基于石油化工虛擬仿真資源開發(fā)研究

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1職業(yè)本科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)

職業(yè)本科基于職業(yè)教育的、按照職業(yè)教育人才培養(yǎng)方式進(jìn)行的本科教育。與一般的應(yīng)用型大學(xué)教育有所不同，職業(yè)本科培養(yǎng)的是面向?qū)嵺`、能夠直接參加工作的、具有職業(yè)技術(shù)能力的本科人才，其更注重知識(shí)、技能和素養(yǎng)三位一體的緊密結(jié)合。在國(guó)外，許多發(fā)達(dá)國(guó)家都有開設(shè)專門的職業(yè)大學(xué)。在我國(guó)，職業(yè)本科是根據(jù)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展需要和學(xué)校教育體系完善而發(fā)展起來的學(xué)科。職業(yè)本科教學(xué)目標(biāo)，在職業(yè)設(shè)置上，緊跟市場(chǎng)需求，面向高端產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)高端，對(duì)接的是產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈；在知識(shí)水平上，要達(dá)到本科水平；在技術(shù)能力上，要高于高職?？扑?，培養(yǎng)的是高端技術(shù)和技能人才。從職業(yè)需求的角度來講，隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)向中高端產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)中高端發(fā)展，職業(yè)技能變得愈加復(fù)雜，對(duì)創(chuàng)新的要求越來越高，需要更高技術(shù)水平的職業(yè)教育。因而，職業(yè)本科教育，注重高級(jí)技能的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。未來，職業(yè)本科的競(jìng)爭(zhēng)力將比普通本科更有競(jìng)爭(zhēng)力和優(yōu)勢(shì)。

2石油化工虛擬仿真資源

石油化工行業(yè)主要是對(duì)石油和天然氣等原料的化學(xué)處理和煉制的過程。其產(chǎn)業(yè)上游是油氣的開采、運(yùn)輸、煉油和石油化工產(chǎn)品的加工和制造過程，中游是與石油和天然氣相關(guān)的有機(jī)與高分子行業(yè)，下游則是與現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ钕嚓P(guān)的配套服務(wù)等內(nèi)容。石油化工生產(chǎn)中，石油煉制生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要原油蒸餾、催化裂化、蠟油渣油加氫、渣油熱加工、石腦油加工、煉廠氣加工、潤(rùn)滑油脂生產(chǎn)、石油產(chǎn)品精制、化學(xué)檢驗(yàn)、化工檢修、化工儀器儀表維修等多工種人才。石油化工生產(chǎn)技術(shù)是新興產(chǎn)業(yè)，隨著工業(yè)數(shù)字化升級(jí)，石油產(chǎn)業(yè)數(shù)字化技術(shù)也在不斷提高，數(shù)字化的生產(chǎn)技術(shù)需要懂得現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)和石油化工生產(chǎn)相結(jié)合的人才。在職業(yè)本科教育中，要求掌握石油化工生產(chǎn)相關(guān)的各類技術(shù)，能夠從事生產(chǎn)、技術(shù)、管理相關(guān)工作，教學(xué)培養(yǎng)中，注重培養(yǎng)具備實(shí)戰(zhàn)技能的高級(jí)技術(shù)人員。但由于石油化工技術(shù)工程龐大、工藝復(fù)雜，而且設(shè)備眾多，且操作要求嚴(yán)格，很難以實(shí)際操作的形式開展教學(xué)任務(wù)，在職業(yè)本科的實(shí)際教學(xué)中，多以石油化工仿真資源作為主要的教學(xué)手段。石油化工虛擬仿真資源是石油相關(guān)產(chǎn)業(yè)教學(xué)的重要工具，包括石油化工虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊、裝備涉及與優(yōu)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)模塊、單元操作虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊、工程涉及虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊等。通過石油化工虛擬仿真資源可以幫助學(xué)生在較為真實(shí)的環(huán)境和系統(tǒng)化的思考進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐學(xué)習(xí)。

3高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)中存在的主要問題

3.1傳統(tǒng)教學(xué)理念與模式的束縛當(dāng)下教育變革中，傳統(tǒng)的教育理念還沒有完全被打破。課堂上，老師更注重知識(shí)內(nèi)容的傳授，缺乏對(duì)思維能力的培養(yǎng)，學(xué)生習(xí)慣用考試來評(píng)價(jià)自己的成績(jī)和能力，在課堂的表現(xiàn)中更注重知識(shí)點(diǎn)的死記硬背，而不是建構(gòu)自己的知識(shí)體系，缺乏主動(dòng)的思考和理解。無論是老師想要帶動(dòng)學(xué)生的思考模式，還是學(xué)生思考在課堂的發(fā)生，都很難形成相互促進(jìn)的互動(dòng)模式，尤其這種在學(xué)業(yè)成績(jī)的壓力下和以畢業(yè)為目的的學(xué)習(xí)過程中，師生的目標(biāo)很難圍繞課程本身發(fā)揮更多的內(nèi)容。石油化工專業(yè)的職業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)，因內(nèi)容相對(duì)晦澀，學(xué)生理解較為困難，需要不斷地在實(shí)踐中幫助學(xué)生認(rèn)知理解，加強(qiáng)記憶。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)起來困難，記起來也困難，很難有較好的教學(xué)效果。

3.2教學(xué)內(nèi)容固化與教學(xué)方式單一從實(shí)踐的角度來講，技術(shù)工程師不但需要了解和熟悉技術(shù)原理，更需要在實(shí)際工作中能夠根據(jù)各種問題表象發(fā)現(xiàn)問題的原因，并能找到問題的解決辦法，而高技能的工程師能夠熟練地從問題表象中找到問題的關(guān)鍵點(diǎn)，且在問題解決過程中能夠找到既高效又能節(jié)約成本或是創(chuàng)造價(jià)值的辦法。而課堂教學(xué)過程中，往往是根據(jù)相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合常見的主要問題給出解決辦法，即表象、問題、答案是一體的內(nèi)容，是一連串死記硬背的知識(shí)點(diǎn)。而實(shí)踐中，問題表象的答案可能是多種原因的，解決方式也可能是不確定的。需要更多的可操作的、可探究的過程。課堂教學(xué)很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的目的，很難做到根據(jù)表象建立問題和解決問題的過程。

3.3學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念不強(qiáng)傳統(tǒng)的思維中，學(xué)生進(jìn)入學(xué)校學(xué)習(xí)就是為了學(xué)習(xí)知識(shí)，拿到好成績(jī)，完成學(xué)業(yè)，然后畢業(yè)找個(gè)好工作。但隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，尤其互聯(lián)網(wǎng)帶來各類知識(shí)資源，早已超過課堂教學(xué)內(nèi)容能夠教授的容量，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地根據(jù)個(gè)人好惡進(jìn)行選擇。如果再以傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式進(jìn)行學(xué)習(xí)，效率極低，同時(shí)，不同學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和表現(xiàn)不同，也很難完成差異化的教學(xué)。學(xué)生需要改變課堂上學(xué)習(xí)知識(shí)的思想，老師在課堂上更多是起到答疑解惑，在對(duì)學(xué)習(xí)方向、學(xué)習(xí)模式、思考問題的方式方法、問題解決能力的培養(yǎng)上。這樣，課堂的時(shí)間才不會(huì)被浪費(fèi)掉。職業(yè)本科教育是為實(shí)踐培養(yǎng)專業(yè)能力的教育。學(xué)生學(xué)習(xí)的目的不是為了考試，也不是記住各種知識(shí)要點(diǎn)，而是要通過最快途徑的學(xué)習(xí)，在未來的社會(huì)實(shí)踐中解決實(shí)際問題，為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值的。同時(shí)，學(xué)生的思維中也需要跳出為了工作而學(xué)習(xí)的目的，這樣的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在工作模式和企業(yè)模式不斷創(chuàng)新的今天，顯得過于泛泛而無目的。學(xué)生的學(xué)習(xí)需要從發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題角度進(jìn)行思考。在問題解決上，不一定只是圍繞企業(yè)的途徑進(jìn)行解決，也可以圍繞需求和問題的創(chuàng)新模式建構(gòu)，通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)建造新的價(jià)值鏈，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)價(jià)值。學(xué)生需要清楚現(xiàn)代教學(xué)理念的變化，現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)方式的改變，跳出初高中以知識(shí)傳授和考試為目的學(xué)習(xí)模式。需要學(xué)生帶著思考和探索精神進(jìn)入課堂，也需要學(xué)生日常生活中不斷探索。需要理解所學(xué)都是過去，而時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，需要年輕人的創(chuàng)新和創(chuàng)造來推動(dòng)。

3.4石油化工專業(yè)教學(xué)的困難石油化工行業(yè)涉及諸多領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，石油煉化涉及諸多種類的職業(yè)技術(shù)與工種，屬于人才密集型的產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，企業(yè)技術(shù)投資大，技術(shù)更新慢，企業(yè)自動(dòng)化程度較高。隨著國(guó)家工業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化革命的推進(jìn)，石油企業(yè)運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)能力有了極大提高。先進(jìn)的生產(chǎn)工藝、高技術(shù)含量的石油產(chǎn)品，以及新型的石油加工設(shè)備，帶動(dòng)我國(guó)石油化工行業(yè)向產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展。從學(xué)校教學(xué)角度，職業(yè)本科教育是對(duì)學(xué)生面向當(dāng)下和未來職業(yè)技能培養(yǎng)的教育，需要結(jié)合當(dāng)下生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行教學(xué)，需要跟上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的腳步。同時(shí)，也需要學(xué)生具備信息化、具有問題解決能力和具有系統(tǒng)思維的技術(shù)型人才。但當(dāng)下，如何讓學(xué)生走進(jìn)企業(yè)，了解企業(yè)，在實(shí)踐中開拓自己的眼界，在企業(yè)發(fā)展中看到自己的職業(yè)道路，還有一定困難。

4基于石油化工虛擬仿真資源開發(fā)的職業(yè)本科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)改革實(shí)踐

4.1明確教與學(xué)的目的職業(yè)教育是有著非常明確應(yīng)用能力培養(yǎng)的教育模式，職業(yè)本科教育在明確的職業(yè)目的基礎(chǔ)上，還需要明確學(xué)生學(xué)成后的技術(shù)能力目標(biāo)。因而，石油化工專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)具備現(xiàn)代化石油化工工業(yè)生產(chǎn)以及研發(fā)需要的相關(guān)技術(shù)人員。在課程內(nèi)容上，需要結(jié)合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，研發(fā)具有實(shí)戰(zhàn)意義和前瞻性的課程結(jié)構(gòu)，在學(xué)生能力目標(biāo)上，需要培養(yǎng)達(dá)到技術(shù)能力應(yīng)用水平的技術(shù)人才，需要學(xué)生通過在校的學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)現(xiàn)代化的思維模式和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，需要學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思維策略與方式，能夠在企業(yè)的實(shí)踐中解決各種實(shí)際問題。同時(shí)，學(xué)生也需要明確自己的學(xué)習(xí)目的，在入學(xué)之初就能夠找到自己的職業(yè)目標(biāo)，以及理解用問題解決來的思考模式完成自己的課業(yè)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容，帶著問題去尋找答案的方式，不斷求知和探索自己的無限可能。

4.2教與學(xué)的合理規(guī)劃具體教學(xué)安排中，需要根據(jù)教育目標(biāo)合理拆解教學(xué)的規(guī)劃要素。從課程內(nèi)容角度，需要根據(jù)職業(yè)能力需求變化，不斷優(yōu)化課程內(nèi)容，敢于創(chuàng)新的進(jìn)行課程開發(fā)和設(shè)計(jì)。加大力度創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程的開發(fā)，在課程實(shí)踐效果中，不斷優(yōu)化和改善課程設(shè)計(jì)。從課程教學(xué)上，優(yōu)化課程知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，更注重幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)體系的建構(gòu)，提升學(xué)生主動(dòng)求知探索的能力，理論結(jié)合實(shí)踐中，不斷加強(qiáng)學(xué)生思考和探索能力的訓(xùn)練。幫助學(xué)生較早地開啟職業(yè)生涯規(guī)劃，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)踐有目的、帶問題地進(jìn)行。鼓勵(lì)學(xué)生通過數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)資源開展自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)、持續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的信念。并幫助學(xué)生找到適合職業(yè)生涯發(fā)展、能夠受益終身的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
4.3石油化工虛擬仿真資源的開發(fā)與利用石油化工虛擬仿真資源是石油化工專業(yè)重要教學(xué)資源，也是石油化工企業(yè)職工技術(shù)培訓(xùn)的重要手段?；谑蜔捇姆抡孢\(yùn)行平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)煉油化工工藝的仿真，通過建立石油化工藝仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊，可以幫助學(xué)生系統(tǒng)化、視覺化地理解常減壓、催化裂化、延遲焦化、催化重整等煉油工藝，并可以實(shí)現(xiàn)工藝過程的開停工、故障處理等模擬仿真。學(xué)生可以通過仿真運(yùn)行平臺(tái)不斷探究故障發(fā)生的問題原因、結(jié)果和處理辦法。在教學(xué)中，可以以可視化的、統(tǒng)籌的方式引導(dǎo)學(xué)生理解問題、分析問題和解決問題。以化工機(jī)器模擬裝置、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)仿真控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)仿真模擬系統(tǒng)、管道配管系統(tǒng)、分離設(shè)備模擬裝置、換熱器組裝模擬系統(tǒng)、壓力容器相關(guān)裝置系統(tǒng)等組成的石油化工裝備設(shè)計(jì)與優(yōu)化的虛擬仿真教學(xué)課件，則可以在實(shí)體空間感受到石油化工相關(guān)設(shè)施設(shè)備的組成、原理、設(shè)備關(guān)聯(lián)等，在繁雜的工藝設(shè)備間，幫助學(xué)生建構(gòu)基于立體多維度的知識(shí)體系。傳統(tǒng)的化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)室資源和能力有限，學(xué)生只能根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容理解實(shí)驗(yàn)原理，在實(shí)驗(yàn)講解后，進(jìn)行實(shí)際操作，不但實(shí)驗(yàn)效率低下，而且存在實(shí)驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。通過虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊，建構(gòu)流體流動(dòng)、流量計(jì)校、傳熱、傳質(zhì)等單元實(shí)驗(yàn)?zāi)M，可以幫助學(xué)生提升操作流程、操作安全及數(shù)據(jù)分析等基礎(chǔ)能力的經(jīng)驗(yàn)技巧。工程設(shè)計(jì)軟件則可以建構(gòu)出石油化工生產(chǎn)的流程設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、過程控制、系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié)能降耗等內(nèi)容，通過工程設(shè)計(jì)軟件建立相應(yīng)的教學(xué)虛擬仿真資源，是培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力的重要資源。石油化工工藝動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以利用虛擬仿真與實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)合的方式，建立石油化工現(xiàn)場(chǎng)感的學(xué)習(xí)場(chǎng)景模擬，在保證學(xué)生安全、保證環(huán)境安全的情況下完成教學(xué)目的，幫助學(xué)生更好地理解復(fù)雜的石油化工成套工藝?yán)碚撝R(shí)。數(shù)字化的仿真手段是石油化工教學(xué)的重要工具。

4.4拓展教學(xué)實(shí)踐與交流資源職業(yè)教育最終的目的是與生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)接。產(chǎn)學(xué)研一體化的教學(xué)思路同樣適合職業(yè)本科教育。加強(qiáng)學(xué)生與企業(yè)間的互動(dòng)與交流，可以讓學(xué)生更清楚自己的學(xué)習(xí)方向、學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，通過自我調(diào)節(jié)完善提升學(xué)習(xí)方法和策略，學(xué)到的內(nèi)容將更加記憶深刻。同時(shí)，在交流中不斷開闊學(xué)生的視野，塑造學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)精神，鼓勵(lì)學(xué)生帶著問題與企業(yè)交流，在課題中幫助企業(yè)解決實(shí)際問題。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不是簡(jiǎn)單的交流互動(dòng)和形式主義，需要避免學(xué)生的不知所為狀態(tài)，以及學(xué)校的課題與產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求遠(yuǎn)離等現(xiàn)象。交流和互動(dòng)需要互惠惠利，基于各自的優(yōu)勢(shì)，尋找共同的價(jià)值目標(biāo)。學(xué)校的優(yōu)勢(shì)是具備科學(xué)的、前沿的專業(yè)理論和更為自由的研發(fā)環(huán)境，企業(yè)則有著豐富的技術(shù)應(yīng)用和企業(yè)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生則有著無限的想象力和創(chuàng)新能力。三者的互動(dòng)，需要發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)特長(zhǎng)，建立更為科學(xué)和高效的創(chuàng)新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)三者的正向螺旋式的發(fā)展循環(huán)。只有建立了正向的可持續(xù)發(fā)展的機(jī)制，才能將產(chǎn)學(xué)研的模式打通。

4.5創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支持技術(shù)創(chuàng)新離不開創(chuàng)新人才，創(chuàng)業(yè)發(fā)展更需要具備創(chuàng)業(yè)精神的人才。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)，不單是教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)模式的優(yōu)化、學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛力的挖掘，更重要的是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境的營(yíng)造。學(xué)生的想象力需要物質(zhì)承載，學(xué)校需要為學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供足夠的場(chǎng)地、設(shè)備、實(shí)驗(yàn)工具、資金、技術(shù)等支持。在物質(zhì)支持的同時(shí)，也需要?jiǎng)?chuàng)新創(chuàng)業(yè)文化的建設(shè)，通過教師帶領(lǐng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、榜樣樹立等手段，帶動(dòng)師生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)情緒。石油化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備是重要的資源。通過不斷優(yōu)化的石油化工虛擬仿真資源，可以極大地助力學(xué)校師生的創(chuàng)新。

5結(jié)束語

職業(yè)本科教育是我國(guó)職業(yè)教育發(fā)展的新階段。隨著國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁向復(fù)興，技術(shù)創(chuàng)新已是職業(yè)能力中不可或缺的內(nèi)容。石油化工虛擬仿真資源的開發(fā)和利用，將極大促進(jìn)職業(yè)本科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)改革。

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作者:王興剛 單位:蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)