一种五元三步一体化的化工实训装置的制作方法

本发明涉及化工教学实训装置技术领域，具体的说，涉及了一种五元三步一体化的化工实训装置。

背景技术：

随着工业的快速发展，人们对化工类高级技能人才的需求日渐迫切，但由于化工行业的特殊性，化工企业受国家相关制度、规范的制约，很难在正常生产过程中为相关院校承担培养核心职业技能的岗位实践教学任务。因此，从事高职化工技术类专业教育的院校为了完成与实际工作内容接轨的实践性教学任务，实现教学内容与行业需求零距离对接，提高学生的实践技能和职业素养，必须建立满足专业实践教学需要的实训基地。实训教学是培养高级应用型人才的重要教学环节，以化工生产中物理加工为背景，分为若干个单元操作，研究各单元操作的基本原理和操作方法。

传统的ppt和板书教学，形式枯燥，方式单一，没有办法达到教学预期的效果，教师不满意，学生学不透。随着高等教育招生规模的扩大，传统的实训教学模式已不能满足新形势下实训教学的需要。

另外，传统的实训装置在考核方面，计算机控制系统只能从实训数据方面对学习者进行结果考核，而无法完成过程考核，不能够全面跟踪和掌握学生的学习效果。为此在实训教学中必须建立一种适合自身培养模式的实训教学新模式。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种因材施教、操作简单、过程考核、内容丰富、实用性强和学习效率高的五元三步一体化的化工实训装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种五元三步一体化的化工实训装置，包括化工实训设备，还包括控制系统，以及分别与所述控制系统相连的讲授模块、训练模块和考核模块；

所述讲授模块包括用于存放音频视频资料的存储器、与音频视频资料相对应的二维码卡贴和移动终端，所述二维码卡贴设置在化工实训设备上；

所述训练模块包括引导训练模块、强化训练模块、语音提示模块、灯光提示模块；所述灯光提示模块设置在所述化工实训设备上；

所述考核模块包括指纹识别模块、面部识别模块、自动评分模块、无线网络模块和教师端；

所述移动终端通过扫描相应位置的所述二维码卡贴，获取相应的音频视频资料信息进行学习；

通过所述引导训练模块或者所述强化训练模块选择训练模式，根据选择的训练模式，所述控制系统发送控制指令驱动所述语音提示模块和所述灯光提示模块引导学员完成相应位置的实训操作；

学员通过所述指纹识别模块和所述面部识别模块进行身份识别后，进行实训操作；在实训操作过程中，所述控制系统驱动所述自动评分模块根据操作步骤和操作质量进行评分，并通过所述无线网络模块将实训结果传输至所述教师端。

基于上述，所述讲授模块还包括数据处理模块，以及分别与所述数据处理模块连接的音频采集模块、视频采集模块；所述数据处理模块通过所述无线网络模块将音频视频资料传输至所述控制系统。

基于上述，所述音频采集模块通过麦克风对现场教学的音频资料进行采集，所述视频采集模块通过摄像设备对现场教学的视频资料进行采集。

基于上述，在训练模式的实训操作中，所述控制系统驱动所述自动评分模块根据操作步骤和操作质量进行评分，并通过所述无线网络模块将实训结果传输至所述教师端。

基于上述，所述考核模块还包括化工实训仿真系统，真实模拟化工实训装置的运行环境，学员可通过所述化工实训仿真系统进行实训操作的技能测试。

基于上述，考核模式中，在化工实训仿真系统的实训操作过程中随机弹出与化工实训设备对应的理论考题，提供实训操作的技能测试与理论测试相结合的考核模式。

基于上述，所述化工实训设备包括化工设备、化工管路和化工仪表，所述化工仪表设置在所述化工设备或者所述化工管路上。

基于上述，所述控制系统采用dcs控制系统或者plc可编程控制器。

本发明相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说：

1）本发明提供了一种五元三步一体化的化工实训装置，它包括控制系统，以及分别与所述控制系统相连的讲授模块、训练模块和考核模块；本发明实现了实训装置无教师值守翻转课堂，打破了传统教学单一枯燥的教学模式，提高了学生的参与度和主动学习的积极性，使得学生可以自主学习、不依赖于老师，达到讲、学、练、考一体化教学；因操作简单、内容丰富，特别适用于研究院、高等院校、高职高专、在职人员的学习使用，减轻了教师的压力，有效解决了学生无处可问的尴尬局面；

2）学习模式下，本发明实现了现场、远传同步学习，线上线下同步教学。本发明根据化工设备的信息和规范操作内容开发相应微课群及教学视频音频素材，微课群可以提供丰富的学习素材。通过移动终端扫描装置相应位置的二维码，学生在线就可以获取丰富的学习资料，进行设备的认知及管路信息的了解，实现了“哪里不会点哪里”的“点读机式”学习模式；

3）训练模式下，在装置中相应位置进行声光引导，提醒操作者进行训练，一步一步地引导学员完成实训操作；在训练模式的实训操作中，所述控制系统驱动所述自动评分模块根据操作步骤和操作质量进行评分，并通过所述无线网络模块将实训结果传输至所述教师端；通过所述引导训练模块或者所述强化训练模块选择训练模式，根据选择的训练模式，所述控制系统发送控制指令驱动所述语音提示模块和所述灯光提示模块引导学员完成相应位置的实训操作，可选择步骤提醒的程度；实现了分层次训练模式，从而实现了实训课堂的翻转，掌握了化工实训设备的操作；

4）考核模式下，学员通过指纹识别和面部识别进行身份确认后，进行实训操作；在实训操作过程中，所述控制系统驱动所述自动评分模块根据操作步骤和操作质量进行评分，并通过所述无线网络模块将实训结果的考核成绩直接上传至教师端；全面跟踪和掌握学生的学习效果，实现了讲授模式、训练模式、考核模式层层递进的学习方式；

综上所述，本发明具有因材施教、操作简单、过程考核、内容丰富、实用性强和学习效率高的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工作原理框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如附图1和附图2所示，一种五元三步一体化的化工实训装置，包括化工实训设备，还包括控制系统，以及分别与所述控制系统相连的讲授模块、训练模块和考核模块；所述讲授模块包括用于存放音频视频资料的存储器、与音频视频资料相对应的二维码卡贴和移动终端，所述二维码卡贴设置在化工实训设备上；所述训练模块包括引导训练模块、强化训练模块、语音提示模块、灯光提示模块，所述语音提示模块和所述灯光提示模块提供与化工实训设备相结合的声光引导功能；所述灯光提示模块设置在所述化工实训设备上；所述考核模块包括指纹识别模块、面部识别模块、自动评分模块、无线网络模块和教师端；所述移动终端通过扫描相应位置的所述二维码卡贴，获取相应的音频视频资料信息进行学习；通过所述引导训练模块或者所述强化训练模块选择训练模式，根据选择的训练模式，所述控制系统发送控制指令驱动所述语音提示模块和所述灯光提示模块引导学员完成相应位置的实训操作；学员通过所述指纹识别模块和所述面部识别模块进行身份识别后，进行实训操作；在实训操作过程中，所述控制系统驱动所述自动评分模块根据操作步骤和操作质量进行评分，并通过所述无线网络模块将实训结果传输至所述教师端。操作质量指的是，完成相应的操作后，获得的实训数据和现象，实训数据包括化工仪表参数等。

为了进一步完善所述讲授模块，所述讲授模块还包括数据处理模块，以及分别与所述数据处理模块连接的音频采集模块、视频采集模块；所述数据处理模块通过所述无线网络模块将音频视频资料传输至所述控制系统。所述音频采集模块通过麦克风对现场教学的音频资料进行采集；所述视频采集模块通过摄像设备对现场教学的视频资料进行采集。本发明以“互联网+”为支持，实现了现场、远传同步学习，线上线下同步教学。本发明根据单元操作内容开发相应微课群及教学视频音频素材，通过移动终端扫描装置相应位置的二维码，进行设备的认知及管路信息的了解，实现了“哪里不会点哪里”的“点读机式”学习模式。

为了能够全面跟踪和掌握学生的学习效果，在训练模式的实训操作中，所述控制系统驱动所述自动评分模块根据操作步骤和操作质量进行评分，并通过所述无线网络模块将实训结果传输至所述教师端。

所述化工实训设备包括化工设备、化工管路和化工仪表，所述化工仪表设置在所述化工设备或者所述化工管路上。所述控制系统采用dcs控制系统或者plc可编程控制器。

考核模式中，在实训操作过程中随机弹出与化工实训设备对应的理论考题，用于提供实训操作的技能测试与理论测试相结合的考核模式。所述考核模块还包括化工实训仿真系统，真实模拟化工实训装置的运行环境，学员可通过所述化工实训仿真系统进行实训操作的技能测试。

本发明提供了一种五元三步一体化的化工实训装置，它包括控制系统，以及分别与所述控制系统相连的讲授模块、训练模块和考核模块；本发明实现了教学、练、考的一体化模式，实现了实训装置无教师值守翻转课堂，打破了传统教学单一枯燥的教学模式，提高了学生的参与度和积极性；因操作简单、内容丰富，特别适用于研究院、高等院校、高职高专、在职人员的学习使用。

学习模式下，本发明以“互联网+”为支持，实现了现场、远传同步学习，线上线下同步教学。本发明根据实训操作内容开发相应微课群及教学视频音频素材，通过移动终端扫描装置相应位置的二维码，进行设备的认知及管路信息的了解，实现了“哪里不会点哪里”的“点读机式”学习模式。

训练模式下，在装置中相应位置进行声光引导，化工实训装置装有操作软件，按照预先设置的步骤提醒操作者进行训练，一步步地引导学员完成实训操作；在训练模式的实训操作中，所述控制系统驱动所述自动评分模块根据操作步骤和操作质量进行评分，并通过所述无线网络模块将实训结果传输至所述教师端；实现了分层次训练模式，从而实现了实训课堂的翻转，掌握了化工实训设备的操作。

考核模式下，学员通过指纹识别和面部识别进行身份确认后，进行实训操作；在实训操作过程中，所述控制系统驱动所述自动评分模块根据操作步骤和操作质量进行评分，并通过所述无线网络模块将实训结果的考核成绩直接上传至教师端；考核模式中，在化工实训仿真系统的实训操作过程中随机弹出与化工实训设备对应的理论考题，用于提供实训操作的技能测试与理论测试相结合的考核模式。通过学习素材中的知识后选择与自己掌握知识能力匹配的考试试题。练习熟练之后，可以选择稍难一点的题目，通过这样分层次递进式练习达到熟练目的。本发明实现了讲授模式、训练模式、考核模式层层递进的学习方式。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。