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(xué)中，如何通過(guò)將計(jì)算機(jī)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(xí)相結(jié)合，達(dá)到提高學(xué)生崗位操作技能的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：虛實(shí)結(jié)合；化工崗位；操作技能；有效途徑
隨著化工生產(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(tǒng)）生產(chǎn)控制系統(tǒng)。為使學(xué)生步入工作崗位之前能夠進(jìn)行必要的與現(xiàn)場(chǎng)控制最相近的操作鍛煉，獲得相關(guān)實(shí)踐技能，符合并滿足未來(lái)生產(chǎn)的要求，許多高職院校的化工技術(shù)類專業(yè)通過(guò)購(gòu)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(qū)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(xùn)基地。仿真實(shí)訓(xùn)已經(jīng)成為化工技術(shù)類專業(yè)學(xué)生技能訓(xùn)練的重要手段。但是，仿真實(shí)訓(xùn)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)的下廠實(shí)習(xí)、模擬裝置的實(shí)操和頂崗實(shí)習(xí)結(jié)合在一起，提高了實(shí)踐教學(xué)效率，培養(yǎng)了學(xué)生較強(qiáng)的崗位操作技能。
與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)相結(jié)合
對(duì)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(xiàn)場(chǎng)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。一方面，目前的仿真系統(tǒng)還未能實(shí)現(xiàn)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(xiàn)真實(shí)的生產(chǎn)裝置現(xiàn)場(chǎng)；另一方面，再逼真的虛擬現(xiàn)場(chǎng)也不可能替代實(shí)際的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)法產(chǎn)生真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)感覺(jué)。只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)各種化工單元設(shè)備及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和空間幾何形狀，了解工藝過(guò)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(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(yīng)釜仿真操作實(shí)訓(xùn)前，讓學(xué)生到校外實(shí)訓(xùn)基地去認(rèn)識(shí)生產(chǎn)中最常用的、最典型的反應(yīng)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(shè)備儀表控制反應(yīng)溫度、調(diào)節(jié)反應(yīng)壓力，熟悉閥門、管道和儀表的位置和空間布局等；觀察反應(yīng)釜的攪拌裝置、換熱裝置、軸封、加料管、出料管、視鏡、入孔、測(cè)溫孔和測(cè)壓孔等附件的位置、形狀、作用及運(yùn)行情況。
在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行仿真訓(xùn)練，可以使學(xué)生更深入地了解化工生產(chǎn)系統(tǒng)的操作原理，鍛煉學(xué)生對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程中的開(kāi)車、停車及事故處理的能力，更好地掌握調(diào)節(jié)器的基本操作技能，掌握復(fù)雜控制系統(tǒng)的投用和調(diào)整技術(shù)，提高對(duì)復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)運(yùn)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(jié)合
仿真實(shí)訓(xùn)畢竟是在虛擬的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的操作訓(xùn)練，與真實(shí)的生產(chǎn)現(xiàn)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(xiàn)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(jié)”系統(tǒng)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(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(guò)重新再做來(lái)彌補(bǔ)前一次的過(guò)失。而在實(shí)際生產(chǎn)中參數(shù)控制是十分嚴(yán)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(xùn)操作過(guò)程中，學(xué)生在計(jì)算機(jī)前處于放松狀態(tài)，很難體會(huì)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的緊張感，因此，仿真實(shí)訓(xùn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)際操作、處理實(shí)際問(wèn)題所應(yīng)具備的心理素質(zhì)鍛煉不夠。
為此，仿真實(shí)訓(xùn)后，我院在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)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)的閥門開(kāi)度的調(diào)節(jié)、塔釜液位的控制、儀表讀數(shù)的變化，體驗(yàn)故障出現(xiàn)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(xí)設(shè)備和裝置的維護(hù)保養(yǎng)。這是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能和職業(yè)責(zé)任感不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如，學(xué)生在仿真實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行了“吸收與解吸”單元的訓(xùn)練后，再進(jìn)行模擬裝置的實(shí)際操作訓(xùn)練。裝置運(yùn)行前，學(xué)生會(huì)主動(dòng)了解每一個(gè)閥門、儀表的作用和調(diào)節(jié)方法，泵的啟動(dòng)方法等；設(shè)備一旦開(kāi)始運(yùn)行，學(xué)生就會(huì)進(jìn)入一種緊張狀態(tài)，非常謹(jǐn)慎地調(diào)節(jié)壓力和流量，時(shí)刻注意觀察儀表的讀數(shù)；當(dāng)出現(xiàn)液泛時(shí)，學(xué)生也會(huì)不知所措，但在教師指導(dǎo)下解決了問(wèn)題后，又會(huì)產(chǎn)生滿足感和成就感。所有這些感受和經(jīng)驗(yàn)，都是在仿真機(jī)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(duì)和需要掌握的。
利用真實(shí)規(guī)程，解決虛實(shí)差別
化工仿真實(shí)訓(xùn)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(xiàn)場(chǎng)操作還有相當(dāng)?shù)腵距離。以乙醛氧化制醋酸仿真實(shí)訓(xùn)為例，開(kāi)車操作中一開(kāi)始即向氧化塔注酸進(jìn)行酸洗，而工廠實(shí)際開(kāi)車前卻要求機(jī)電、儀表、計(jì)算機(jī)、化驗(yàn)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(xùn)中，指導(dǎo)教師如果不對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)說(shuō)明，學(xué)生進(jìn)入工廠實(shí)習(xí)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(xùn)過(guò)程中獲得的知識(shí)、技能和經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我院參考真實(shí)操作規(guī)程，編寫(xiě)了仿真實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)，將無(wú)法進(jìn)行模擬仿真的生產(chǎn)準(zhǔn)備等程序也一一列出，使仿真實(shí)訓(xùn)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(duì)實(shí)際操作的不適應(yīng)，彌補(bǔ)仿真軟件的不足，縮短“準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐”與實(shí)際崗位操作之間的距離。
提高指導(dǎo)教師生產(chǎn)實(shí)踐水平
仿真實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍的建設(shè)是仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)順利進(jìn)行的有力保障。英國(guó)著名工程教育專家齊斯霍姆教授說(shuō)：“只有由具有外科醫(yī)生資格的教師，在外科手術(shù)室里才能培養(yǎng)出真正的外科醫(yī)生。”同理，只有具有生產(chǎn)一線實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、操作技能和相關(guān)職業(yè)資格的教師，才能培養(yǎng)出化工生產(chǎn)一線的高素質(zhì)、高技能應(yīng)用型人才。
在仿真軟件營(yíng)造的虛擬生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和虛擬控制室中，指導(dǎo)教師成為影響學(xué)生操作訓(xùn)練水平的重要因素。一方面，指導(dǎo)教師應(yīng)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(xùn)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(dǎo)教師只有先行充分訓(xùn)練，才能對(duì)學(xué)生及時(shí)加以指導(dǎo)并幫助解決問(wèn)題。另一方面，教師應(yīng)熟悉實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中主要生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)、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(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)和較高的工藝?yán)碚撍�，能夠洞悉虛擬軟件與實(shí)際規(guī)程之間的差別。當(dāng)學(xué)生獨(dú)出心裁地提出各種優(yōu)化操作方案時(shí)，要求指導(dǎo)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(cuò)誤操作，拓展學(xué)生的知識(shí)和思路。
要達(dá)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(zhǎng)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)，委派專業(yè)教師有針對(duì)性地進(jìn)行下廠鍛煉。例如，為了更好地指導(dǎo)學(xué)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(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，掌握一線生產(chǎn)技術(shù)，積累寶貴的過(guò)程性知識(shí)，確保在仿真教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生實(shí)行科學(xué)有效的指導(dǎo)。
頂崗實(shí)習(xí)，檢驗(yàn)技能水平
頂崗實(shí)習(xí)給學(xué)生提供了“真刀實(shí)槍”的鍛煉機(jī)會(huì)，也是檢驗(yàn)教學(xué)成果的最客觀的標(biāo)尺。在實(shí)習(xí)崗位，學(xué)生對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)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、各種設(shè)備及其控制指標(biāo)等，對(duì)DCS系統(tǒng)的使用上手快，工藝指標(biāo)調(diào)控到位，展現(xiàn)出較強(qiáng)的崗位操作技能。有些畢業(yè)生在很短的時(shí)間內(nèi)，就站在了主操的崗位上。這充分說(shuō)明，虛實(shí)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)教學(xué)是一種高效能的實(shí)踐教學(xué)模式。
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