流體輸送綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真教學(xué)應(yīng)用透視

王小瑞，董 鵬

(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730060)

流體輸送綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真教學(xué)應(yīng)用透視

王小瑞，董 鵬

(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730060)

為了提高學(xué)生適應(yīng)能力和學(xué)生工程素質(zhì)能力，進(jìn)行了流體輸送綜合3D實(shí)訓(xùn)虛擬仿真軟件的開發(fā)和設(shè)計(jì)，并對(duì)化工 3D仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

3D仿真；流體輸送；實(shí)踐教學(xué)

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，化工各企業(yè)對(duì)高素質(zhì)工程技術(shù)人才的要求標(biāo)準(zhǔn)也隨之攀爬。而在人才培養(yǎng)方案中所用的實(shí)踐教學(xué)方法及手段起著中流砥柱的作用，雖然2D各個(gè)化工仿真軟件都已廣泛應(yīng)用于教學(xué)各領(lǐng)域，但教學(xué)的主宰性根本比不了3D，所以3D實(shí)踐教學(xué)引起了教學(xué)中一場(chǎng)重大變革。但作為重點(diǎn)人才培養(yǎng)的高職高等院校卻面臨著學(xué)院教學(xué)條件受限以及當(dāng)代化工企業(yè)不愿意接納學(xué)生進(jìn)廠實(shí)習(xí)、現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)的問題，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)單位，也根本無(wú)法保證提高學(xué)生進(jìn)行工程能力分析和解決問題方法等能力，傳統(tǒng)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)將受到巨大沖擊。3D仿真實(shí)踐教學(xué)將成為一種高職院校教學(xué)發(fā)展必須要完成的任務(wù)，特別是在化工原理這門專業(yè)基礎(chǔ)課程的傳統(tǒng)2D教學(xué)仿真，必須跟上時(shí)代的步伐，引領(lǐng)學(xué)生快速與需求的技術(shù)接軌，最重要的是化工原理仿真在化工原理教學(xué)中起著橋梁作用[1～3]。

化工原理單元操作頗多，筆者只介紹流體輸送綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真在教學(xué)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)以及運(yùn)用深意。

2 流體輸送綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真內(nèi)容

運(yùn)用 3D 虛擬仿真技術(shù)對(duì)化工原理仿真室及實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行建模，對(duì)化工原理理論、裝置和操作等內(nèi)容進(jìn)行分析，使學(xué)生能夠通過對(duì)化工原理3D仿真軟件的使用達(dá)到預(yù)習(xí)和虛實(shí)結(jié)合的作用，提高對(duì)其工程素質(zhì)能力的培養(yǎng)效果[4]。

流體輸送綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真內(nèi)容：①離心泵測(cè)定，②直管阻力測(cè)定，③局部阻力測(cè)定，④節(jié)流式流量計(jì)測(cè)定，⑤離心泵特性曲線，⑥管路特性曲線。

3 流體輸送綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真目的

了解流體輸送綜合實(shí)訓(xùn)裝置的基本原理和主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，能夠正確通過理論指導(dǎo)使用并維護(hù)設(shè)備；學(xué)會(huì)判斷異?，F(xiàn)象并學(xué)會(huì)檢修故障；能夠根據(jù)工藝條件正確選擇設(shè)備的類型及型號(hào)；學(xué)會(huì)根據(jù)工藝要求正確操作流體輸送設(shè)備完成流體輸送任務(wù)；能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)無(wú)干擾切換操作。能熟練操控DCS控制系統(tǒng)。能根據(jù)異?，F(xiàn)象分析判斷故障種類、產(chǎn)生原因并排除處理。最終培養(yǎng)學(xué)生成為具有高職業(yè)道德和團(tuán)隊(duì)合作精神的合格人才。

4 3D仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

(1)仿真帶有游戲的特點(diǎn)，將理論知識(shí)以完成任務(wù)的游戲模式展現(xiàn)給學(xué)生，使得學(xué)生接收特別容易。

(2)仿真操作簡(jiǎn)便，工藝流程形象逼真：化工原理3D仿真可以簡(jiǎn)易、快速而形象地得到摸擬仿真效果和結(jié)果。這種形象逼真生動(dòng)的3D仿真教學(xué)，使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境一般的體驗(yàn)與操作體會(huì)。

(3)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算、結(jié)果分析自動(dòng)化：采用3D仿真實(shí)訓(xùn)可以大大減少數(shù)據(jù)處理時(shí)間，仿真所要數(shù)據(jù)處理可以用計(jì)算機(jī)計(jì)算完成，并將數(shù)據(jù)在各種坐標(biāo)圖上自動(dòng)描點(diǎn)，然后回歸并畫出連續(xù)、平滑的曲線。

(4)3D仿真軟件極具擴(kuò)展性和實(shí)用性，從學(xué)生以后發(fā)展角度可以看出，高職院校以及大學(xué)建造3D仿真實(shí)訓(xùn)基地，是必不可少的途徑。

5 3D綜合仿真的運(yùn)用意義

流體輸送綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真教學(xué)方法跟隨時(shí)代的變遷，以虛擬仿真設(shè)備為模擬現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)用身臨其境般的教學(xué)游戲手段，并且結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段，可以達(dá)到了最有效的目的，使得學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力大大提高，這是一場(chǎng)教學(xué)的變革，將仿真改革融入教學(xué)，使得學(xué)生對(duì)于以后化工環(huán)境有一個(gè)初步的感官認(rèn)識(shí)。因此在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中運(yùn)用3D仿真已經(jīng)成為化工人才培養(yǎng)教學(xué)改革的新目標(biāo)與新挑戰(zhàn)，具有頗深的意義。

[1]李明田.淺談化工原理仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中的研究[J].科技與教育,2007(454):70.

[2]李金云.淺談高?；ぴ韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)——仿真實(shí)驗(yàn)[J].濰坊學(xué)院學(xué)報(bào),2002,2(2).

[3]陳祖福.迎接知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,轉(zhuǎn)變教育思想觀念,振興和創(chuàng)新高等教育[J].大學(xué)化學(xué),1999(1).

[4]石 智,隋國(guó)哲,姜澤鈺，等.3D虛擬仿真技術(shù)在化工原理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].高師理科學(xué)刊,2015,35(10):96～98.

2016-07-26

王小瑞(1985—)，女，講師，碩士，主要從事綠色催化方面的教學(xué)工作。

董 鵬(1986—)，男，助教，博士，主要從事化學(xué)工程方面的研究。

G20

A

1674-9944(2016)17-0171-02