1、开设背景
化工工艺是化学工程与工艺专业学生必须掌握的基本技能,在化工工艺中实践能力的培养是最为重要的教学环节。化工工艺实践环节涉及基础实验、专业实验、化工设计、企业实习、科技创新等不同类型,故对设备、仪器、材料、环境等提出各种不同的新要求。当前我校实践教学设施不完善,实验台套数少、设备老化、更新率低,已经成为阻碍我校提高实践教学质量的障碍。在企业实习中,化工企业考虑到生产的危险性和安全管理难度,学生不能进入生产现场内部,导致实习质量大打折扣。现有的教学资源已经不能满足社会对本专业学生的要求,急需一种高效、便捷的实践教学手段。
2、开设目的
化工工艺虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术,构建高度仿真的虚拟工程环境和实习实训实验对象,学生在虚拟环境中进行化工认识实习、化工生产实习、化工生产过程控制等涉及高耗材或难以完成的项目进行实虚结合的仿真操作训练。并对化工生产过程、化工生产装置开停车等耗时长、高危险性的大型工程推演进行“虚实结合”的“互联网+现场实体实习实训”相结合的教学模式,将涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或综合生产进行虚拟仿真化。虚拟仿真实验教学解决了实际实验过程难以实现的教学内容,能更好地培养学生的工程能力和科研素质。
3、实验项目内容
化工工艺虚拟仿真教学实验部拟组建中控室、VR体验室、奥秘云仿真平台、化工积木实训装置、半实物实训装置等虚拟仿真实验平台。
4、预期达到效果
虚拟仿真实验教学的定位不是要取代学生实际动手能力和工程能力的培养,而是根据实验教学特点和内容的不同实现了实际教学环节难以实现的实验教学内容,主要解决实际实验过程难以实现的教学内容。通过虚拟仿真技术,能够提高教师实验教学的质量水平,更能够培养学生的工程能力和科研素质。
化工流程虚拟仿真实验项目简介
1、开设背景
化工过程主要研究化学工业及其相关行业中化学反应过程、动量传递过程、热量传递过程、质量传递过程及其设备装置设计、操作和优化的共同规律与关键技术。
随着计算机软硬件技术和化工模型化技术的飞速发展,化工模拟技术已经渗透到化工教学、科研、设计和生产实践的各个方面。化工模拟技术包括化工虚拟仿真技术、化工系统过程模拟技术、化工流体模拟技术、分子模拟技术等。化工虚拟仿真软件、ASPEN PLUS、ProⅡ、ANSYS、Material Studio等作为最具代表性的化工模拟软件,是化工计算的有力利器,用严格和最新的计算方法,提供精确的模拟模型,进行化学分子、单元和全过程的模拟计算,还可以评估已有的装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计等,使化工研究过程从传统设计方式向模拟驱动设计方式转变。
基于计算机技术和化工模拟技术的快速发展,建立高度仿真的化工模拟实验平台,将化工模拟技术应用于化学、化工、过控、材料、制药、资环、酿酒等及其相关专业的教学与实践中来,实现资源共享,满足实践教学、实习实训、课程设计与毕业设计要求,对保证本科、研究生人才培养质量具有重要的现实意义。同时,为了有效提高本科生和研究生的综合设计能力、培养集成创新能力,不断将学科研究成果转化为教学资源,推进自主学习、探究学习、协作学习等实验教学方法改革与实践,以满足化工领域对化工工程类创新人才培养的急迫需求。
2、开设目的
对课程内容的深化、教学效果的提高、专业实验与实习、课程设计、毕业设计的实践、以及全国大学生化工设计大赛、全国大学生节能减排大赛、研究生创新基金项目等的全面指导更具有实际意义。同时也夯实学生的化工专业基础知识,激发其化工设计兴趣,培养其解决复杂工程问题的能力,更能使学生的创新能力得以充分的发挥。并且,化工模拟实验平台的建立能推动学校的办学质量的提高,促进发挥我校科研优势。将化工工程计算与过程模拟引入科研项目中的具体研究问题中,实现资源共享,一方面有利于师资队伍的培养、整体素质的提升及师生科研水平的大大提高,强化教师和学生对各类数值模拟方法原理的掌握和实际应用,培养工程计算的创新思维和创新能力,提高其解决工程计算问题的综合素质与能力,另一方面促进校企开展产学研项目合作,形成“实验平台-科研成果-实验平台”的良性循环,为平台向更高层次的发展奠定很好的基础。
3、实验项目内容
以化工模拟为核心的建立以“化工原理基础模拟→化工专业模拟→综合提高模拟→煤磷化工特色模拟→工程应用模拟→探索创新模拟”为梯次的“3+2+1”的阶梯式、渐进式的化工模拟教学新模式及课程体系。
4、预期达到效果
实现化学化工过程的内容拓展,形成学科领域内具有的专业特色和技术优势,提高学生在计算机、大数据时代背景下熟练掌握和全面运用化工模拟技术进行优化设计和创新应用的专业基础和综合能力,同时促进教师团队教学科研水平的提高。