化工网络仿真实验系统

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1、化工网络仿真实验系统，北京理工大学化工与环境学院，邓文生研制电子工业出版社出版化工网络仿真实验系统邓文生，李民丽（2004年10月，第四届全国多媒体课件大赛）1引言实验对于学生科学思维、创新意识、应用实践能力的培养和了解学科前沿发展起着重要的作用。网络仿真实验，通过在Web中构造出一个可视化的实验环境，让学生能够熟悉仪器设备、观察实验现象、训练操作技能和仿真完成危险实验，从而达到实验教学目标的要求，它具有所用知识种类丰富、实验方法多样、表现形式生动、零实验成本和无环境污染等优点。可以不受传统面授、统一教学模式的限制

2、，能为学生提供更深、更广的实验教学内容，同时也能缓解实验教学经费紧张与设备更新速度慢、设备老化、教学内容滞后之间的矛盾。网络仿真实验的研究，方兴未艾，如：Sussex大学开展的“VEST-Lab”化学实验安全训练虚拟环境研究，Dresden大学的虚拟分析化学实验室研究，西安交通大学远程控制实验系统的研究，首都师范大学网络协作工程仿真实验系统的研究，湘潭工学院的关于计算机协同操作的虚拟教室的研究，大连理工大学的网络虚拟原子吸收实验室的构建研究等。国内化工仿真实验系统的研究也未放慢脚步，目前有代表性的一些系统，如：①化

3、工原理实验仿真实验系统，北京东方仿真控制技术有限公司发行；②化工过程仿真实习软件，北京学林网软件技术有限公司发行；③高等学校化工原理实验CAI系统，高等教育出版社出版；④中山大学，祁存谦，虚拟化工实验系统；⑤天津大学化工原理与实验网络课程，http://202.113.7.181/default.htm；⑥南京理工大学的化工原理实验CAI课件，http://jwc.njust.edu.cn/jpkc/hgyl/web/shiyan/。①、②、③是基于Windows操作环境的仿真实验系统，属于传统单机仿真实验类型，能

4、进行较完整的仿真实验操作和相关实验数据处理，部分系统还具备基本的实验操作评价功能，由于不是基于网络应用模式开发的，不可在浏览器环境下操作仿真实验，应用范围有一定的局限性；④、⑤、⑥是采用HTML或FLASH技术研制完成的，可以在浏览器环境下使用，属于网络仿真实验类型，但是还不能方便、完整地操作仿真实验，也还不具备操作绩效评价等功能，与传统单机仿真实验相比，有很多功能需要进一步完善。目前，虽然采用Flash等网络流媒体形式开发的仿真实验课件也比较丰富，制作过程也比较简单，但是由于受开发工具本身的制约和不能较好地采用专

5、业的仿真实验数学模型，故只能极简单地仿真操作实验或演示实验操作过程，无法较好地表现实物实验系统的非稳态操作、误操作时的情况，不适宜用于实验事故处理和技能的训练，更难于实现对实验操作过程进行跟踪、重放分析和操作绩效评价。化工网络仿真实验系统（以下简称CENSS）针对上述问题进行了比较全面地解决。不仅为学生创建出优良的网络仿真实验环境，还允许学生自由操作仿真实验环境中的化工设备、记录实验数据、分析实验结果，最终仿真完成一系列复杂的化工基础实验；而且支持对实验操作过程进行跟踪、重放分析和操作绩效评价，为有效实现实验教学目

6、标奠定坚实的基础；同时，基于Web的CENSS可以很好地实现教育资源的共享，学科领域里的先进教学方法和内容可以被更广泛地应用，从而节省大量的重复投资和提高教学水平。1化工网络仿真实验系统，北京理工大学化工与环境学院，邓文生研制电子工业出版社出版2系统的教学设计思想CENSS的教学设计思想是兼顾教与学，以教为辅、以学为主。系统设计过程中，尊重教学理论、学习理论、教学设计、美学等方面的要求，充分考虑系统的实用性、艺术性、适应性、交互性等问题，尽可能地做到图、文、声、像并茂，创设出新颖有趣的仿真实验学习情境，这些教学设计

7、思想在CENSS中采用如下方式得到体现。以教为辅的体现：1)教学目标明确：期望学生通过操作仿真实验巩固和加强对理论的认识、理解，熟悉实验装置结构、性能和工艺流程，掌握化工单元操作方法，训练实验操作技能和增强处理实验事故的能力；2)教学内容丰富：系统集成有11项仿真实验项目，实验课程教学大纲要求完成6项左右，根据需要，还可以方便地添加反映学科发展前沿的新实验项目。每项实验都提供实验原理、设备设备、实验流程、实验操作步骤和实验过程中的事故处理等丰富的实验教学内容；3)教学策略灵活：系统允许教师根据教学需要，按照正确或错

8、误步骤来操作仿真实验，允许对实验操作过程进行跟踪、记录，允许重放已经记录的实验操作过程，而且在重放过程中允许教师对实验进程进行干预式操作来避免即将发生的实验事故或产生新的实验事故，因此可以灵活地制定教学策略，满足实验教学需要。以学为主的体现：1)以学为主的设计思想是很明确的，系统仅定义单元仪器设备的操作属性，不干预学生对它们的操作顺序、操作强度，并且系统能依