(1)实验方案设计思路
实训是实践教学中非常重要的一个环节,而化工类学生在传统实习过程中面临着深入参与难,工艺认知浅,工程能力弱等问题。本项目在设计和实施中,坚持虚实结合、相互补充、能实不虚的原则,体现“新工科”理念,以培养学生解决复杂工程问题能力为导向,着重提升学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。
本项目高度还原了真实的生产运行场景,融入了现代工厂运行管理模式,构建了理论与实践高度融合的“现代企业情景式”教学环境,解决了传统理论教学与学生工程能力培养的矛盾。
本项目通过虚实结合的方式拓展教学的深度和广度,加深学生对学科知识的理解,优化实践教学体系。学生在工艺仿真实训中,分组协作,实现DCS控制和半实物设备现场的交互操作,完成单元装置的操作、生产工段开停车操作、事故处理操作,掌握煤制甲醇及烯烃生产工艺及典型设备的操控方法,化工连续生产过程中自动化、信息化控制原理和方法,最终实现提高学生的工艺创新能力、团队合作能力和分析解决问题能力的目的,实现人才培养与社会、企业需求的“无缝对接”。
(2)教学方法
本项目教学过程中以学生为中心,以问题为导向,实施“三位一体”互动式教学方法。学生分别在DCS中控室和半实物设备现场承担内操、外操、工段长等不同角色,实现“生生互动”;教师现场指导,实现“师生互动”;仿真操作和半实物操作交互进行,实现“虚实互动”。学生交互式操作,参与感、趣味性强,角色互动,具有真实沉浸感,有利于培养解决复杂工程问题的能力,破解工厂实习难、以及工业装置只能看不能动、实习效果差的问题。
(3)评价体系
本项目评价强调过程性,以工程能力评价为主,形成了科学客观、多维一体的评价机制,学生成绩由实操表现、工艺仿真操作和实训报告三部分组成。同时,一切有记录,一切可分析,使教、学过程数量化,改进有依据。
(4)传统教学的延伸与拓展
本项目倡导实行“边学习、边设计、边实践、边创新”的教育过程,着重培养学生的认知能力、工程能力和创新能力,提高其综合素质。
通过煤制甲醇及烯烃半实物仿真工厂对现代企业情景的再现,设置符合学生工程能力培养的实践教学内容,给学生们展开讨论和交流提供机会与场所,引导学生进行探索式学习,培养学生的创新意识和团队精神。支持和鼓励学生通过自学思考提出问题并自行解决问题,充分发挥学生的想象能力,培养学生的创造性思维。