前言：進(jìn)入21世紀(jì)以后，科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展帶給我們?nèi)祟惡艽蟮南胂蟛坏降谋憷?，人們可以突破傳統(tǒng)觀念、現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)施、教學(xué)資源以及不可控環(huán)境條件的束縛，進(jìn)行很多的突破。計(jì)算機(jī)技術(shù)使教育領(lǐng)域發(fā)生了很大的變化，例如教學(xué)形式和教學(xué)手段和改變，更重要的是教學(xué)觀念的改變，使人們逐步突破自己的極限?；ゎI(lǐng)域也不例外的受到了計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響，產(chǎn)生了化工仿真技術(shù)，這為化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了一種新的學(xué)習(xí)方式。目前大學(xué)里開設(shè)的化工原理實(shí)驗(yàn)課大部分是采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)形式，在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行研究，而且在實(shí)際操作中會(huì)遇到各種問題，學(xué)生很難獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，很多學(xué)生也只是看別人是如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，然后應(yīng)付性的撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，很少有學(xué)生認(rèn)真的思考實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。大部分學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)只是表面形式，很少有真正的收獲。應(yīng)用仿真軟件進(jìn)行仿真化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)則在很大程度上解決了這個(gè)問題，為教師和學(xué)生提供了便利，也能讓學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)中來。

一、仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容

仿真是利用系統(tǒng)模型對(duì)設(shè)想系統(tǒng)或者真實(shí)系統(tǒng)本質(zhì)和規(guī)律進(jìn)行分析、研究和實(shí)驗(yàn)的方法。高?；ぴ韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中的仿真實(shí)驗(yàn)是根據(jù)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上通過動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過3D動(dòng)畫模擬現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)操作，并產(chǎn)生和真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的操作結(jié)果。以下是一些仿真實(shí)驗(yàn)的具體案例，圖一、圖二是進(jìn)行離心泵性能的測(cè)定，圖三是對(duì)流體摩擦阻力的測(cè)量，圖四是原子吸收光譜實(shí)驗(yàn)、紫外線、紅外線分析儀。

二、仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的化工原理實(shí)驗(yàn)相比較，仿真實(shí)驗(yàn)有以下優(yōu)點(diǎn)：

（一）仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軡M足大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求

傳統(tǒng)的化工實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般體積較大，并且價(jià)格較高，一些學(xué)校受教學(xué)資金的限制很難做到人手一臺(tái)，如果班級(jí)人數(shù)過多就更不可能了，很多實(shí)驗(yàn)室里我們可以看到有很多人一起使用同一組設(shè)備，學(xué)生不能得到充分的實(shí)驗(yàn)鍛煉，學(xué)習(xí)的東西效果較低。仿真實(shí)驗(yàn)正好解決了這個(gè)問題，學(xué)生只要電腦上安裝仿真軟件就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電腦是很多幾乎大部分人都有的。

（二）學(xué)生可以利用仿真軟件對(duì)實(shí)物進(jìn)行仿真操作

利用仿真軟件，學(xué)生可以充分利用計(jì)算機(jī)對(duì)真實(shí)的化工實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行各種仿真操作，產(chǎn)生的結(jié)果和實(shí)際使用實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行操作的結(jié)果一致。唯一不同的是一個(gè)是在電腦上進(jìn)行的模擬操作，一個(gè)是實(shí)際的真實(shí)操作。

（三）仿真實(shí)驗(yàn)形象逼真

仿真實(shí)驗(yàn)的效果很逼真，形象具體，完全能夠模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)過程，給學(xué)生直觀的視覺體驗(yàn)，學(xué)生容易被吸引，學(xué)習(xí)興趣也會(huì)被激發(fā)，同時(shí)使學(xué)生有身臨其境的感覺，如同真實(shí)得在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作一般。仿真實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行一些危險(xiǎn)和或者目前還不能夠?qū)崿F(xiàn)的操作，避免造成危險(xiǎn)或者損失。

（四）仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有開放性

仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中有很多開放的接口，可以免費(fèi)提供題庫和學(xué)習(xí)視頻指導(dǎo)以及課后的輔導(dǎo)課件。教師可以提前做好上課需要的相關(guān)課件和實(shí)驗(yàn)表格，上傳到系統(tǒng)中，供學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)參考學(xué)習(xí)。教師也可以為學(xué)生出新的課后習(xí)題，來檢查和鞏固學(xué)生剛學(xué)習(xí)完的知識(shí)，間接實(shí)現(xiàn)了教師和學(xué)生的互動(dòng)。仿真實(shí)驗(yàn)還可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生的做題結(jié)果進(jìn)行打分和評(píng)閱，有利于學(xué)生在無教師參與下的自主自覺學(xué)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以在服務(wù)器上了解觀察到每一時(shí)刻學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，大大提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作效率，在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作中，教師是沒有時(shí)間對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)的。

（五）仿真實(shí)驗(yàn)具有一定的容錯(cuò)性

仿真實(shí)驗(yàn)具有一定的容錯(cuò)性，允許學(xué)生出現(xiàn)失誤和誤差，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行正確的操作，避免錯(cuò)的更深。這樣一來學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中會(huì)進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)，根據(jù)仿真軟件導(dǎo)的及時(shí)指引，最終完成實(shí)驗(yàn)，能夠真正讓學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，并且在實(shí)驗(yàn)成功后會(huì)有很大的成就感，獲得對(duì)自己的肯定和自信。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行了某一步錯(cuò)誤的操作，仿真系統(tǒng)會(huì)展示給下學(xué)生該操作的后果，避免失敗和錯(cuò)誤。同時(shí)也會(huì)提高學(xué)生的分析能力和推理能力。

（六）仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驕p少對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)環(huán)境

仿真實(shí)驗(yàn)的工具是計(jì)算機(jī)，很少使用化學(xué)物質(zhì)，因此會(huì)大大的減少對(duì)環(huán)境的損害，有利于保護(hù)環(huán)境，也會(huì)減少對(duì)實(shí)驗(yàn)物質(zhì)的使用，節(jié)約了學(xué)校的開支，使開支用到更需要的地方，促進(jìn)了教學(xué)資源的合理配置。

【總結(jié)】 綜上所述，化工仿真技術(shù)在化工教學(xué)中扮演了一個(gè)很重要的角色，可以充分鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐能力、分析能力和把控能力，從而得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，獲得正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。仿真技術(shù)的應(yīng)用可以在非實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下進(jìn)行操作，在一定程度上給實(shí)驗(yàn)室設(shè)施有限的學(xué)校的學(xué)生帶來了很大的便利，促進(jìn)科化工學(xué)科的發(fā)展，也能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)中來，促進(jìn)學(xué)生的技能發(fā)展，從而提高教師教學(xué)的質(zhì)量和效率。

基金項(xiàng)目：延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院2015年教學(xué)改革研究項(xiàng)目

項(xiàng)目名稱：化工仿真技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用探究，項(xiàng)目編號(hào)JG1501

（作者單位：延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院）