化工原理论文_化工原理小论文

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化工原理仿真实验在教学实践中的研究论文 院系：江苏师范大学科文学院生物化学系

姓名：周红霞

班级：10生物

学号：108316130

摘要:采用图形软件及动画设计软件共同开发的化工原理仿真实验系统以其耗时短，成本低，条件多样化的优点已成为一种发展趋势。本文重点阐述仿真实验的内容、优点及实践意义。关键词:化工原理实验 仿真实验

正文：随着时代的发展和科学技术的进步,传统的教学思想、教学方法、教学手段等都面临着前所未有的挑战,特别是计算机、多媒体技术、网络技术等都已广泛应用于教学各领域,引发了教学方法和教学手段的革命。仿真实验将成为一种发展趋势。在这样的形势下,化工原理实验课程传统的教学方法也在进行着新的尝试与改革, 化工原理仿真实验也在化工原理实验教学中崭露头角。目前大学里开设的化工原理实验课大都采用传统的分组实验的形式,由于受到场地和实验装置以及课时和师资的限制,很难实现学生个人独立完成实验的目的。很多学生只是听听老师的讲解,看看其他同学做的实验,然后根据同组的数据写出实验报告,就算做完了一个实验。通常只是走一个过场,多数学生并没有什么实际操作,这种现象非常普遍。引入仿真实验教学则在很大程度上解决了这个问题。根据我在仿真实验系统开发中的体会,下面谈点粗浅认识和看法。

江苏师范大学科文学院

1仿真实验的内容

仿真一词译自英文Simulation ,通常译作“模拟”,仿真是利用系统模型对真实系统或设想系统的本质和规律进行研究、分析和实验的方法。化工原理实验教学中的仿真实验则是以真实的实验原理、实验现象、实验过程和实验数据为基础,在计算机上通过动态数学模型进行模拟实验现象,通过互动动画模拟在现场的真实操作,并产生和真实实验一样的操作结果。它主要包括六方面的内容。

1)选择不同的实验装置:化工原理包括八个实验: ①离心泵性能曲线测定实验;②流量计曲线标定;③流体流动阻力系数测定实验;④换热实验;⑤精馏实验;⑥吸收实验;⑦干燥实验;⑧管路特性曲线 这八个实验基本上包括了化工原理实验课程的主要内容,是最具有代表性的八个实验。在仿真软件中均有设置。

2)实验指导:与实验讲义相关的内容介绍,包括实验目的、实验原理、实验设备、计算公式、实验操作以及注意事项等,也均有详尽的论述。

3)仿真操作:对虚拟装置进行仿真操作。操作界面直观、简洁、友好,使学生读取数据方便而不失真实,特别设计局部放大功能,需要读取数据的仪表、气压计等,都可以放大到最清晰的效果。在实验操作上,也采用相似的设计,感觉真实而又简单明了。

4)数据处理:对实验操作的结果,进行数据的记录、计算、绘制曲线。数据记录由软件或学生自己完成,软件自动生成记录表格,数据处理部分将计算并将结果自动列表,通过连接打印机将实验报告打印出来。这一部分也可以由学生手动计算。

5)考题测试:通过内置题库对学生进行测试。仿真实验的优点

仿真实验与传统的化工原理实验相比较,具有以下明显的优点:

1)仿真实验投资少，维护方便：化工原理实验装置一般价格较高,并且占地大,对于学生较多的班级很难做到人均一台装置,而仿真实验由于由每个学生利用仿真实验软件在计算机上运行,这就解决了学生多而实验装置少的问题。

2)实验操作简便，工艺流程形象逼真：化工原理实验课程对实验装置的结构、实验原理的讲解都是在课堂上进行的,既不够形象、直观,又呆板;而仿真实验的计算技术、图形和图像技术,可以方便、迅速而形象地再现出教学实验装置、实验过程和结果。这种既具体形象又生动逼真的教学,使学生产生如亲临实验现场一般的体验。

3)数据处理、计算、结果分析自动化：化工原理实验的数据处理大多数是一个繁琐的过程,学生往往需要一到两天的时间, 才能完成实验报告。采用仿真实验, 记录实验数据后, 数据处理部分, 计算机可将结果自动列表, 并将数据在坐标图上自动描点, 然后准确的回归并画出连续、平滑的曲线, 大大减少了数据处理所用的时间。

4)仿真实验软件极具扩展性由于仿真实验采用模块化开发技术,这样不仅便于软件的扩展,而且可以增加新的实验装置,教师可根据需要自行增加内容。仿真实验的运用意义

工原理及实验是化工学科的重要技术基础课, 它是化工、轻工、生物工程、制药工程等专业的必修课。高校化工原理实验教学中的仿真实验一般可分两种情况进行。第一种情况是学校没有化工原理实验装置,可以利用仿真实验完全代替真实实验,模拟实验操作效果;或者只有一小部分装置,不能够满足学生的实验需求,可利用仿真实验弥补缺少的实验。第二种情况是学校拥有完整的化工原理实验装置,但由于学生比较多,教师无法保证每个学生都可以独立完成实验,因而在学生上真实实验装置实验之前,先配以仿真实验进行模拟操作,完成实验预习,再进行真实实验,强化教学效果,这二者结合,效果为最好。

当然仿真实验不可能完全替代真实实验仿真实验是对真实实验的模拟, 与真实的实验操作环境还存在一定的差距, 若学生只知道仿真实验而不知真实实验, 无异于纸上谈兵, 不利于培养学生的动手能力及工程观念。因此, 仿真实验不可能完全替代真实实验, 它是真实实验的一种有效的补充。

综上所述,可以清楚看出,仿真实验引入到化工原理实验课中,对于提高整体教学效果的作用是非常明显的。在使用上,虽然仿真实验不能完全代替真实实验,但它们之间具有互补性,而且仿真实验有它自己的优势:首先,利用仿真实验,可以保证每个学生都能自己动手做实验,观察实验现象,验证公式、原理定理,提高了学生实际动手能力。同时,对于难做的实验,学生可以重复进行实验,而不受时间、场地、安全等实际实验条件的限制。其次,仿真实验使理论教学与实验教学更为紧密地联系在一起,既方便了课堂的实验演示,又增加了课堂内

容。三是减轻了教师对实验装置的维护压力,减少了教师实验前的准备工作量。四是仿真实验软件可直接安装在现有的网络教学计算机上,而无需增加硬件投资,同时它和多媒体课件可以资源共享,符合现代多媒体教学的要求。

化工原理实验仿真教学方法以真实实验为基础,吸收和运用了先进的教学思想,利用现代化的教学手段,培养了学生的实际动手能力,将实验改革引入了新的天地。所以在化工原理实验教学中开展仿真实验已经成为化工原理实验教学改革的新方向。

参考文献

[1]陈祖福.迎接知识经济时代,转变教育思想观念,振兴和创新高等教育[J ].大学化学,1999(1).[2]李金云.浅谈高校化工原理实验教学中的计算机辅助教学—— 仿真实验[1].潍坊学院学报, 2002, 2(2).