虛擬仿真軟件在化工實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用探討

摘 要：隨著社會(huì)不斷進(jìn)步，國(guó)家對(duì)于應(yīng)用型人才的需求越來(lái)越大，如何讓應(yīng)用型人才的培養(yǎng)更加方便、安全，是需要國(guó)家級(jí)教育部門重點(diǎn)思考的一個(gè)問題。很多工科專業(yè)很難進(jìn)行頻繁的實(shí)踐活動(dòng)，這就要求學(xué)生通過其他渠道來(lái)進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)。比如化工專業(yè)，化工專業(yè)的學(xué)生實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)比較少，并且實(shí)習(xí)過程中安全問題很難保證，這就產(chǎn)生了模擬仿真技術(shù)，讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行模擬實(shí)踐探索。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真軟件;化工實(shí)踐;教學(xué)應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)這個(gè)名詞，大家想必都聽說過，它就是我們最近幾年在生活中十分流行的VR技術(shù)，這種技術(shù)通過使用虛擬仿真對(duì)現(xiàn)實(shí)世界還原，讓人們通過網(wǎng)絡(luò)體會(huì)到現(xiàn)實(shí)世界中很難接觸到或使用者好奇的過程?；I(yè)是一個(gè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力與動(dòng)手能力要求十分高的專業(yè)，但同時(shí)也是一個(gè)在實(shí)踐種存在很多潛在危險(xiǎn)的專業(yè)，在實(shí)踐的過程中很難百分之百的保證學(xué)生的安全。把虛擬仿真軟件應(yīng)用到化工實(shí)踐教學(xué)中，既可以滿足學(xué)生實(shí)踐的要求，又可以保證學(xué)生安全。

1 化工實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

1.1 沒有足夠的資金滿足學(xué)生化工實(shí)踐基地建設(shè)需要

由于化工工廠一般都是比較大規(guī)模的，因此要建設(shè)化工實(shí)踐基地，首先要有足夠面積的場(chǎng)地，其次需要專業(yè)的管理人員來(lái)進(jìn)行實(shí)踐基地的管理以及保護(hù)，并且還要定期對(duì)實(shí)踐基地進(jìn)行維修檢測(cè)，防止因?yàn)闄C(jī)器老化或者故障的原因出現(xiàn)安全問題。但是現(xiàn)在學(xué)校里每年教育資金都是有限的，很難全部滿足以上這些高昂費(fèi)用，每年維修檢測(cè)機(jī)器的費(fèi)用，花費(fèi)投入也非常巨大。另外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中使用的材料也都成本比較高，致使大多數(shù)教學(xué)單位沒辦法負(fù)擔(dān)如此昂貴的化工實(shí)踐基地的建設(shè)費(fèi)用。很多學(xué)校也并非純理工科院校，化工類的專業(yè)較少，如果只為了很少的一批學(xué)生而建設(shè)一個(gè)化工實(shí)踐基地，會(huì)出現(xiàn)資源閑置使用率不高等問題，這本身也會(huì)造成資源浪費(fèi)。

1.2 實(shí)踐過程中危險(xiǎn)因素多

化工專業(yè)實(shí)踐是存在諸多潛在危險(xiǎn)因素，進(jìn)行實(shí)地實(shí)踐的過程中，學(xué)生的安全必須需要放在首位，如果一個(gè)老師指導(dǎo)一個(gè)學(xué)生來(lái)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，這是非常不現(xiàn)實(shí)的，也是一種資源浪費(fèi)?？墒侨绻捎趯W(xué)生在實(shí)地實(shí)踐的過程中的疏忽或者操作失誤，很可能造成不可預(yù)想的后果。較輕的會(huì)引起火災(zāi)，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致爆炸，甚至?xí)＜暗焦S人員的生命。所以工程對(duì)學(xué)生在實(shí)地實(shí)踐過程中的活動(dòng)也非常的謹(jǐn)慎，在化工廠實(shí)踐過程中，學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)很少，主要以觀摩為主，這樣的實(shí)踐對(duì)于提高學(xué)生動(dòng)手能力沒有太大幫助，同時(shí)有需要較多人力物力的投入。

1.3 環(huán)境污染比較大

學(xué)生進(jìn)行實(shí)地實(shí)踐過程中，不論是在學(xué)內(nèi)實(shí)踐還是在工廠實(shí)踐的形式，學(xué)生實(shí)驗(yàn)所用的原料大多數(shù)都具有有毒有害性質(zhì)。實(shí)踐過程后所產(chǎn)生的實(shí)踐廢料以及有毒液體，數(shù)量十分可觀，如果長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行實(shí)地實(shí)踐活動(dòng)，周圍的環(huán)境會(huì)受到很大污染，后期處理也存在許多困難。

2 虛擬仿真軟件在化工實(shí)踐教學(xué)中的必要性

2.1 化工行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的需要

如果在操作的過程中有一步失誤，那么將會(huì)帶來(lái)巨大的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)引起爆炸危害到整個(gè)工廠人員的生命安全，因此現(xiàn)在的化工行業(yè)自動(dòng)化水平越來(lái)越高，很多流程都使用高科技手段控制進(jìn)行。例如使用虛擬仿真技術(shù)，可以讓學(xué)生提前接觸到這些自動(dòng)化、現(xiàn)代化機(jī)器的操作流程以及操作方法，為以后在工廠的工作需要打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)，盡可能提高學(xué)生知識(shí)水平將可能失誤降到最低。

2.2 解決化工專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)難題

在學(xué)校實(shí)踐過程中運(yùn)用虛擬仿真軟件，是非常有利于學(xué)生實(shí)習(xí)辦法?？梢越鉀Q化工專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)難題，讓學(xué)生通過科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有效的實(shí)踐，是一種即省時(shí)省力又能保證學(xué)生安全的教學(xué)方法。虛擬仿真手段可以模擬工廠中實(shí)際裝置過程，可以得到真實(shí)的生產(chǎn)過程效果，而且在實(shí)踐過程總能完全保證學(xué)生安全。虛擬仿真技術(shù)為學(xué)生提供了一個(gè)成本低、風(fēng)險(xiǎn)低、使用周期長(zhǎng)的教學(xué)環(huán)境。

2.3 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

化工行業(yè)對(duì)人才的需求十分大，崗位操作專業(yè)性要求高，如何保證學(xué)生的專業(yè)性？這需要在教學(xué)過程中做出努力，在學(xué)校教學(xué)中將學(xué)生打造成一個(gè)合格的化工專業(yè)人員。虛擬仿真這一教學(xué)方法推廣到教學(xué)過程中，化工專業(yè)學(xué)生能夠長(zhǎng)期并且多次的進(jìn)行實(shí)踐，有利于他們實(shí)在能力以及動(dòng)手能力的培養(yǎng)，也能夠幫助他們及時(shí)的發(fā)現(xiàn)自己在實(shí)踐過程中的問題。

2.4 虛擬仿真軟件具有交互性

虛擬仿真軟件是一種人機(jī)交互的技術(shù)，以前是通過操作員輸入指令或者代碼，來(lái)讓機(jī)器進(jìn)行工作，現(xiàn)在隨著高科技的不斷發(fā)展，就逐漸出現(xiàn)了語(yǔ)音輸入、圖片輸入以及漢字識(shí)別等等。這種交互性的功能極大地方便了學(xué)生對(duì)虛擬仿真軟件的操作，可以讓他們更簡(jiǎn)單容易的上手。并且虛擬仿真軟件的交互性，決定了它輸出信息內(nèi)容的準(zhǔn)確性，使用這種方法，可以及時(shí)的反饋給學(xué)生實(shí)踐結(jié)果，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐過程進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)。

3 虛擬仿真軟件在化工實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用策略

3.1 提高教師應(yīng)用虛擬仿真軟件的能力

虛擬仿真軟件是最近幾年興起的一種高科技手段，如果想把這種技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)中，首先教師就要先提高自己對(duì)軟件的應(yīng)用能力。這樣才能在上課的時(shí)候更好地指導(dǎo)學(xué)生，運(yùn)用虛擬仿真軟件來(lái)進(jìn)行實(shí)踐操作。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用虛擬仿真軟件的意識(shí)

很多大學(xué)生沒有接觸過虛擬仿真軟件，更不知道怎么使用，他們對(duì)于化工實(shí)踐還停留在原始的實(shí)地實(shí)踐。所以他們對(duì)于應(yīng)用虛擬仿真軟件并不是很上心，也不會(huì)主動(dòng)的去使用。教師要多向?qū)W生講解使用這種技術(shù)的好處，培養(yǎng)他們使用虛擬仿真軟件的意識(shí)，讓實(shí)踐過程變得更加安全、有效。學(xué)校也要為學(xué)生配置好相關(guān)設(shè)備，并且對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行定期的檢測(cè)維修，為他們使用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐做好后援保障。

3.3 給學(xué)生推薦一些比較好的虛擬仿真軟件自學(xué)平臺(tái)

很多學(xué)生對(duì)于這種技術(shù)不是很了解，教師可以提前為學(xué)生試用一些軟件自學(xué)平臺(tái)，對(duì)比各個(gè)平臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)，找出最適合學(xué)生的一款虛擬仿真軟件自學(xué)平臺(tái)。在教學(xué)過程的實(shí)際使用過程中讓學(xué)生能夠進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，同時(shí)通過課后的自我練習(xí)增加實(shí)踐時(shí)間，對(duì)于他們提高自己的實(shí)踐能力以及機(jī)器操作水平十分有利。

4 結(jié)語(yǔ)

虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯，這種新興的技術(shù)可以在教學(xué)過程中，極大地幫助化工專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作。相關(guān)技術(shù)人員也要不斷加強(qiáng)這種軟件使用的有效性，不斷為學(xué)生更新軟件的新功能，讓他們能夠在一個(gè)更加真實(shí)有效的虛擬平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黨瑩.VAS虛擬仿真軟件在高職土建專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].鄖陽(yáng)師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2015，35（03）：113-115.

作者簡(jiǎn)介：張俊茹（1987-），遼寧營(yíng)口人，碩士，主要從事化工仿真研究。