教育部2026年发布的《关于深化职业教育教学关键要素改革的意见》（教职成〔2026〕1号）明确要求推动实习实训与信息技术深度融合，化工原理实验作为化工类专业核心实践课程，长期面临设备台套数不足、耗材成本高、高危操作学生无法亲手上手等问题。化工虚拟仿真实验借助3D建模与动态数学模型，把真实实验装置搬到屏幕上，让学生在虚拟环境中完成从装置认知、开车准备到参数调节、数据记录的全流程操作。
一、化工虚拟仿真实验覆盖的实验类型
化工虚拟仿真实验通常覆盖化工原理课程中的全部经典实验。精馏实验方向，包括精馏塔3D虚拟仿真实验软件、乙醇-水精馏3D仿真软件、精馏综合拓展实验3D虚拟仿真软件等，分别对应全回流、部分回流操作条件的测定与计算。传热实验方向，提供传热综合实验3D仿真软件、水-水传热仿真软件等，让学生掌握换热器操作与传热系数测定方法。吸收与萃取方向，涵盖二氧化碳吸收与解吸3D仿真软件、氨-水吸收仿真软件、萃取塔（桨叶）实验3D仿真软件。此外，干燥、过滤、流体流动、离心泵等实验也均有对应软件模块。
二、北京欧倍尔化工虚拟仿真实验的技术特点
北京欧倍尔与天津大学等高校合作开发的化工虚拟仿真实验软件，采用动态数学模型实时模拟真实实验现象和过程。以精馏塔3D虚拟仿真实验软件为例，软件以1:1比例对实验装置进行3D建模，学生可以360度观察塔体、再沸器、冷凝器、进料泵、流量计、温度计等设备外观与内部结构。操作时，通过DCS仿真界面调节加热功率、进料流量、回流比等参数，系统实时计算塔顶塔底浓度、温度分布，产生与真实实验一致的实验现象。全回流和部分回流两种工况下，学生可以分别测定理论板数、全塔效率等关键参数，并在实验报告模块中完成数据处理。
三、化工虚拟仿真实验在教学中的典型应用
在实际教学中，化工虚拟仿真实验通常按"认知—操作—考核"三步展开。认知环节，学生在3D场景中漫游实验装置，点击设备查看结构说明和工作原理，建立对实验装置的整体认识。操作环节，学生按照实验步骤完成开车准备、装置启动、参数调节、数据记录、停车等动作，系统在每个关键节点给出操作提示和错误反馈。考核环节，系统自动记录操作时间、参数设置准确度、操作顺序正确率、数据处理结果，生成量化的实验评分报告，方便教师纳入课程考核体系。
四、引入化工虚拟仿真实验的三个建议
引入化工虚拟仿真实验时，建议关注三方面。其一，看实验覆盖度。学校开设的化工原理实验项目是否都有对应软件，尤其是精馏、传热、吸收等核心实验的仿真颗粒度是否够细。其二，看数学模型保真度。化工虚拟仿真实验的核心在于动态数学模型的准确性，模型越精确，实验现象越接近真实，学生获得的数据处理训练越有效。其三，看考核与管理功能。软件是否提供题库、自动评分、班级管理、实验报告模板等模块，直接影响教师把仿真实验纳入日常教学的工作量。
化工虚拟仿真实验把"进不了实验室、摸不到设备"的困境转化为"人人可操作、随时可练习"的数字化课堂，为化工原理实验教学提供了一条务实可行的升级路径。
热门跟贴