化工崗位操作技能培養(yǎng)的有效途徑論文
摘要：闡述了在化工專業(yè)教學中，如何通過將計算機虛擬仿真操作與模擬裝置上的實操及真實的生產實習相結合，達到提高學生崗位操作技能的目標。
關鍵詞：虛實結合；化工崗位；操作技能；有效途徑
隨著化工生產控制技術的不斷發(fā)展，許多化工企業(yè)采用了DCS（DistributedControl System，分散控制系統(tǒng)）生產控制系統(tǒng)。為使學生步入工作崗位之前能夠進行必要的與現(xiàn)場控制最相近的操作鍛煉，獲得相關實踐技能，符合并滿足未來生產的要求，許多高職院校的化工技術類專業(yè)通過購置成型的化工仿真軟件、與企業(yè)及仿真公司合作開發(fā)基于區(qū)域典型化工產品生產的仿真軟件等形式，建立了自己的仿真實訓基地。仿真實訓已經成為化工技術類專業(yè)學生技能訓練的重要手段。但是，仿真實訓畢竟是在虛擬的情境中進行的，有其自身的局限性。教學中我院將虛擬的仿真教學與真實的下廠實習、模擬裝置的實操和頂崗實習結合在一起，提高了實踐教學效率，培養(yǎng)了學生較強的崗位操作技能。
與認識實習相結合
對于從未見過真實化工生產過程的學生而言，必須在仿真教學前進行短期的現(xiàn)場認識實習。一方面，目前的仿真系統(tǒng)還未能實現(xiàn)化工企業(yè)生產過程的三維動態(tài)示警功能，無法展現(xiàn)真實的生產裝置現(xiàn)場；另一方面，再逼真的虛擬現(xiàn)場也不可能替代實際的生產現(xiàn)場，無法產生真實的現(xiàn)場感覺。只有通過現(xiàn)場實習，使學生認識各種化工單元設備及其結構特點和空間幾何形狀，了解工藝過程和控制系統(tǒng)的組成，明確管道走向、閥門大小和位置等，感受實際的化工生產環(huán)境，才能使學生建立完整、真實的化工生產的概念。例如，在進行反應釜仿真操作實訓前，讓學生到校外實訓基地去認識生產中最常用的、最典型的反應釜。了解真實的化工生產中如何進料、出料，如何操作設備儀表控制反應溫度、調節(jié)反應壓力，熟悉閥門、管道和儀表的位置和空間布局等；觀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。
在此基礎上再進行仿真訓練，可以使學生更深入地了解化工生產系統(tǒng)的操作原理，鍛煉學生對化工生產過程中的開車、停車及事故處理的能力，更好地掌握調節(jié)器的基本操作技能，掌握復雜控制系統(tǒng)的投用和調整技術，提高對復雜生產過程動態(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。
虛擬仿真操作與實物模擬操作相結合
仿真實訓畢竟是在虛擬的生產現(xiàn)場進行的操作訓練，與真實的生產現(xiàn)場有一定差距。學生只能領會一般的過程和方法，無法感受觸覺及真實現(xiàn)場所具有的氛圍。尤其是可以推倒重來的“游戲式”操作，可以隨時“凍結”系統(tǒng)進行充分思考，缺乏實際生產操作中需要的緊迫感與慎重感。
仿真只是實際生產裝置的簡單化處理，操作參數(shù)控制比較隨意，帶有游戲色彩，選擇的數(shù)據(jù)即便偏差很大，也可以通過重新再做來彌補前一次的過失。而在實際生產中參數(shù)控制是十分嚴格的，容不得半點疏忽，否則，生產將無法正常進行。在化工仿真實訓操作過程中，學生在計算機前處于放松狀態(tài)，很難體會到生產現(xiàn)場實際操作的緊張感，因此，仿真實訓對學生進行生產實際操作、處理實際問題所應具備的心理素質鍛煉不夠。
為此，仿真實訓后，我院在校內實訓基地進行了實物化工單元和化工裝置的模擬操作，使學生從虛擬的二維平面走進真實的三維立體空間，感受真實的閥門開度的調節(jié)、塔釜液位的控制、儀表讀數(shù)的變化，體驗故障出現(xiàn)時的手忙腳亂和緊張恐慌，鍛煉實際操作需要的膽量和信心，學習設備和裝置的維護保養(yǎng)。這是培養(yǎng)學生職業(yè)技能和職業(yè)責任感不可缺少的關鍵環(huán)節(jié)。例如，學生在仿真實訓室進行了“吸收與解吸”單元的訓練后，再進行模擬裝置的實際操作訓練。裝置運行前，學生會主動了解每一個閥門、儀表的作用和調節(jié)方法，泵的啟動方法等；設備一旦開始運行，學生就會進入一種緊張狀態(tài)，非常謹慎地調節(jié)壓力和流量，時刻注意觀察儀表的讀數(shù)；當出現(xiàn)液泛時，學生也會不知所措，但在教師指導下解決了問題后，又會產生滿足感和成就感。所有這些感受和經驗，都是在仿真機上得不到的，但卻是將來學生走上工作崗位時必然要面對和需要掌握的。
利用真實規(guī)程，解決虛實差別
化工仿真實訓是學生間接接觸生產實際的一種有效手段，但其操作的模擬性和程序化與現(xiàn)場操作還有相當?shù)腵距離。以乙醛氧化制醋酸仿真實訓為例，開車操作中一開始即向氧化塔注酸進行酸洗，而工廠實際開車前卻要求機電、儀表、計算機、化驗分析須具備開工條件，值班人員在崗；需檢查是否備有足夠的開工用原料和催化劑；需N2吹掃、置換氣密等。在仿真實訓中，指導教師如果不對學生進行指導說明，學生進入工廠實習或工作后會感到不理解，進而會懷疑甚至否定在仿真實訓過程中獲得的知識、技能和經驗。針對這個問題，我院參考真實操作規(guī)程，編寫了仿真實訓指導書，將無法進行模擬仿真的生產準備等程序也一一列出，使仿真實訓操作程序與真實崗位操作程序一致，避免學生上崗后對實際操作的不適應，彌補仿真軟件的不足，縮短“準現(xiàn)場實踐”與實際崗位操作之間的距離。
提高指導教師生產實踐水平
仿真實訓指導教師隊伍的建設是仿真實訓教學順利進行的有力保障。英國著名工程教育專家齊斯霍姆教授說：“只有由具有外科醫(yī)生資格的教師，在外科手術室里才能培養(yǎng)出真正的外科醫(yī)生。”同理，只有具有生產一線實踐經驗、操作技能和相關職業(yè)資格的教師，才能培養(yǎng)出化工生產一線的高素質、高技能應用型人才。
在仿真軟件營造的虛擬生產現(xiàn)場和虛擬控制室中，指導教師成為影響學生操作訓練水平的重要因素。一方面，指導教師應熟悉每個仿真軟件操作原理，能夠熟練地操作每個仿真軟件。在仿真實訓過程中，每一個學生的操作都不相同，產生的問題和困難也是各種各樣，指導教師只有先行充分訓練，才能對學生及時加以指導并幫助解決問題。另一方面，教師應熟悉實際生產過程中主要生產設備的結構和運行特點、主要工藝參數(shù)的控制方法和技巧、主要儀表的控制原理等，具有豐富的實踐操作經驗和較高的工藝理論水平，能夠洞悉虛擬軟件與實際規(guī)程之間的差別。當學生獨出心裁地提出各種優(yōu)化操作方案時，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際生產卻必須杜絕的錯誤操作，拓展學生的知識和思路。
要達到上述要求，教師必須深入企業(yè)，在生產崗位上進行較長時間的實踐鍛煉。我院化工系依托齊魯石化公司和淄博市周邊化工企業(yè)，委派專業(yè)教師有針對性地進行下廠鍛煉。例如，為了更好地指導學生操作丙烯酸甲酯工藝仿真系統(tǒng)和聚氯乙烯工藝仿真系統(tǒng)，我系教師特地到齊魯石化下屬化工生產單位中丙烯酸甲酯生產崗位和聚氯乙烯生產崗位進行頂崗實踐鍛煉，掌握一線生產技術，積累寶貴的過程性知識，確保在仿真教學過程中對學生實行科學有效的指導。
頂崗實習，檢驗技能水平
頂崗實習給學生提供了“真刀實槍”的鍛煉機會，也是檢驗教學成果的最客觀的標尺。在實習崗位，學生對生產現(xiàn)場和控制室均無陌生感，很快就熟悉了控制室的儀表、開關、閥門、各種設備及其控制指標等，對DCS系統(tǒng)的使用上手快，工藝指標調控到位，展現(xiàn)出較強的崗位操作技能。有些畢業(yè)生在很短的時間內，就站在了主操的崗位上。這充分說明，虛實結合的實訓教學是一種高效能的實踐教學模式。
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