基于职教新干线平台，创新化工仿真教学模式

章惠，隆平，童孟良

（湖南化工职业技术学院化学工程系，湖南株洲412004）

基于职教新干线平台，创新化工仿真教学模式

章惠，隆平，童孟良

（湖南化工职业技术学院化学工程系，湖南株洲412004）

基于“世界大学城”空间的广域特征，针对化工仿真教学特点，本文从设计思路、教学组织、实施成效等方面对空间化工仿真教学模式进行阐述，探索了空间化工仿真教学在实现资源共享、开展远程教学、拓展工学结合途径、提升学生专业素养等方面具有的优势，并对未来的空间化工仿真教学平台开发与应用进行了展望。

职教新干线；化工仿真；资源共享；远程教学

化工生产具有工艺过程复杂、操作要求严格，并且常伴有高温、高压、易燃、易爆、有毒、有腐蚀等不安全因素，给职业院校化工类专业学生的现场实习、技能操练带来了困难，而传统的课堂教学模式早已不能满足职业教育培养高素质技能人才的需求，于是利用计算机模拟真实操作控制环境的化工仿真实训软件应运而生。

基于职教新干线开发的空间化工仿真教学平台，充分利用“空间”的开放、调控与交互功能，使化工生产工艺类课程的教学实现了远程学习训练、随时辅导交流，与原单机版化工仿真教学软件相比，突破了必须在学院指定时间、地点进行操练的局限性，构建了一种达到“人人、处处、时时”的全开放性化工仿真教学模式。

一、传统化工仿真实训软件的局限性

传统化工仿真教学软件是单机版的，学院购买以后，安装在固定机房，所有教学、训练都只能在该机房完成，其时空局限性十分明显。因此，软件不足之处主要体现如下两方面：

1.开放性不够

开发者完成研制工作后，系统即为完全定型的产品，使用者不能根据自己的需要和时间安排自主选择学习内容，必须在学院统一安排下进行训练和学习。

2.资源不够丰富

现有仿真实训系统一般仅限于展示生产工艺，缺少基础知识、设备结构、过程控制等方面的元素。这一缺陷造成学生不能全面了解工业生产过程的全貌。[1]

二、空间化工仿真教学平台设计思路

该网络学习交流平台是按照整体规划、分步实施、共建共享、动态更新的原则，以较好服务石油化工等湖南支柱产业、优势产业为宗旨开发，依托职教新干线空间，将理论学习、交流沟通、在线仿真和考核评价等多种功能集成于一体，通过化工技术类专业核心课程对接湖南石化产品典型工艺，仿真操作过程对接实际生产过程，构建了工学结合教学新模式。这一平台设计的主要思路和方法如下：

（1）服务器架构在本地，独立于世界大学城网络版仿真软件，师生通过职教新干线空间账号登录使用；

（2）该平台将职教新干线网络资源课程与仿真实训项目融为一体；

（3）构建仿真实训管理中心，全程指导监控、考核评价学员仿真实训效果；

（4）采用网游模式运行。学校用于实验和实习的仿真软件采用网游的模式网络化运行。学生可以在虚拟的化工工艺生产过程中，通过扮演不同的角色共同完成一项生产任务。

平台的构建主要具有以下特点：

1.选取开放平台

开放的数字化资源体系是整个空间化工仿真教学平台的核心。职教新干线为空间化工仿真教学实现跨越时空教学交互动提供了广阔的发展平台，将抽象、陌生的知识直观化、形象化，创建生动的表象，激发学习者兴趣，调动其主动学习的积极性。同时打破时间和空间的制约，延伸和拓宽了教学时空，实现全开放性训练，满足职业院校学生自主学习和多样化学习的需求，也为企业员工培训及远程教学提供了一条简洁实用的方式。[2]

图1 空间化工仿真教学平台

2.科学遴选项目

随着化工生产工艺流程的不断改进和工厂自动化程度的不断提高，围绕化工类专业人才的专业核心能力培养需求，按照适用性、针对性、操作性强和贴近实践等原则，对接典型的化工单元操作和化工产品生产工艺，目前平台选择的主要训练项目有丙烯酸甲酯、合成氨、PVC聚合3个工段级项目及间歇反应釜、离心泵、精馏塔、吸收解吸、固定床、流化床等10余个单元级项目，其如图2所示。通过项目训练，有效促进学生对基本的化工生产工艺流程及操作技能的掌握。

3.设计多样功能

化工仿真教学平台将传统的教学工作和用于实验、实习的仿真系统整合在一起，具有网络教学多种功能。

（1）整合、共享教学资源。化工仿真教学平台将基础化学、化工单元操作、PVC生产技术、合成氨工艺、反应器操作与技术等专业课程资源和仿真实训项目集成，构建了共享性专业教学资源库。

（2）开展远程教学与培训。将传统的授课、学习、辅导、答疑、作业、考核、评价等教学活动网络化，实现在校学生与企业员工的远程教学及培训。

（3）进行教学适时监控。教师利用选择性内容发布功能，为每一位学生、每一个小组量身定制适合他们的教学路径，实现对课程进度的直观掌控和有效引导。[3]同时，平台管理人员对教师教学、学员学习、考试成绩等数据进行分析、汇总，并导出Excel进行汇报、存档等，使其成为良好的教学评价与教学诊断工具。

三、基于空间的化工仿真教学模式

新型课程教学模式以“项目导向”为主体，按以下四步将空间化工仿真教学平台运用到教学过程当中，即仿真预习——课程教学——评价反馈——拓展引导，下面以“合成氨生产工艺”课程教学为例进行具体阐述。

（1）仿真预习。教师将授课班级学生分为三个任务小组，每个小组负责不同工段的仿真预习。学生通过空间仿真预习，了解单元设备及工艺的基本操作流程等，让学生身临其境。

（2）课程教学。通过学生空间仿真预习（留言、私信、群组讨论），丰富了教师课堂教学的资源，增强了教学针对性，提高了教学效果。

（3）评价反馈。学生通过空间仿真实训，开展师生群组讨论互动，老师汇总学生仿真实训信息总结评价。

（4）拓展引导。通过以上步骤训练，学生对合成氨生产工艺的过程有了较为全面的认识，任课教师针对学生情况进行个性化的拓展学习指导。

四、空间仿真教学成效

1.拓宽了课堂时空

该平台可以在有效时间内传输最大量的信息，学习者可以利用多媒体教学软件，链接点上提供的不同内容，根据自身学习进度与要求，将学习时间从课堂延伸到课外，将学习地点从教室拓展到校外，进行个性化、自主化的学习和全方位、全过程的互动交流。

2.拓展了工学结合途径

该平台利用先进的计算机仿真技术再现典型化工生产流程、化工单元操作过程和设备原理，高保真动静态机理模拟开停车、操作、调试、事故处理等过程。在非常逼真的操作环境下，学员依据生产中各种工艺条件和过程参数的变化，进行化工单元实训和真实产品的模拟生产实训，开辟了工学结合新途径。

3.提高了学生学习兴趣

以现场实际为依托，通过虚实结合、循序渐进的仿真实训教学，丰富了教学资源，打破了教师唱独角戏的局面，革新了教学方式，动静结合的操作弹性等，激发了学生求知欲望和学习兴趣，提高了教学效果。

五、空间仿真教学发展思路

以与企业合作为契机，以真实的工业装置技术资料为依据，将先进的绿色化工元素植入科学设计的化工仿真教学平台框架内，形成集知识学习、操作技能培训和考核评价功能于一体的多媒体动画“3D化工仿真资源”。对接湖南省内各大中型化工企业典型产品的生产工艺，与企业合作开发真实的实景3D仿真系统，进一步丰富网络仿真教学与培训资源库，其视频截图如图3所示。

当前，化工仿真空间教学已逐步成为我院化工类专业教学的主要手段，它打破了传统的课程教学模式和教学方法，借助多媒体技术和网络通信技术等，探索出了新型的课程教学模式和教学方法。但是如何利用世界大学城内丰富的信息资源，组织开发构建一个信息资源共建、共享的空间化工仿真教学完整体系将是我们需要进一步研究和探索的问题。☉

[1]丁忠伟，魏杰等.新型多功能化工仿真实训系统的开发与应用[J].实验技术与管理,2012（29）:71-73.

[2]余秀琴.职业教育教学资源信息化：固本培源开拓创新[Z].(中国职业技术教育)中国职业教育与成人教育网，2009.12.

[3]中青在线.上海财大数字教学平台引发教学管理模式变革[Z].中青在线，2008.12.

（编辑：杨馥红）

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：1673-8454(2012)13-0080-03