一種五元三步一體化的化工實訓裝置的製作方法
2023-06-21 14:34:46
本發明涉及化工教學實訓裝置技術領域，具體的說，涉及了一種五元三步一體化的化工實訓裝置。
背景技術：
隨著工業的快速發展，人們對化工類高級技能人才的需求日漸迫切，但由於化工行業的特殊性，化工企業受國家相關制度、規範的制約，很難在正常生產過程中為相關院校承擔培養核心職業技能的崗位實踐教學任務。因此，從事高職化工技術類專業教育的院校為了完成與實際工作內容接軌的實踐性教學任務，實現教學內容與行業需求零距離對接，提高學生的實踐技能和職業素養，必須建立滿足專業實踐教學需要的實訓基地。實訓教學是培養高級應用型人才的重要教學環節，以化工生產中物理加工為背景，分為若干個單元操作，研究各單元操作的基本原理和操作方法。
傳統的ppt和板書教學，形式枯燥，方式單一，沒有辦法達到教學預期的效果，教師不滿意，學生學不透。隨著高等教育招生規模的擴大，傳統的實訓教學模式已不能滿足新形勢下實訓教學的需要。
另外，傳統的實訓裝置在考核方面，計算機控制系統只能從實訓數據方面對學習者進行結果考核，而無法完成過程考核，不能夠全面跟蹤和掌握學生的學習效果。為此在實訓教學中必須建立一種適合自身培養模式的實訓教學新模式。
為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種因材施教、操作簡單、過程考核、內容豐富、實用性強和學習效率高的五元三步一體化的化工實訓裝置。
為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案是：一種五元三步一體化的化工實訓裝置，包括化工實訓設備，還包括控制系統，以及分別與所述控制系統相連的講授模塊、訓練模塊和考核模塊；
所述講授模塊包括用於存放音頻視頻資料的存儲器、與音頻視頻資料相對應的二維碼卡貼和移動終端，所述二維碼卡貼設置在化工實訓設備上；
所述訓練模塊包括引導訓練模塊、強化訓練模塊、語音提示模塊、燈光提示模塊；所述燈光提示模塊設置在所述化工實訓設備上；
所述考核模塊包括指紋識別模塊、面部識別模塊、自動評分模塊、無線網絡模塊和教師端；
所述移動終端通過掃描相應位置的所述二維碼卡貼，獲取相應的音頻視頻資料信息進行學習；
通過所述引導訓練模塊或者所述強化訓練模塊選擇訓練模式，根據選擇的訓練模式，所述控制系統發送控制指令驅動所述語音提示模塊和所述燈光提示模塊引導學員完成相應位置的實訓操作；
學員通過所述指紋識別模塊和所述面部識別模塊進行身份識別後，進行實訓操作；在實訓操作過程中，所述控制系統驅動所述自動評分模塊根據操作步驟和操作質量進行評分，並通過所述無線網絡模塊將實訓結果傳輸至所述教師端。
基於上述，所述講授模塊還包括數據處理模塊，以及分別與所述數據處理模塊連接的音頻採集模塊、視頻採集模塊；所述數據處理模塊通過所述無線網絡模塊將音頻視頻資料傳輸至所述控制系統。
基於上述，所述音頻採集模塊通過麥克風對現場教學的音頻資料進行採集，所述視頻採集模塊通過攝像設備對現場教學的視頻資料進行採集。
基於上述，在訓練模式的實訓操作中，所述控制系統驅動所述自動評分模塊根據操作步驟和操作質量進行評分，並通過所述無線網絡模塊將實訓結果傳輸至所述教師端。
基於上述，所述考核模塊還包括化工實訓仿真系統，真實模擬化工實訓裝置的運行環境，學員可通過所述化工實訓仿真系統進行實訓操作的技能測試。
基於上述，考核模式中，在化工實訓仿真系統的實訓操作過程中隨機彈出與化工實訓設備對應的理論考題，提供實訓操作的技能測試與理論測試相結合的考核模式。
基於上述，所述化工實訓設備包括化工設備、化工管路和化工儀表，所述化工儀表設置在所述化工設備或者所述化工管路上。
基於上述，所述控制系統採用dcs控制系統或者plc可編程控制器。
本發明相對現有技術具有實質性特點和進步，具體的說：
1）本發明提供了一種五元三步一體化的化工實訓裝置，它包括控制系統，以及分別與所述控制系統相連的講授模塊、訓練模塊和考核模塊；本發明實現了實訓裝置無教師值守翻轉課堂，打破了傳統教學單一枯燥的教學模式，提高了學生的參與度和主動學習的積極性，使得學生可以自主學習、不依賴於老師，達到講、學、練、考一體化教學；因操作簡單、內容豐富，特別適用於研究院、高等院校、高職高專、在職人員的學習使用，減輕了教師的壓力，有效解決了學生無處可問的尷尬局面；
2）學習模式下，本發明實現了現場、遠傳同步學習，線上線下同步教學。本發明根據化工設備的信息和規範操作內容開發相應微課群及教學視頻音頻素材，微課群可以提供豐富的學習素材。通過移動終端掃描裝置相應位置的二維碼，學生在線就可以獲取豐富的學習資料，進行設備的認知及管路信息的了解，實現了「哪裡不會點哪裡」的「點讀機式」學習模式；
3）訓練模式下，在裝置中相應位置進行聲光引導，提醒操作者進行訓練，一步一步地引導學員完成實訓操作；在訓練模式的實訓操作中，所述控制系統驅動所述自動評分模塊根據操作步驟和操作質量進行評分，並通過所述無線網絡模塊將實訓結果傳輸至所述教師端；通過所述引導訓練模塊或者所述強化訓練模塊選擇訓練模式，根據選擇的訓練模式，所述控制系統發送控制指令驅動所述語音提示模塊和所述燈光提示模塊引導學員完成相應位置的實訓操作，可選擇步驟提醒的程度；實現了分層次訓練模式，從而實現了實訓課堂的翻轉，掌握了化工實訓設備的操作；
4）考核模式下，學員通過指紋識別和面部識別進行身份確認後，進行實訓操作；在實訓操作過程中，所述控制系統驅動所述自動評分模塊根據操作步驟和操作質量進行評分，並通過所述無線網絡模塊將實訓結果的考核成績直接上傳至教師端；全面跟蹤和掌握學生的學習效果，實現了講授模式、訓練模式、考核模式層層遞進的學習方式；
綜上所述，本發明具有因材施教、操作簡單、過程考核、內容豐富、實用性強和學習效率高的優點。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是本發明的工作原理框圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
如附圖1和附圖2所示，一種五元三步一體化的化工實訓裝置，包括化工實訓設備，還包括控制系統，以及分別與所述控制系統相連的講授模塊、訓練模塊和考核模塊；所述講授模塊包括用於存放音頻視頻資料的存儲器、與音頻視頻資料相對應的二維碼卡貼和移動終端，所述二維碼卡貼設置在化工實訓設備上；所述訓練模塊包括引導訓練模塊、強化訓練模塊、語音提示模塊、燈光提示模塊，所述語音提示模塊和所述燈光提示模塊提供與化工實訓設備相結合的聲光引導功能；所述燈光提示模塊設置在所述化工實訓設備上；所述考核模塊包括指紋識別模塊、面部識別模塊、自動評分模塊、無線網絡模塊和教師端；所述移動終端通過掃描相應位置的所述二維碼卡貼，獲取相應的音頻視頻資料信息進行學習；通過所述引導訓練模塊或者所述強化訓練模塊選擇訓練模式，根據選擇的訓練模式，所述控制系統發送控制指令驅動所述語音提示模塊和所述燈光提示模塊引導學員完成相應位置的實訓操作；學員通過所述指紋識別模塊和所述面部識別模塊進行身份識別後，進行實訓操作；在實訓操作過程中，所述控制系統驅動所述自動評分模塊根據操作步驟和操作質量進行評分，並通過所述無線網絡模塊將實訓結果傳輸至所述教師端。操作質量指的是，完成相應的操作後，獲得的實訓數據和現象，實訓數據包括化工儀表參數等。
為了進一步完善所述講授模塊，所述講授模塊還包括數據處理模塊，以及分別與所述數據處理模塊連接的音頻採集模塊、視頻採集模塊；所述數據處理模塊通過所述無線網絡模塊將音頻視頻資料傳輸至所述控制系統。所述音頻採集模塊通過麥克風對現場教學的音頻資料進行採集；所述視頻採集模塊通過攝像設備對現場教學的視頻資料進行採集。本發明以「網際網路+」為支持，實現了現場、遠傳同步學習，線上線下同步教學。本發明根據單元操作內容開發相應微課群及教學視頻音頻素材，通過移動終端掃描裝置相應位置的二維碼，進行設備的認知及管路信息的了解，實現了「哪裡不會點哪裡」的「點讀機式」學習模式。
為了能夠全面跟蹤和掌握學生的學習效果，在訓練模式的實訓操作中，所述控制系統驅動所述自動評分模塊根據操作步驟和操作質量進行評分，並通過所述無線網絡模塊將實訓結果傳輸至所述教師端。
所述化工實訓設備包括化工設備、化工管路和化工儀表，所述化工儀表設置在所述化工設備或者所述化工管路上。所述控制系統採用dcs控制系統或者plc可編程控制器。
考核模式中，在實訓操作過程中隨機彈出與化工實訓設備對應的理論考題，用於提供實訓操作的技能測試與理論測試相結合的考核模式。所述考核模塊還包括化工實訓仿真系統，真實模擬化工實訓裝置的運行環境，學員可通過所述化工實訓仿真系統進行實訓操作的技能測試。
本發明提供了一種五元三步一體化的化工實訓裝置，它包括控制系統，以及分別與所述控制系統相連的講授模塊、訓練模塊和考核模塊；本發明實現了教學、練、考的一體化模式，實現了實訓裝置無教師值守翻轉課堂，打破了傳統教學單一枯燥的教學模式，提高了學生的參與度和積極性；因操作簡單、內容豐富，特別適用於研究院、高等院校、高職高專、在職人員的學習使用。
學習模式下，本發明以「網際網路+」為支持，實現了現場、遠傳同步學習，線上線下同步教學。本發明根據實訓操作內容開發相應微課群及教學視頻音頻素材，通過移動終端掃描裝置相應位置的二維碼，進行設備的認知及管路信息的了解，實現了「哪裡不會點哪裡」的「點讀機式」學習模式。
訓練模式下，在裝置中相應位置進行聲光引導，化工實訓裝置裝有操作軟體，按照預先設置的步驟提醒操作者進行訓練，一步步地引導學員完成實訓操作；在訓練模式的實訓操作中，所述控制系統驅動所述自動評分模塊根據操作步驟和操作質量進行評分，並通過所述無線網絡模塊將實訓結果傳輸至所述教師端；實現了分層次訓練模式，從而實現了實訓課堂的翻轉，掌握了化工實訓設備的操作。
考核模式下，學員通過指紋識別和面部識別進行身份確認後，進行實訓操作；在實訓操作過程中，所述控制系統驅動所述自動評分模塊根據操作步驟和操作質量進行評分，並通過所述無線網絡模塊將實訓結果的考核成績直接上傳至教師端；考核模式中，在化工實訓仿真系統的實訓操作過程中隨機彈出與化工實訓設備對應的理論考題，用於提供實訓操作的技能測試與理論測試相結合的考核模式。通過學習素材中的知識後選擇與自己掌握知識能力匹配的考試試題。練習熟練之後，可以選擇稍難一點的題目，通過這樣分層次遞進式練習達到熟練目的。本發明實現了講授模式、訓練模式、考核模式層層遞進的學習方式。
最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。