呂營（沈陽市化工學校，遼寧沈陽110122）

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基于信息技術的化工實訓模式轉(zhuǎn)型發(fā)展的研究與實踐

呂營
（沈陽市化工學校，遼寧沈陽110122）

集成現(xiàn)代信息與化工裝備技術，建立“自助式”化工實訓基地，推動了化工實訓模式轉(zhuǎn)型發(fā)展。以信息技術手段破解化工實訓教學中的難題，放大了教學資源優(yōu)勢。通過開展自主實訓，為學生創(chuàng)造更多實踐動手的條件和機會，促進了學生專業(yè)技能水平提升，增強了學校服務經(jīng)濟發(fā)展能力，同時，推動了評價手段、評價內(nèi)容創(chuàng)新。

信息技術；化工；實訓基地；“自助式”實訓模式

中國擁有全球經(jīng)濟總量最大的化工產(chǎn)業(yè)，同時擁有數(shù)量最大的從業(yè)者隊伍以及規(guī)模最大的后備人才培養(yǎng)體系。近十幾年來，我國石油和化工行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，始終呈現(xiàn)著對各類專門人才的旺盛需求，拉動了相應專業(yè)教育的發(fā)展［1］。隨著國內(nèi)化工市場的變化和產(chǎn)業(yè)技術進步，化工行業(yè)也在不斷的調(diào)整。首先，新一輪的產(chǎn)業(yè)結(jié)構優(yōu)化，一批新項目相繼開工建設，這些新建項目要求畢業(yè)生必須在短時間內(nèi)適應崗位要求，確保新建項目能如期投產(chǎn)；其次，傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)利潤空間不斷受到擠壓，企業(yè)要求畢業(yè)生必須具備更加熟練的操作技能，以進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗，保持企業(yè)的競爭優(yōu)勢；除此之外，對于大批處于“次要勞動力市場”的精細化工企業(yè)而言，更希望畢業(yè)生具備相對完備的技能，以降低其人才培訓的成本。顯而易見，隨著化工產(chǎn)業(yè)的升級和變遷，對技能型人才培養(yǎng)提出更多的要求，而實訓基地作為連接學校實踐教學和企業(yè)實際生產(chǎn)之間的橋梁，自然成為職業(yè)教育質(zhì)量的保障。

一、從“會操作”到“熟練操作”——傳統(tǒng)化工實訓模式難以突破的瓶頸

化工實訓項目工藝過程復雜，單是精餾、干燥等化工單元操作實訓設備，其體積就已經(jīng)較為龐大。而且，隨著我國化工、石油化工和煉油企業(yè)的發(fā)展，在實訓的硬件設施上，力求建立典型的流程級、規(guī)?；瘜嵱栄b置，對學校實訓基地的空間提出更高的要求，加上隨之而來的設備造價和實訓耗材成本高的壓力，使得化工實訓設備臺套數(shù)往往較少，直接造成學生多次訓練的機會降低。

化工行業(yè)屬于過程性制造業(yè)，生產(chǎn)流程長，一個實訓項目需要多道工序，甚至十幾道工序才能完成，且中間不能停車，單次實訓耗時較長。因此，化工專業(yè)的實訓同樣受到項目周期的嚴重制約。

除此之外，學生的實訓只能在課內(nèi)進行，這進一步加劇了學生實訓時間不足的問題，造成學生實際動手操作機會非常有限，技能水平繼續(xù)提升遇到瓶頸，培養(yǎng)出的學生僅僅是有條件的“會操作”，而不是“熟練操作”，與行業(yè)的要求相差甚遠。

因此，在臺套數(shù)少、實訓周期長兩個難以改變的客觀因素之外，延長實訓基地開放時間，組織課外實訓，彌補單純課內(nèi)實訓的不足，成為迫切需要。但由此勢必會顯著增加教師實訓基地管理、實訓指導的工作量，這在專業(yè)教師普遍比較缺乏、教學壓力已經(jīng)很大的情況下，顯然是不可持續(xù)的，需要改造原有實訓基地、探索新的實訓方式突破制約瓶頸。

二、“自助式”實訓——基于信息技術的化工實訓模式的轉(zhuǎn)型

相對其他產(chǎn)業(yè)，化工生產(chǎn)中工藝條件的自控設備比較成熟，自動化程度高，成為化工實訓基地建設轉(zhuǎn)型的前提；而信息技術的發(fā)展，又為化工實訓模式的轉(zhuǎn)型提供了足夠的技術支持。通過集成現(xiàn)代信息技術與化工裝備技術，使傳統(tǒng)的實訓模式向“自助式”化工實訓模式轉(zhuǎn)型變成可能。

所謂“自助式”化工實訓模式是指在沒有教師指導情況下，學生借助于“自助實訓系統(tǒng)”在基于模擬仿真技術的實訓裝置上，進行自主訓練的實訓模式。反復的訓練、長期的積累、不斷的體驗和感悟，是專業(yè)實踐技能形成的重要基礎，“自助式”化工實訓模式建設正是以此為出發(fā)點，努力為學生創(chuàng)造更多實踐動手的條件和機會。其主要目標是將學生的實訓活動由過去單一的課內(nèi)進行延伸到課外，使學生有更多的機會和時間到校內(nèi)實訓基地進行崗位技能訓練，實現(xiàn)由“會操作”向“熟練操作”的轉(zhuǎn)變。

1.基于冷態(tài)模擬技術的化工實訓裝置設計

化工仿真實訓軟件操作方便、耗能少，可以有效規(guī)避化工實訓中的安全隱患，在化工職業(yè)教育實踐教學中發(fā)揮了重要的作用，易于實現(xiàn)學生自主學習。然而，單純的計算機仿真實訓，無法訓練對現(xiàn)場裝置幾何空間概念的把握和對操作設備與部件的操作力度、動態(tài)時機的把握，更會失去對現(xiàn)代工業(yè)的敬畏，如此的技能人才培養(yǎng)難以滿足企業(yè)要求。

信息技術發(fā)展為化工實訓教學難題的破解提供了新的思路，將化工實訓的硬件與信息技術融合，創(chuàng)設與生產(chǎn)一線裝備水平相匹配的實訓環(huán)境［2］?；诶鋺B(tài)模擬技術的仿真實訓裝置，使現(xiàn)場裝置與仿真軟件聯(lián)合成一體，把設備現(xiàn)場操作點的動作、儀表現(xiàn)實與模擬數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換。例如，把現(xiàn)場裝置中閥門的轉(zhuǎn)動變換為模擬電信號，采用數(shù)字控制技術將現(xiàn)場操作點的模擬信號實時采集，并傳送到上位計算機的數(shù)學模型中；另一方面，把數(shù)學模型的運算結(jié)果通過轉(zhuǎn)換變成模擬電信號，并傳送到現(xiàn)場裝置中的各種儀表進行模擬與數(shù)字多種方式的實時顯示。

由于實訓裝置是在“無物理化學過程”的狀態(tài)下運行，裝置本身沒有任何真實進出物料，因此，還需要對化工生產(chǎn)的工藝現(xiàn)象通過仿真軟件模擬，在現(xiàn)場裝置上，呈現(xiàn)出“真實”的工藝現(xiàn)象。并將這些模擬參數(shù)送至DCS（部分參數(shù)還需送至現(xiàn)場儀表顯示）。通過仿真工藝現(xiàn)象，培訓者可以進行冷態(tài)開車、正常停車、正常生產(chǎn)維護等操作培訓，讓受訓者感受到的是一個完全“真實”的工業(yè)化工裝置在運行中。

基于冷態(tài)模擬技術的實訓裝置，綜合“現(xiàn)場實訓”的工程感與“仿真實訓”環(huán)保、便捷的優(yōu)點，為實現(xiàn)學生自主實訓和“自助式”實訓模式構建奠定了硬件基礎。

2.基于信息技術的“自助實訓系統(tǒng)”的構建

“自助式”實訓模式建設是一個系統(tǒng)化的工程，除合理的實訓裝置之外，實訓指導系統(tǒng)、有害操作預警與保護系統(tǒng)等配套的“自助實訓系統(tǒng)”的建構也是實現(xiàn)“自助式”實訓模式建設的關鍵。后者為自主實訓提供了高效、實用的管理平臺。

（1）實訓場地和實訓設備使用權限管理系統(tǒng)

基于比較成熟的“微機自動識別技術”，設置實訓場地進入和實訓設備操作權限。前者通過安裝翼閘通道閘機對進入實訓場地人員的身份進行識別和控制，后者則是通過將每臺實訓設備主電源控制開關與門禁系統(tǒng)連接，以達到對實訓設備啟動權限進行管理的目的。該系統(tǒng)主要包括信息采集、傳輸、識別與控制等幾部分，學生憑專有自助實訓IC卡可在指定的時間范圍內(nèi)進入實訓場地，在授權的實訓設備上進行操作訓練，操作者姓名、進入與離開實訓場地的時間等相關信息將會自動記錄于系統(tǒng)之中。

（2）實訓指導系統(tǒng)

“自助式”實訓的主要特點是在現(xiàn)場沒有指導教師的情況下，學生獨立進行操作訓練，因此需要建立一整套的實訓指導系統(tǒng)，以幫助學生解決實訓過程中可能遇到的問題。實訓指導系統(tǒng)涵蓋了實訓流程指導、設備構成與操作說明、異常問題解決方法、安全措施等內(nèi)容，表現(xiàn)形式有微課、文字講解、課件演示等，學生可以在實訓設備主控計算機上調(diào)閱、學習。

（3）有害操作預警與保護系統(tǒng)

為防止學生因操作不當出現(xiàn)事故，保證學生及實訓設備的安全，有害操作預警與保護系統(tǒng)的建立尤為重要。在實踐中，隨機抽取30名學生，長期觀察、記錄、分析他們各個實訓環(huán)節(jié)、步驟中實際存在的有害操作和不規(guī)范行為，整理出學生有害操作清單。在此基礎上，針對不同類型實訓設備分別設計、安裝危險操作報警聯(lián)鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)實訓裝置運行中相關參數(shù)變化情況提前預警危險趨勢，并自行啟動聯(lián)鎖裝置，停止設備運行，有效防止安全事故的發(fā)生。

（4）化工實訓綜合評價系統(tǒng)

建立實訓綜合評價系統(tǒng)，是自主實訓形成“閉合回路”的重要環(huán)節(jié)。開發(fā)能夠進行“過程性”和“結(jié)果性”實訓評價系統(tǒng)，同時對實訓裝置關鍵操作點的部件進行改造，使這些部件因操作而發(fā)生狀態(tài)變化的信息能夠被評價系統(tǒng)識別。借助評價系統(tǒng)給出的每個操作環(huán)節(jié)評價結(jié)果及綜合成績提示，學生可以及時改進實訓過程存在的不足，不斷提高技能操作水平。

圖1　自助實訓系統(tǒng)的構成

3.“自助式”實訓模式的運行

“自助式”實訓安排在學生的課外時間進行，一般設置時間段，分別是周一至周四每天下午第七、八節(jié)課及晚自習時間，實訓基地開放時間由原來的每天6小時增加到10小時。在具體實踐上，選定特定的實訓對象，建立對應的組織機構，保障“自助式”實訓模式的順利實施。

（1）確定“自助式”實訓的對象

“自助式”實訓主要教學目標是使學生在會操作的基礎上，通過進一步訓練，達到熟練操作的程度。因此，參加“自助式”實訓的對象是完成教學計劃規(guī)定的實訓任務、具備一定操作基礎的學生。學生提前報名預約，教師予以審核確定。實訓基地根據(jù)實訓學生人數(shù)情況給每個學生安排好實訓時間和實訓項目，將相關信息錄入自主實訓管理系統(tǒng)和學生的自助實訓IC卡，學生憑此卡在規(guī)定的時間范圍內(nèi)進行自助實訓。

（2）建立“自助式”實訓組織機構

信息技術的發(fā)展雖然為自主實訓提供了技術上的支持，但在實際教學中，由于中職學生普遍年齡偏小，要考慮其自我管理和自我約束能力較弱的問題。因此，為保障“自助式”化工實訓順利實施，要建立與之適應的自助實訓組織機構。成立由專業(yè)教師組成的自助實訓管理組織，負責實訓設備預檢、耗材準備及自助實訓過程的遠程監(jiān)控等工作；建立自助實訓的學生自我管理組織，協(xié)助學校對自助實訓過程進行管理。

三、專業(yè)發(fā)展的新優(yōu)勢——“自助式”化工實訓模式運行成效分析

“自助式”化工實訓模式的建立與運行，撬動了實訓設備效能的提升，放大了教學資源優(yōu)勢，取得良好成效，為專業(yè)發(fā)展注入新的活力。

1.增強了專業(yè)服務產(chǎn)業(yè)能力

“自助式”化工實訓的開展，有效提高了學生操作技能水平，培養(yǎng)了學生自我管理、自我約束等能力，綜合職業(yè)素養(yǎng)得到全面提升，促進學生“從學校到工作過渡”，為企業(yè)化工操作崗位高技能人才來源提供了有效保障。

2.實現(xiàn)了評價模式的創(chuàng)新

“自助式”化工實訓的開展，有效推動評價模式改革。實訓綜合評價系統(tǒng)引入經(jīng)濟效益指標的考核概念，以企業(yè)經(jīng)濟效益核心要素為模型而建立，不局限于單一產(chǎn)品質(zhì)量考核，而是對生產(chǎn)效率、原材料消耗、能源消耗等經(jīng)濟效益核心要素的綜合考量；同時，借助信息技術，實現(xiàn)評價手段的創(chuàng)新，有效解決了以往化工實訓考核因工藝過程變量多、周期長而導致考核過程不完整、考核結(jié)果不客觀等問題。

3.提高了實訓基地的信息化管理水平

隨著政府對職業(yè)教育資金大量投入，學校實訓基地規(guī)模迅速擴大，實訓設備種類、數(shù)量急劇增加，實訓基地的管理難度日益加大。“自助式”化工實訓系統(tǒng)的開發(fā)和應用，推動了實訓基地信息化管理的水平顯著提高，實現(xiàn)實訓設備效能的提升。

四、利用信息技術破解教學難題——化工實訓模式轉(zhuǎn)型發(fā)展的啟示

集成現(xiàn)代信息與化工裝備技術，實現(xiàn)傳統(tǒng)化工實訓模式向“自助式”化工實訓模式的轉(zhuǎn)型，以信息技術手段破解化工實訓教學中的難題，放大教學資源優(yōu)勢，開展“自助式”化工實訓，為學生創(chuàng)造更多實踐動手的條件和機會，促進了學生專業(yè)技能水平提升。使校內(nèi)實訓能夠真正培養(yǎng)學生具有完備的職業(yè)能力，讓職業(yè)教育“賦予人能力”的功能發(fā)揮到極致，提高職業(yè)教育的市場認可度，把就業(yè)主動權握在自己的手里［3］。

因此，基于信息技術的化工實訓模式轉(zhuǎn)型發(fā)展，對職業(yè)教育克服目前普遍面臨的實訓教學資源不足的問題，具有較好的借鑒意義。

［1］任耀生.加快石化行業(yè)現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展［N］.中國化工報，2015-07-14（002）.

［2］張建平.構建高職院校開放式實訓體系探略［J］.河北大學成人教育學院學報，2013，15（1）：85-88.

［3］呂營，海瀅.LMS理論視角下高職學生就業(yè)難問題的分析和對策——以東北地區(qū)為例［J］.現(xiàn)代教育管理，2014，（11）：101-105.

（編輯：郭桂真）

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1673-8454（2016）10-0034-03

*本論文為遼寧省教育科學“十二五”規(guī)劃2015年度擬立項課題“中職化工專業(yè)‘工學結(jié)合，情境育人’人才培養(yǎng)模式的探索與實踐”研究成果。