摘要：在高职化工实训现代化的过程中，虚拟仿真技术可以提高高职院校化工实训的水平和质量，这对化工实训本身的发展也是至关重要的。文章重点探讨了虚拟仿真技术在高职院校化工实训教学中的应用，分析了目前应用过程中存在的问题，提出了一些新的观点和应对措施。虚拟仿真技术用于开发实战演练，解决了以前高职化工教学与实训之间的联系不紧密和分工的薄弱问题，是化工行业培训优秀实训人才的重要手段。基于以上需求，本设计考虑了化工虚拟模型领域实验训练的必要性、虚拟模型领域实训的作用和特点，并介绍了虚拟仿真实验中心在实训课上的设计思路、目标和使用实例。

关键词：虚拟仿真；高职院校；化工实训；教学研究

0  引言

化工行业是我国国民经济中重要的一部分，是国家的主要产业和支柱产业之一。在化工生产过程中，通常会涉及到高温高压、易燃易爆等危险化学品，一旦操作不当，势必会造成生产安全事故，威胁企业和工人的安全。因此，化工生产十分重视从业者的实践技能和实际问题的解决能力，对工程人员的实践技能需求较严格且需求量很大。但是，进行真实的工厂实践培训，不仅经济成本较高，且人员安全无法得到有效保障。“虚拟仿真技术”的出现，为化工实训教学提供了一条安全有效的路径。目前，大多数高职院校开设的化工课程以培养从事化学工程及相关工作的人才为目标，开设化工实训课程，使学生理论与实践相结合，培养专业的实际操作人才。通过让高职的学生接触工厂的生产车间，让学生了解工艺流程，记录工厂的生产性能，对不同类型的生产过程进行分析和讨论，通过以上的课程提高学生处理问题、分析问题、解决问题的能力，以提高就业竞争力，更好地服务社会。但是，作为能有效学习化工实践技能的实训课程，客观上存在许多影响教育效果的因素：

(1)培养方案要求企业学生完成约上百人的全程实习，这是许多化工企业难以承受的。

(2)出于安全考虑，企业严格限制学生的实习时间和范围，甚至要求学生在实训期间只能参考教材，不要触摸具有危险性的管道和设备等，导致学生没办法进行真实有效的实习，实训的参与度很低。

因此，这些问题使学生无法充分实现整个实训课程的教育目标，也无法参与实际工作实践，实训的实际体验远远没有达到实习的教育目的，导致学生的实践能力不足。在当前信息技术的不断深入发展之下，虚拟仿真技术发展的越来越成熟，因此高职院校可以利用虚拟仿真设备进行实训课程，对学生进行化工技能的实践。

1  虚拟仿真技术在高职化工实训教学中的意义

在虚拟仿真技术的背景下构建起来的化工厂系统真实地模拟了工厂开停工、正常运行和各种应急过程中的现象和运行情况。这种模拟手段与其他培训方式相比，对与知识还没有足够丰富的徐盛来说是一种有效的实践培训手段^[1]。在短短的几个星期内，就可以把在化工领域积累的经验付诸实践，而这只有在传统的培训模式2～5年后才能做到。在我国高职院校中，化工实训课程是高职院校化工专业的一门基础课程，也是为了提高学生日后的专业技能实践能力。实训课程是提高职业院校学生实践能力的重要手段，对工作情况的早期认识和分析问题、解决问题能力的重要手段。与化工专业的纯知识性的课程之间有着密切的关系，学校通常会安排在学生学习化工知识点课程之后进行化工厂虚拟仿真实训。

作为一门重要的实训课程，虚拟仿真实训非常强调实践和理论相结合。在实训过程中，学生对一些基本理论和操作要点进行测验，使学生不仅学会了如何操作化工机械，还学会了如何处理一些紧急情况，为今后的职业生涯打下坚实的基础。在这个训练中，学生将要面对工作中可能会遇到的具体问题，并学会解决这些问题，今后，类似的问题也可以在工作中得到解决。此外，虚拟仿真实训还结合了工艺和工厂运行知识，不仅向学生介绍了生产过程，还展示了一些重要设备的结构和工作原理^[2]。例如，可以演示各种反应器、蒸馏塔等的结构和工作原理，这将有助于保证安全生产，降低运行成本，提高设备质量。

2  高职化工实训教学的现状分析

2.1  教师的实践经验方面

就目前的情况来看，在高职化工实训过程中教师普遍缺乏实践经验，很多实践教学的教师虽然有较多的教学经验，但没有工厂实践经验。然而，教师对学生的实践性学习只是一种指导，无法真正展现真实的学习过程。实训还包括培训师是来自企业的工程技术人员，他们有丰富的实践经验，但无法真正展现实训的真实过程，技术人员由于缺乏理论知识和教学经验，也很难在实训中发挥相关作用。

2.2  实训的教学模式

现在依然有很多的高职院校的化工实训课程主要以课本中的理论知识为主，不能作为实训的基础。高职院校内确实需要开发实用的培训内，此外，学校对学生的教学方法也相当简单、死板。通常情况下，学生按照教师的示范，按照既定的程序模拟机械操作，导致实训不能与工厂的实际生产挂钩，所以实训很容易流于形式，学生的实践能力难以提高。

2.3  实训的教学成果

由于资源和管理能力有限，很多高职院校的实训设备只能接受简单的实训，不具有高度的指导性和实用性。即使一些高职院校能够购置到实用的学习设备，但由于师资力量等因素，也很难使用。首先是学校的教学模式滞后，因为化工行业无论是生产技术还是工艺、设备都在快速发展，高职院校很难与行业的发展保持同一步伐。在新的形势下，高等职业技术学院应该不断调整教育体制，利用新技术提高学生的化工实训教学效果。

3  虚拟仿真技术在高职化工实训教学中的应用简介

虚拟仿真实训本着培养实用性人才的原则，结合培养化工行业高素质的专门人才将理论教育、实验实训、企业实习和虚拟实践有效结合起来，符合化学专业人才培养的教学目的和要求^[3]。通过虚拟仿真实训，建立与实践教学、化工原理模拟实验、专业课程设计、文凭设计等化工教学实训的联系。作为系统的重要组成部分，虚拟仿真实训不仅模拟了经典的、传统的化工过程，而且还以化学品的特性作为模拟的基础，包括生产技术和优秀教师的创新设计项目。随着对虚拟仿真实训平台的引入，将实现化工行业不同分支的对现代化工有用的实验和实践课程的交叉和拓展，促进复合型人才的发展。

3.1  实训之前的知识点补充

在进行虚拟仿真实训之前，应给学生一定的时间，让学生熟悉生产过程的特点、主要的生产流程和主要的生产方式，掌握设备的一般信息，行业现状和前景，然后了解学员企业和相关行业，在这之后，利用虚拟仿真平台进行有效的实训。在实训之前的知识点准备的方法有很多，比如进入平台，阅读图文和视频介绍，学习工艺原理、设备配置和操作、工艺流程等相关的先进知识。在获得一定的基础知识后，根据要求制定自己对实训过程中的问题，写出实训报告，通过模拟实际训练获得答案，以达到实训的目的。

3.2  完成具体的化工实训教学

虚拟仿真实训具有在线原因选择、信息发布、互动交流和成果展示功能^[4]。通过在线选择功能，学生可以用个人电脑、iPad等设备连接虚拟仿真实训平台进行远程连接。在虚拟仿真训练中，学生有机会在三维虚拟仿真工厂中工作，并选择合适的虚拟实验。在工厂以角色扮演的形式，与平台中设置好的管理人员进行互动，学习安全生产知识和企业的作用，化工设备的结构和原理等重要知识点。虚拟仿真实训在虚拟实训的过程中设置了许多任务，每当学生执行任务时，这种模式就类似于游戏软件的练习方式，通过虚拟仿真软件有效地激发了学生的学习积极性。同时，仿真软件采用虚拟现实技术模拟物理设备和化工过程，配合真实的仿真软件能够模拟真实的化工过程。在一个化工过程中，采用的DCS控制系统，还原与现实同样的现场模式，在正常运行和生产过程中，有同学来操作一个典型的化工厂。这种实践方式弥补了传统企业实践中学生不能独立工作的不足，拉近了化学技术与高职化工专业学生的距离。

3.3  实训教学的评价过程

在学生完成各种虚拟仿真实训操作后，虚拟仿真软件将收集学生进行模拟实验操作的实时数据，然后对数据进行分析并随后在线发布学生的实训报告。在完成虚拟仿真实训后，实训系统将对学生尽心给定的考核，需要学生利用在实训中学习到的标准实训程序完成考核。这样，就达到了量化学生对化工实训效果的目的，这是对学生实训过程进行评价和改进的一种简单而有效的方法，提高学生在化工实训教学中的学习效果。

4  结语

通过不断的实践和专业知识的学习，打破现有的化学教育和实训的方式，以适应化工业技术发展的需要。为了提高学生的实践能力，增强学生的就业和职业竞争力，在一定程度上，我国职业院校化工的教学还是一种初始化和普及化、知识化的活动。因此，教师必须承担起教会学生如何解决实际问题的责任。这就要求教师要有责任心，做好质量工作，提高教学质量。只有全面审视，进一步改革，才能显著提高实训教学的质量和效果。只有全面审视各个环节，落实各项改革，实训课程的开设和效果才能得到明显提升。传统的工业实习中的化工过程危险性大、污染大、成本高，虚拟仿真技术的运用增加了实训的教学效果，帮助学生突破了实训的时间和空间，使学习内容更具感染力和吸引力，增加了化工实训的开展能力，提高了学生的实践技能和应对错误的能力，培养了学生的化工实践能力。

参考文献：

[1]赵志刚，冉茂飞.虚拟仿真技术在化工实习实训教学中的应用探讨[J].山东化工，2019,48(20):190-192.

[2]刘海，姜国平，靳菲，等.虚拟仿真技术在化工专业本科实训教学中的应用研究[J].化学工程与装备，2019(09):285-288.

[3]张勇，何智，丁培杰，等.虚拟仿真技术与微课在高职生物化学检验实训教学中的应用[J].卫生职业教育，2019,37(09):117-119.

[4]倪卫国，薛建海，陈裕芹.虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用[J].课程教育研究，2018(29):232.

作者简介：李庆龄(1990-)，女，汉族，甘肃张掖人，本科，中级职称，就职于甘肃能源化工职业学院，研究方向：应用化工。