探析化工教学中仿真技术的应用

2022-09-11

一、仿真技术

仿真技术是一门多学科的综合性技术, 它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础, 以计算机和专用设备为工具, 利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。化工教学中的仿真技术就是化工仿真技术, 它是利用计算机等工具设备, 在仿真系统上将化工过程再现出来的技术。仿真技术应用在化学教学中, 需要构建虚拟仿真化学实验:虚拟仿真化学实验是以三维立体模拟实验室代替传统的实验室, 可进行超越传统实物的实验, 使微观实验、危险性实验、高成本实验等成为可能。可进行无限制、多样式的重复操作, 无污染、无浪费。也可进行交互操作训练, 参与者与之进行互动, 能提高参与者的动手能力以及参与热情, 使其不但可以很好的理解所展示物体或场景的运行机理、功能划分以及复杂结构, 还可提早接触文化创意产业领域, 养成在以后的工作、生活中成功运用现代技术的习惯, 进一步实现技术进步与社会进步共同发展。仿真技术具有形象性、生动性、交互性等特征, 把仿真技术应用在化工课程的实际教学中, 把实践和理论相结合, 可以有效的提升化工教学的质量, 全面的培养学生的化工基础理论知识、化工工程思维能力和实际操作技能。

二、在化工教学中应用仿真技术的重要性

1. 实现化学理论和化学实践的统一。

在化工教学中应用仿真技术可以让学生在学习化工理论知识的过程中也锻炼了化工实际操作能力, 巩固了理论知识, 增加了操作技能。实现了化工理论和实践的统一, 提高了教学的质量, 用最短的时间培养了合格的人才。

2. 为学校节省了实习经费。

仿真技术应用在化工的教学中, 学生在正常上课的过程中就可以同时学习化工理论知识和操作技能, 不用专门的用一个学期的时间去各个化工企业参加实习, 这给经费本不宽裕的学校省下了很大的一笔实验经费。

3. 防止实验课程形式化, 落实化工实验课程。

受师资、场地、课时、实验设备等的影响, 很多学校的化学实验课只是流于形式, 甚至是一些专门学化学的专业也很少能把各个化工实验落实到实处, 把仿真技术应用到化工实验教学中, 可以利用计算机方便、快捷的特点, 在有限的时间、有限的实验设备下, 高效的完成化学实验课程。

4. 消除学生的胆怯心理, 培养学生主动思考问题的能力和实际动手能力。

在以往的化学实验中, 由于有些化工设备比较复杂, 设备管线较多, 生产过程具有连续性等特点, 在学生操作的时候会有胆怯的心理, 不能很好的完成化工实验操作。化工仿真技术具有可靠性、安全性的特点, 学生在实际操作的时候, 如果出错就会有相应的软件对其进行提醒, 它还能够对故障现象进行模拟, 帮助学生分析问题、解决问题。通过循序渐进的仿真模拟实验训练, 可以更好的培养学生主动思考问题的能力和实际动手能力。

三、仿真技术在化工教学中的具体应用

1. 化工仿真技术在仪器分析教学中的应用

仪器分析是分析化学最为重要的组成部分, 是化学专业必修的专业基础课程, 也是分析化学的发展方向。仪器分析教学课程以成分分析为基本内容, 要求学生掌握常用仪器分析方法 (气相色谱法、电位分析法、极谱分析法、电解及库仑分析法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、紫外-可见吸收光谱法、分子发光分析法等) 的基本原理, 对仪器的主要组成部分、分析操作条件等有较深入的理解。传统的仪器分析教学大部分都是靠教师的讲解、课件的演示等进行实际教学, 不能让学生在有限的时间内学习到足够多的仪器分析理论和仪器操作方法。把化工仿真技术应用在仪器分析教学中可以有效的解决传统教学中出现的问题, 通过仪器分析仿真系统, 可以在有限的时间让学生清楚的了解仪器的构造, 提高学生的仪器操作技能。

2. 化工仿真技术在化学工艺教学中的应用

化学工艺学是研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程的一门科学, 内容包括生产方法、原理、流程和设备, 同化学工业的发展紧密相连, 相互依存、相互促进, 含盖了几乎包括化学工业的各个领域, 是化学工程与工艺专业必修的核心专业课。化学工艺教学旨在帮助学生掌握化学工艺学的各种工艺基础知识, 培养学生工程意识和理论联系实际的能力, 为其将来从事化工过程的开发、设计打下牢固的化学工艺基础。在化学工艺课程的教学中应用化工仿真技术, 学生可以在DCS画面上自主的操作各种工艺流程, 探究理想的工艺条件和工艺路线, 能都充分的发挥学生的独立自主性, 调动学生学习化学工艺的积极性, 大大提高学生学习化工课程的效率。

结语

综上所述, 仿真技术是一门多学科的综合性技术, 它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础, 以计算机和专用设备为工具, 利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。仿真技术具有形象性、生动性、交互性等特征, 把仿真技术应用在化工课程的实际教学中, 把实践和理论相结合, 可以有效的提升化工教学的质量, 全面的培养学生的化工基础理论知识、化工工程思维能力和实际操作技能。

摘要：仿真技术是一门多学科的综合性技术, 它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础, 以计算机和专用设备为工具, 利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。仿真技术具有形象性、生动性、交互性等特征, 把仿真技术应用在化工课程的实际教学中, 把实践和理论相结合, 可以有效的提升化工教学的质量, 全面的培养学生的化工基础理论知识、化工工程思维能力和实际操作技能。本文介绍了化工教学中的仿真技术, 探讨了仿真技术在化工教学中的具体应用。

关键词：化工教学,仿真技术,重要性,应用