傳熱3D實訓仿真教學應用透視

董 鵬，王小瑞，凌小玖

（蘭州石化職業(yè)技術學院，蘭州 730060）

傳熱3D實訓仿真教學應用透視

董 鵬，王小瑞，凌小玖

（蘭州石化職業(yè)技術學院，蘭州 730060）

為了能夠提高教學質量和有效的利用資源，更有效的培養(yǎng)高素質技能應用人才，將3D仿真盡快的融入實踐教學中。本文探討了傳熱3D實訓虛擬仿真軟件的開發(fā)和設計，并對化工3D仿真軟件在教學中的應用進行了透視。

3D仿真；流體輸送；實踐教學

0 引言

目前高職院校甚至大學開設化工原理仿真課程大都采用傳統(tǒng)教學形式比如理論與實踐穿插，學生分組等，仿真一般是2D仿真，傳統(tǒng)教學弊端在于受到實驗裝置和場地以及師資的限制，很難實現(xiàn)學生對設備以及現(xiàn)場有身臨其境的目的，對以后的適應化工環(huán)境有一定的限制與延遲。很多學生只是聽聽老師的講解，按照步驟做完仿真要求，然后根據(jù)課時安排考試，就算做完了一個仿真。通常只是走一個過場，多數(shù)學生并沒有什么對于現(xiàn)場有感官的認識，這種現(xiàn)象非常普遍。引入3D仿真教學則從根本上解決了學生縮短未來適應化工環(huán)境之路的問題［1-4］?；ぴ韱卧僮黝H多，本文只介紹流體輸送綜合3D實訓仿真在教學實踐中的優(yōu)點以及運用深意。

1 傳熱綜合3D實訓仿真縮引

利用系統(tǒng)模型對真實系統(tǒng)或設想系統(tǒng)的本質和規(guī)律進行研究、分析和實驗的方法?；ぴ韺嶒灲虒W中的仿真則是以真實的實驗原理、實驗現(xiàn)象、實驗過程和實驗數(shù)據(jù)為基礎，在計算機上通過動態(tài)數(shù)學模型進行單元操作步驟，通過互動動畫模擬在現(xiàn)場的真實操作，并產(chǎn)生和真實實驗一樣的操作結果［5］。

2 傳熱綜合3D實訓仿真目的和功能

實訓裝置能夠使學生掌握傳熱過程的基本原理和流程，學會傳熱過程的操作，了解操作參數(shù)對傳熱的影響，熟悉換熱器的結構與布置情況，學會處理傳熱過程的不正常情況；同時了解不同種類換熱器的構造，以空氣和水蒸汽為傳熱介質，可以測定不同種類換熱器的總傳熱系數(shù)，研究用于教學實驗、科研中和化工生產(chǎn)中。通過對換熱器的實驗研究，可以掌握總傳熱系數(shù)K的測定方法，加深對其概念和影響因素的理解；傳熱實訓裝置能控制空氣以一定流量通過不同的換熱器（套管式換熱器、蛇形強化管式換熱器、列管式換熱器、螺旋板式換熱器）后溫度不低于規(guī)定值，應選擇適宜的空氣流量和操作方式，并采取正確的操作方法，完成實訓指標；傳熱實訓裝置能夠培養(yǎng)學生安全操作、規(guī)范、環(huán)保、節(jié)能的生產(chǎn)意識以及嚴格遵守操作規(guī)程的職業(yè)道德。

3 傳熱綜合3D實訓仿真優(yōu)點

傳熱綜合3D仿真與傳統(tǒng)傳熱2D仿真相比較，具有以下明顯的優(yōu)點：

（1）興趣是最好的老師，所以3D在教學之中必須采用各種方法來提高學生的學習興趣。此仿真帶有游戲的特點，使得學生興趣倍增。

（2）3D仿真是一門“藝術與技術”相結合的課程是對于動畫專業(yè)學生來說是相當重要的課程［6］。

（3）利用動態(tài)數(shù)學模型實時模擬真實實訓裝置操作現(xiàn)象和過程，通過3D仿真實訓裝置交互式操作，產(chǎn)生和真實實訓一致的實訓現(xiàn)象和結果。每位學生都能親自動手操作，觀察實訓現(xiàn)象，記錄實訓數(shù)據(jù)，達到學習原理和操作流程的目的。能夠體現(xiàn)化工實訓操作流程和數(shù)據(jù)梳理等基本實訓過程，滿足工藝操作要求，能夠安全、長周期運行。

（4）3D仿真實訓操作簡單，工藝流程現(xiàn)場直播，既具體形象又生動逼真的3D仿真教學，使學生產(chǎn)生身臨其境一般的體驗與操作感受。

（5）模擬成圖，模擬計算，模擬分析。

4 3D綜合仿真透視與展望

3D仿真--科技高速發(fā)展的產(chǎn)物，是建立在對動畫基礎和影視語言全面的掌握以及良好的藝術修養(yǎng)和濃烈深厚的美術功底的基礎上，利用計算機的功能和精確計算繪圖能力，把化工理論知識體現(xiàn)的淋漓盡致。相信不久的將來，在實踐教學中對于3D將會特別的青睞。3D實訓技術帶來的益處我們很期待，但還需面臨很多需要解決的問題。為了能夠提高教學質量和有效的利用資源，更有效的培養(yǎng)高素質技能應用人才，將3D仿真盡快的融入實踐教學中。

［1］李明田.淺談化工原理仿真實驗在教學實踐中的研究［J］.科技與教育，2007（454）：70.

［2］王娟，吳永和，段曄等.3D技術教育應用創(chuàng)新透視［J］.學術時空，2015（01）：62-67.

［3］李金云.淺談高?；ぴ韺嶒灲虒W中的計算機輔助教學——仿真實驗［J］.濰坊學院學報，2002，2（02）.

［4］陳祖福.迎接知識經(jīng)濟時代，轉變教育思想觀念，振興和創(chuàng)新高等教育［J］.大學化學，1999（01）.

［5］石智，隋國哲，姜澤鈺等.3D虛擬仿真技術在化工原理實驗中的應用［J］.高師理科學刊，2015，35（10）：96-98.

［6］王秀娟.3D項目教學研究與實踐［J］.改革探索，2012：239.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.182

董鵬（1986-），男，甘肅會寧人，博士，講師、教師，研究方向：化學工程。