化工虚拟仿真对现场实习实践教学效果的作用-教育文档

1、化工虚拟仿真对现场实习实践教学效果的作用【】 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.化工虚拟仿真是通过数学模型的方法，将集散控制DCS操作 与化工生产相结合， 对过程参数进行精确控制与调节， 建立一个 与真实系统相似的操作控制系统， 模拟真实的生产装置， 再现真 实的生产过程。目前，仿真软件琳琅满目，挑选合适的虚拟仿真 软件与学生的认知实习和生产实习相结合， 既可以让学生在学习 理论知识的同时，学习实践知识，理论与实践相结合，增强学生 的感性认识， 解决学生对实际应用知识的欠缺问题， 又能在进入 工厂实

3、习前使学生首先了解原料、 中间产物、 最终产品的生产原 理、流程和重要工段的主要问题， 节省了学生需要在工厂实习的 时间和学校在这方面所需花费的资金。 因此， 引入虚拟仿真技术 用于实践教学是增强学生感性认识、 实际操作技能和提升实习实 践教学效果的重要手段。 重点结合我院实际情况分析虚拟仿真技 术在实习实践教学中的具体应用。一、引入虚拟仿真技术的必要性1. 化工专业课程门类多， 学生学习任务重， 很少有时间被安 排到工厂中进行实践应用知识的学习， 尽管在大四上学期通过认 知实习和生产实习环节被安排到化工厂中， 但由于化工生产具有 易燃易爆、高温高压、有毒有害等特点，生产过程都是在相对封 闭的

4、环境中进行，学生们不能动手操作，只能是看看设备、摸摸 流程，被动地听讲解员讲解一遍，难以深入掌握实际的知识，短 暂的实习结束回到学校， 几乎没有理解和记住任何东西， 使该十 分重要的环节成为了过场，造成了理论学习与实践操作的脱节 1 。2. 作为工科，化工专业培养出来的学生除了应该具有比较扎 实的专业知识外， 还应该具有较强的实践动手能力， 化工虚拟仿 真软件可以实现化工生产设备的冷态开车、 正常运行、 故障处理 和正常停车等操作， 学生在进入工厂前就能抢先了解化工产品的 生产和设备操作过程， 从而带着问题去有目的进行认知和生产实 习。因此，无论从理论与实践相结合的角度， 还是从培养学生的 实

5、际动手能力和分析解决实际问题的能力的角度， 在化工认知实 习和生产实习实践教学环节引入化工虚拟仿真技术都是很有必 要的。二、化工虚拟仿真技术的特点1. 化工虚拟仿真技术首先可以实现理论知识和实践知识的 结合，在理论知识的学习过程中，由于无法看到实物，老师对设 备和单元操作的讲解比较抽象， 学生也很难对设备产生实际的感 官理念，无法真正理解基本的原理并与实际工 业生产中的装置 相联系。化工虚拟仿真可以将各种设备的结构以及运行方式等直 观地显示在计算机上， 学生可以根据所学理论知识对设备进行操 作。操作错误，系统会做出提示并将错误的原因一一列出，指导 学生去进行相应的调试，直到得到正确的结果 2

6、。让学生进一 步理解生产过程的基本原理，使理论知识与实践紧密的联系起 来。2. 化工虚拟仿真技术具有直观性和可调节性， 它能够模拟真 实的生产设备，通过冷态开车、正常运行、停车以及出现事故时 数据的波动， 再现生产过程的实际动态特性， 使学生直观地看到 生产过程中涉及的参数及其变化， 形象生动展现设备结构、 基本 原理和工艺流程等。 仿真软件还可以设定各种故障、 极限运行状 态等，锻炼学生分析和解决实际问题的能力。3. 化工虚拟仿真技术还具有安全、绿色、经济的特点，通过 仿真系统模拟实际生产过程， 因不会生产出实际的化工产品， 故 不会造成设备破坏和环境污染，也不会发生人身伤亡。另外，通 过一

7、次购买软件可以节省大量的空间和购买设备、每次设备运 行、购买原料的大量费用。因此，采用虚拟仿真软件是最安全、 绿色、经济的实习方法。4. 虚拟仿真技术也具有不足之处， 首先它缺乏真实性， 毕竟 只是辅助培训， 只是学生接触实际过程的一种手段， 其与现场操 作灵活性、不可预见性还有相当的距离 3 。这往往需要操作人 员凭借丰富的经验和技术迅速反应并及时果断处理。 其次是实践 性差，即使开始选择的数据有很大的偏差， 也可以通过后续的调 整，弥补前一次的过失。而在实际生产中参数控制比较严格，如 果在实际生产中控制参数随意变化，后续生产将无法进行下去。三、虚拟仿真教学的实施3. 开展现场实习。 根据仿

8、真工艺内容的学习情况， 分配学生 到相应的工厂进行有目的的现场实习。 目前， 大多数化工厂不愿 意接收实习学生， 一方面是由于化工企业具有易燃易爆、 有毒有 害的特点。 另一方面是由于工作人员比较紧张， 还要抽身顾及实 习学生的讲解和安全 6 ；所以，得到来之不易的机会，首先就 必须要求学生做好计划， 实地验证自己学习到的知识， 带着化工 仿真中遇到的问题去现场向师傅请教。 其次对学生高标准、 严要 求。到化工企业实习最大的要求是强调安全性， 必须要求学生严 格遵守企业规定。四、结语一线生产过程中复杂化和连续性程度比较高， 现场实习使学 生亲临现场掌握全方面知识，这是化工虚拟仿真所不可比拟的； 化工虚拟仿真虽只是对生产操作的初步接触， 但其因具