過(guò)真實(shí)化工生產(chǎn)過(guò)程的學(xué)生而言，必須在仿真教學(xué)前進(jìn)行短期的現場(chǎng)認識實(shí)習。一方面，目前的仿真系統還未能實(shí)現化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的三維動(dòng)態(tài)示警功能，無(wú)法展現真實(shí)的生產(chǎn)裝置現場(chǎng)；另一方面，再逼真的虛擬現場(chǎng)也不可能替代實(shí)際的生產(chǎn)現場(chǎng)，無(wú)法產(chǎn)生真實(shí)的現場(chǎng)感覺(jué)。只有通過(guò)現場(chǎng)實(shí)習，使學(xué)生認識各種化工單元設備及其結構特點(diǎn)和空間幾何形狀，了解工藝過(guò)程和控制系統的組成，明確管道走向、閥門(mén)大小和位置等，感受實(shí)際的化工生產(chǎn)環(huán)境，才能使學(xué)生建立完整、真實(shí)的化工生產(chǎn)的概念。例如，在進(jìn)行反應釜仿真操作實(shí)訓前，讓學(xué)生到校外實(shí)訓基地去認識生產(chǎn)中最常用的、最典型的反應釜。了解真實(shí)的化工生產(chǎn)中如何進(jìn)料、出料，如何操作設備儀表控制反應溫度、調節反應壓力，熟悉閥門(mén)、管道和儀表的位置和空間布局等；觀(guān)察反應釜的攪拌裝置、換熱裝置、軸封、加料管、出料管、視鏡、入孔、測溫孔和測壓孔等附件的位置、形狀、作用及運行情況。
在此基礎上再進(jìn)行仿真訓練，可以使學(xué)生更深入地了解化工生產(chǎn)系統的操作原理，鍛煉學(xué)生對化工生產(chǎn)過(guò)程中的開(kāi)車(chē)、停車(chē)及事故處理的能力，更好地掌握調節器的基本操作技能，掌握復雜控制系統的投用和調整技術(shù)，提高對復雜生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)運行的分析和決策能力，從而真正掌握其特性和操作方法。
虛擬仿真操作與實(shí)物模擬操作相結合
仿真實(shí)訓畢竟是在虛擬的生產(chǎn)現場(chǎng)進(jìn)行的操作訓練，與真實(shí)的生產(chǎn)現場(chǎng)有一定差距。學(xué)生只能領(lǐng)會(huì )一般的過(guò)程和方法，無(wú)法感受觸覺(jué)及真實(shí)現場(chǎng)所具有的氛圍。尤其是可以推倒重來(lái)的“游戲式”操作，可以隨時(shí)“凍結”系統進(jìn)行充分思考，缺乏實(shí)際生產(chǎn)操作中需要的緊迫感與慎重感。
仿真只是實(shí)際生產(chǎn)裝置的簡(jiǎn)單化處理，操作參數控制比較隨意，帶有游戲色彩，選擇的數據即便偏差很大，也可以通過(guò)重新再做來(lái)彌補前一次的過(guò)失。而在實(shí)際生產(chǎn)中參數控制是十分嚴格的，容不得半點(diǎn)疏忽，否則，生產(chǎn)將無(wú)法正常進(jìn)行。在化工仿真實(shí)訓操作過(guò)程中，學(xué)生在計算機前處于放松狀態(tài)，很難體會(huì )到生產(chǎn)現場(chǎng)實(shí)際操作的緊張感，因此，仿真實(shí)訓對學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)際操作、處理實(shí)際問(wèn)題所應具備的心理素質(zhì)鍛煉不夠。
為此，仿真實(shí)訓后，我院在校內實(shí)訓基地進(jìn)行了實(shí)物化工單元和化工裝置的模擬操作，使學(xué)生從虛擬的二維平面走進(jìn)真實(shí)的三維立體空間，感受真實(shí)的閥門(mén)開(kāi)度的調節、塔釜液位的控制、儀表讀數的變化，體驗故障出現時(shí)的手忙腳亂和緊張恐慌，鍛煉實(shí)際操作需要的膽量和信心，學(xué)習設備和裝置的維護保養。這是培養學(xué)生職業(yè)技能和職業(yè)責任感不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節。例如，學(xué)生在仿真實(shí)訓室進(jìn)行了“吸收與解吸”單元的訓練后，再進(jìn)行模擬裝置的實(shí)際操作訓練。裝置運行前，學(xué)生會(huì )主動(dòng)了解每一個(gè)閥門(mén)、儀表的作用和調節方法，泵的啟動(dòng)方法等；設備一旦開(kāi)始運行，學(xué)生就會(huì )進(jìn)入一種緊張狀態(tài)，非常謹慎地調節壓力和流量，時(shí)刻注意觀(guān)察儀表的讀數；當出現液泛時(shí)，學(xué)生也會(huì )不知所措，但在教師指導下解決了問(wèn)題后，又會(huì )產(chǎn)生滿(mǎn)足感和成就感。所有這些感受和經(jīng)驗，都是在仿真機上得不到的，但卻是將來(lái)學(xué)生走上工作崗位時(shí)必然要面對和需要掌握的。
利用真實(shí)規程，解決虛實(shí)差別
化工仿真實(shí)訓是學(xué)生間接接觸生產(chǎn)實(shí)際的一種有效手段，但其操作的模擬性和程序化與現場(chǎng)操作還有相當的`距離。以乙醛氧化制醋酸仿真實(shí)訓為例，開(kāi)車(chē)操作中一開(kāi)始即向氧化塔注酸進(jìn)行酸洗，而工廠(chǎng)實(shí)際開(kāi)車(chē)前卻要求機電、儀表、計算機、化驗分析須具備開(kāi)工條件，值班人員在崗；需檢查是否備有足夠的開(kāi)工用原料和催化劑；需N2吹掃、置換氣密等。在仿真實(shí)訓中，指導教師如果不對學(xué)生進(jìn)行指導說(shuō)明，學(xué)生進(jìn)入工廠(chǎng)實(shí)習或工作后會(huì )感到不理解，進(jìn)而會(huì )懷疑甚至否定在仿真實(shí)訓過(guò)程中獲得的知識、技能和經(jīng)驗。針對這個(gè)問(wèn)題，我院參考真實(shí)操作規程，編寫(xiě)了仿真實(shí)訓指導書(shū)，將無(wú)法進(jìn)行模擬仿真的生產(chǎn)準備等程序也一一列出，使仿真實(shí)訓操作程序與真實(shí)崗位操作程序一致，避免學(xué)生上崗后對實(shí)際操作的不適應，彌補仿真軟件的不足，縮短“準現場(chǎng)實(shí)踐”與實(shí)際崗位操作之間的距離。
提高指導教師生產(chǎn)實(shí)踐水平
仿真實(shí)訓指導教師隊伍的建設是仿真實(shí)訓教學(xué)順利進(jìn)行的有力保障。英國著(zhù)名工程教育專(zhuān)家齊斯霍姆教授說(shuō)：“只有由具有外科醫生資格的教師，在外科手術(shù)室里才能培養出真正的外科醫生�！蓖�，只有具有生產(chǎn)一線(xiàn)實(shí)踐經(jīng)驗、操作技能和相關(guān)職業(yè)資格的教師，才能培養出化工生產(chǎn)一線(xiàn)的高素質(zhì)、高技能應用型人才。
在仿真軟件營(yíng)造的虛擬生產(chǎn)現場(chǎng)和虛擬控制室中，指導教師成為影響學(xué)生操作訓練水平的重要因素。一方面，指導教師應熟悉每個(gè)仿真軟件操作原理，能夠熟練地操作每個(gè)仿真軟件。在仿真實(shí)訓過(guò)程中，每一個(gè)學(xué)生的操作都不相同，產(chǎn)生的問(wèn)題和困難也是各種各樣，指導教師只有先行充分訓練，才能對學(xué)生及時(shí)加以指導并幫助解決問(wèn)題。另一方面，教師應熟悉實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中主要生產(chǎn)設備的結構和運行特點(diǎn)、主要工藝參數的控制方法和技巧、主要儀表的控制原理等，具有豐富的實(shí)踐操作經(jīng)驗和較高的工藝理論水平，能夠洞悉虛擬軟件與實(shí)際規程之間的差別。當學(xué)生獨出心裁地提出各種優(yōu)化操作方案時(shí)，要求指導教師能夠甄別哪些是可行性的操作，哪些是軟件允許而實(shí)際生產(chǎn)卻必須杜絕的錯誤操作，拓展學(xué)生的知識和思路。
要達到上述要求，教師必須深入企業(yè)，在生產(chǎn)崗位上進(jìn)行較長(cháng)時(shí)間的實(shí)踐鍛煉。我院化工系依托齊魯石化公司和淄博市周邊化工企業(yè)，委派專(zhuān)業(yè)教師有針對性地進(jìn)行下廠(chǎng)鍛煉。例如，為了更好地指導學(xué)生操作丙烯酸甲酯工藝仿真系統和聚氯乙烯工藝仿真系統，我系教師特地到齊魯石化下屬化工生產(chǎn)單位中丙烯酸甲酯生產(chǎn)崗位和聚氯乙烯生產(chǎn)崗位進(jìn)行頂崗實(shí)踐鍛煉，掌握一線(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)，積累寶貴的過(guò)程性知識，確保在仿真教學(xué)過(guò)程中對學(xué)生實(shí)行科學(xué)有效的指導。
頂崗實(shí)習，檢驗技能水平
頂崗實(shí)習給學(xué)生提供了“真刀實(shí)槍”的鍛煉機會(huì )，也是檢驗教學(xué)成果的最客觀(guān)的標尺。在實(shí)習崗位，學(xué)生對生產(chǎn)現場(chǎng)和控制室均無(wú)陌生感，很快就熟悉了控制室的儀表、開(kāi)關(guān)、閥門(mén)、各種設備及其控制指標等，對DCS系統的使用上手快，工藝指標調控到位，展現出較強的崗位操作技能。有些畢業(yè)生在很短的時(shí)間內，就站在了主操的崗位上。這充分說(shuō)明，虛實(shí)結合的實(shí)訓教學(xué)是一種高效能的實(shí)踐教學(xué)模式。
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