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智慧化工职业教育人才培养方案

一、行业背景与需求分析


1、行业发展现状

(1)智能化转型加速:化工行业向智能制造、智慧化工厂转型,需大量掌握智能仪表操作、工艺参数AI优化、数字孪生系统维护的复合型人才。

(2)安全与环保压力升级:化工厂爆炸、危化品泄漏等事故暴露从业人员安全操作能力不足问题。

(3)人才结构性短缺:据《中国化工行业人才白皮书》,2025年智能化岗位缺口将达120万人,其中“工艺+IT”跨领域人才缺口占比超60%。企业反馈应届生普遍存在“懂理论缺实操”“熟悉传统设备但不会操作智能产线”等问题。
 

 

2、教育端痛点分析

(1)教学设备滞后:实训设备落后于企业,无法模拟智能工厂的智慧化系统。

(2)课程与实践脱节:传统“教室授课+简单实验”模式难以培养工程思维和复杂问题解决能力。

(3)实训成本与风险高:建设真实化工产线实训室需千万级投入,且存在易燃易爆、有毒有害物质管理风险。教师缺乏企业一线经验,难以指导学生进行故障诊断与工艺优化。

(4)评价体系单一:考核以笔试为主,缺乏对安全规范意识、团队协作能力等岗位核心素质的评估工具。


3、政策驱动方向

国家层面:

《职业教育产教融合赋能提升行动实施方案》:明确要求实训设备对标产业先进水平,建设虚拟仿真实训基地。

“十四五”教育发展规划:推动人工智能、虚拟现实技术深度融入实践教学。

新工科要求工科专业打破传统学科边界,注重跨学科融合与技术前沿对接,传统化工实验装置缺乏智能化和现代化,难以满足新工科建设对“新技术、新知识、新实践”的需求。

二、产品与解决方案


1、化工虚拟仿真软件

化解实训安全成本难题,三维实景沉浸式教学,助力学生快速掌握化工核心技能,提升教学质量与实践效果。

化工虚拟仿真软件产品体系覆盖多种专业方向、产品形式、产品类型及多样化的仿真培训资源。
 


(1)3D仿真资源介绍

化工实验室类

涵盖化工原理实验、化工工艺实验、流体力学实验及化工实训,可实现实验操作、影响因素探究、实验数据记录与处理、输出实验报告等需求。
 

 

化工装置生产操作类

涵盖石油化工、煤化工、精细化工、精细化工、高分子、磷化工、新能源等多种行业领域的工厂装置级认知实习、生产操作,以及化工单元、化工总控工、有机合成工、1+X等仿真资源。
 

 
化工安全类

以石油化工、煤化工、精细化工等工艺实际装置为场景,构建隐患排查、化工事故应急演练、安全事故VR体验、HAZOP分析等安全技能培训内容,以事故、爆炸、物料泄漏发生后进行应急操作为蓝本,设计应急操作、泄漏处理、事故救援等操作剧情,完成培训。
 

 

(2)XR配套仿真类

VR(虚拟现实)

利用VR技术,实现在真实工厂里漫游、操作,对各类生产设备进行拆分与组装等多种交互,获得更好的交互体验和更深层次的理性认识。
 


AR(增强现实)

利用AR技术,通过手机或平板电脑扫描实训装置中关键设备,运用特效和动画展示关键设备的内部结构、运行原理、物料的变化、流动状态等。


 

MR(混合现实)

MR设备对实物设备进行拍摄时,会对装置进行分析和识别,将设备内构、物料流向以及物料反应的三维特效叠加在设备上,用于学习设备的结构及运行原理、工艺流程以及安全事故模拟,通过手势抓取、移动物体,增强科技感与学员体验感。
 


数字博物馆

化工数字博物馆按照《关于推进实施国家文化数字化战略的意见》总体要求,以《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022-2026年)》为指导,利用虚拟现实、增强现实等数字技术赋能教育、文化、工业等领域的应用,建设支持虚实融合的数字展厅,面向各大院校师生,推出集参观学习、教育科普为一体的化工数字博物馆。支持自由漫游、模拟导游讲解、AI问答与对话系统、元宇宙多人互动及多人课堂等功能。
 


2、岗课赛证融通智慧课程建设

(1)课程建设实力

深化企业、机构、院校战略协同,汇聚跨领域创新资源,打造高水平技术攻关联合体。课程开发团队合作单位:化工教育协会、天津大学、兰州石化职业技术大学、东营职业、南京科技职业技术学院、湖北三宁化工股份有限公司、山东滨安等。

(2)服务对象与建设方向

1、基础技能实训体系

聚焦化工行业典型设备与标准作业流程,构建覆盖工艺操作、设备原理解析、安全规范管理的三维实训平台,强化从业人员基础技能素养。

2、定制化人才培养方案

依托企业真实生产场景,提供模块化课程开发服务,根据岗位序列特征、职能差异及技能图谱,设计分层分类的精准培养路径,助力企业人才梯队建设。

3、职业能力认证体系

围绕国家职业资格标准框架,建立岗位胜任力评估模型,开展技能等级认证与岗位资质考核服务,有效提升员工技术适配性与岗位履职能力。3、智慧实训室:升级传统实训设备,实现数字与实体实训场景一体化,打造全面、智能的实践教学空间,增强学生实操能力。​

(3)教学场景全覆盖

通过创新的Al教学支持系统,以智能化手段覆盖了教学的全过程,包括课前、课中和课后三个阶段。
 


(4)专业学科模型

Al智能教学系统,采用了人工智能领域的自然语言处理技术、深度学习技术和智能推荐技术,使得教师可以通过自己的专业学科资料(文字、图片、视频和仿真软件等)、经验和知识搭建知识库,进一步形成AI算法模型。

建设内容:课程大纲、控课表、培训矩阵、教师讲义、学员手册、课程PPT、考培题库、动画素材、仿真资源、教师线上培训视频、工厂实景培训视频、设备实操培训视频。涵盖行业专家录制的专业视频、AI数字人讲解、操作现场实景拍摄、生动形象的动画素材等多种形式。

(5)课程体系清单


 

三、典型案例


1、天津大学化工原理智慧实验室建设

结合化工原理实验课程教学5个阶段(理论课程学习,实验预习阶段,实验实施阶段,实验总结分析阶段,期末考评阶段)的教学流程,依据不同的功能模块,搭建数智化实验课程架构,先进行基础服务体系的构建,然后建设数智化空间,结合大模型,衍生出不同的应用场景,因材施教。
 
 
 

2、青岛科技大学淄博教产融合实训基地

青岛科技大学淄博教科产融合实训基地建设面积4000余平米,费用投入4000余万元。该实训基地采用智慧数字化技术,将线上资源与线下设备相结合,实现了线上资源与现场设备网络共享,打造了线上线下混合式培养方案,实现了资源共享,全时空教学。学员不仅强化了理论学习,而且提高了工程实践能力。同时为学员实现自主学习和终身学习提供了最先进的服务平台。
 
 
 

3、连云港职业技术学院“数智赋能”石油化工产业链虚拟仿真实训基地

建设总面积约4800平方米,费用投入约2500万元。项目包含虚拟仿真科普体验中心、专业虚拟仿真实训中心、公共虚拟仿真实训中心和课程思政仿真研创中心,实训内容涵盖科普展厅、化工单元实训、罐区安全作业实训、特殊作业实训、特种作业实训、丁二烯半实物仿真实训、材料工程实训等,集科普、教学、实习、实训、研创于一体的综合性实训基地。
 

 
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