虚拟仿真软件在化工实践教学中的应用探讨

摘 要：随着社会不断进步，国家对于应用型人才的需求越来越大，如何让应用型人才的培养更加方便、安全，是需要国家级教育部门重点思考的一个问题。很多工科专业很难进行频繁的实践活动，这就要求学生通过其他渠道来进行实践活动。比如化工专业，化工专业的学生实习机会比较少，并且实习过程中安全问题很难保证，这就产生了模拟仿真技术，让学生在电脑上进行模拟实践探索。

关键词：虚拟仿真软件;化工实践;教学应用

虚拟仿真技术这个名词，大家想必都听说过，它就是我們最近几年在生活中十分流行的VR技术，这种技术通过使用虚拟仿真对现实世界还原，让人们通过网络体会到现实世界中很难接触到或使用者好奇的过程。化工专业是一个对学生实践能力与动手能力要求十分高的专业，但同时也是一个在实践种存在很多潜在危险的专业，在实践的过程中很难百分之百的保证学生的安全。把虚拟仿真软件应用到化工实践教学中，既可以满足学生实践的要求，又可以保证学生安全。

1 化工实践教学的现状

1.1 没有足够的资金满足学生化工实践基地建设需要

由于化工工厂一般都是比较大规模的，因此要建设化工实践基地，首先要有足够面积的场地，其次需要专业的管理人员来进行实践基地的管理以及保护，并且还要定期对实践基地进行维修检测，防止因为机器老化或者故障的原因出现安全问题。但是现在学校里每年教育资金都是有限的，很难全部满足以上这些高昂费用，每年维修检测机器的费用，花费投入也非常巨大。另外，学生在实验过程中使用的材料也都成本比较高，致使大多数教学单位没办法负担如此昂贵的化工实践基地的建设费用。很多学校也并非纯理工科院校，化工类的专业较少，如果只为了很少的一批学生而建设一个化工实践基地，会出现资源闲置使用率不高等问题，这本身也会造成资源浪费。

1.2 实践过程中危险因素多

化工专业实践是存在诸多潜在危险因素，进行实地实践的过程中，学生的安全必须需要放在首位，如果一个老师指导一个学生来进行实践教学，这是非常不现实的，也是一种资源浪费。可是如果由于学生在实地实践的过程中的疏忽或者操作失误，很可能造成不可预想的后果。较轻的会引起火灾，严重的甚至会导致爆炸，甚至会危及到工厂人员的生命。所以工程对学生在实地实践过程中的活动也非常的谨慎，在化工厂实践过程中，学生动手操作的机会很少，主要以观摩为主，这样的实践对于提高学生动手能力没有太大帮助，同时有需要较多人力物力的投入。

1.3 环境污染比较大

学生进行实地实践过程中，不论是在学内实践还是在工厂实践的形式，学生实验所用的原料大多数都具有有毒有害性质。实践过程后所产生的实践废料以及有毒液体，数量十分可观，如果长时间进行实地实践活动，周围的环境会受到很大污染，后期处理也存在许多困难。

2 虚拟仿真软件在化工实践教学中的必要性

2.1 化工行业生产现代化的需要

如果在操作的过程中有一步失误，那么将会带来巨大的风险，会引起爆炸危害到整个工厂人员的生命安全，因此现在的化工行业自动化水平越来越高，很多流程都使用高科技手段控制进行。例如使用虚拟仿真技术，可以让学生提前接触到这些自动化、现代化机器的操作流程以及操作方法，为以后在工厂的工作需要打下坚实的实践基础，尽可能提高学生知识水平将可能失误降到最低。

2.2 解决化工专业学生实习难题

在学校实践过程中运用虚拟仿真软件，是非常有利于学生实习办法。可以解决化工专业学生实习难题，让学生通过科学技术进行有效的实践，是一种即省时省力又能保证学生安全的教学方法。虚拟仿真手段可以模拟工厂中实际装置过程，可以得到真实的生产过程效果，而且在实践过程总能完全保证学生安全。虚拟仿真技术为学生提供了一个成本低、风险低、使用周期长的教学环境。

2.3 培养学生实践能力

化工行业对人才的需求十分大，岗位操作专业性要求高，如何保证学生的专业性？这需要在教学过程中做出努力，在学校教学中将学生打造成一个合格的化工专业人员。虚拟仿真这一教学方法推广到教学过程中，化工专业学生能够长期并且多次的进行实践，有利于他们实在能力以及动手能力的培养，也能够帮助他们及时的发现自己在实践过程中的问题。

2.4 虚拟仿真软件具有交互性

虚拟仿真软件是一种人机交互的技术，以前是通过操作员输入指令或者代码，来让机器进行工作，现在随着高科技的不断发展，就逐渐出现了语音输入、图片输入以及汉字识别等等。这种交互性的功能极大地方便了学生对虚拟仿真软件的操作，可以让他们更简单容易的上手。并且虚拟仿真软件的交互性，决定了它输出信息内容的准确性，使用这种方法，可以及时的反馈给学生实践结果，对学生的实践过程进行详细评价。

3 虚拟仿真软件在化工实践教学中的应用策略

3.1 提高教师应用虚拟仿真软件的能力

虚拟仿真软件是最近几年兴起的一种高科技手段，如果想把这种技术运用到教学中，首先教师就要先提高自己对软件的应用能力。这样才能在上课的时候更好地指导学生，运用虚拟仿真软件来进行实践操作。

3.2 培养学生应用虚拟仿真软件的意识

很多大学生没有接触过虚拟仿真软件，更不知道怎么使用，他们对于化工实践还停留在原始的实地实践。所以他们对于应用虚拟仿真软件并不是很上心，也不会主动的去使用。教师要多向学生讲解使用这种技术的好处，培养他们使用虚拟仿真软件的意识，让实践过程变得更加安全、有效。学校也要为学生配置好相关设备，并且对这些设备进行定期的检测维修，为他们使用虚拟仿真技术进行实践做好后援保障。

3.3 给学生推荐一些比较好的虚拟仿真软件自学平台

很多学生对于这种技术不是很了解，教师可以提前为学生试用一些软件自学平台，对比各个平台的优缺点，找出最适合学生的一款虚拟仿真软件自学平台。在教学过程的实际使用过程中让学生能够进行实践训练，同时通过课后的自我练习增加实践时间，对于他们提高自己的实践能力以及机器操作水平十分有利。

4 结语

虚拟仿真技术的优势明显，这种新兴的技术可以在教学过程中，极大地帮助化工专业的学生进行实践操作。相关技术人员也要不断加强这种软件使用的有效性，不断为学生更新软件的新功能，让他们能够在一个更加真实有效的虚拟平台，进行实践能力的培养。

参考文献：

[1]党莹.VAS虚拟仿真软件在高职土建专业实践教学中的应用[J].郧阳师范高等专科学校学报，2015，35（03）：113-115.

作者简介：张俊茹（1987-），辽宁营口人，硕士，主要从事化工仿真研究。