手術(shù)過程仿真
甲醇工藝仿真
手術(shù)仿真
化學(xué)實驗
醫(yī)療操作仿真
關(guān)閥門會引起流量、溫度壓力的變化，仿真軟件通過內(nèi)部數(shù)學(xué)模型算出參數(shù)，在相應(yīng)的儀表上顯示出來。按照操作步驟在界面上模擬生產(chǎn)操作，界面上的儀表顯示相應(yīng)參數(shù)的變化過程，就好像真實操作一個設(shè)備一樣。比方說換熱器，要按順序啟動泵，將冷熱流體通入換熱器，出口流體的溫度就隨之變化起來。
不僅如此，仿真軟件還設(shè)置了相應(yīng)的評分系統(tǒng)，按操作步驟和參數(shù)的變化情況對操作評分，從而確定操作的正確、平穩(wěn)程度，這樣反復(fù)練習(xí)，就可以掌握一個單元或過程的操作，跟在現(xiàn)場做實驗一樣。另外仿真軟件還可設(shè)置時標，相當于加減速鍵，調(diào)節(jié)操作響應(yīng)的快慢，更加節(jié)省時間。
還有故障及處理的仿真，軟件可設(shè)置裝置上某個設(shè)備或者儀表壞了，操作人員只看到現(xiàn)象，不知道原因，就得根據(jù)現(xiàn)象分析可能的原因，再做相應(yīng)的處理操作，確定判斷的正誤，這樣反復(fù)練習(xí)，培養(yǎng)分析故障及處理故障能力。
記：目前所使用的虛擬軟件主要來源于哪里？
師：我們主要購買東方仿真的軟件進行使用，除此之外我們也在嘗試著自主研發(fā)一些虛擬軟件，目前我們能做成的軟件是可進入的3D場景和后臺簡單數(shù)值關(guān)系及評分，但復(fù)雜程度和畫面感與專業(yè)軟件相比還存在較大差距。
記：虛擬仿真實驗這一技術(shù)在實際教學(xué)中有什么特殊的作用？
師：主要還是起到了補充的作用，補充一些傳統(tǒng)教學(xué)做不到的地方。比如說分子模擬這塊，它是比較微觀的，肉眼看不到，需要借助虛擬仿真這項技術(shù)；還有些學(xué)校自己的條件不夠，需要借助其他學(xué)校的資源來做實驗儀器的仿真等。除了化學(xué)之外，虛擬仿真在其他學(xué)科也有廣泛應(yīng)用，比如說考古，學(xué)生難以直接去古墓考察，而通過虛擬仿真技術(shù)就可以很好的還原古墓形態(tài)，讓學(xué)生有身臨其境之感。在醫(yī)學(xué)、核學(xué)、生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域，更可以借助VR技術(shù)進行沉浸式的感受。
記：化學(xué)化工學(xué)院為什么能夠成為首批通過審核的國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心？
師：化工仿真由來已久，化工的計算機生產(chǎn)控制模式，使得在90年代仿真就已經(jīng)是化工廠培訓(xùn)的一種方式。因為我們學(xué)科的特殊性，早在2000年我們就已經(jīng)將虛擬仿真引入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，后面又陸續(xù)購買了一些軟件。2013年申報的時候也是將我們這些年取得的成果和經(jīng)驗做了整合，因為我們對這一概念是比較了解，這也是我們能順利獲批的一個優(yōu)勢。
記：作為省內(nèi)僅有的三家國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心之一，自2013年獲批以來，都取得了哪些成果呢？
師：這些年我們堅持“虛實結(jié)合，相互補充，能實不虛”的建設(shè)原則，在軟、硬件方面均投入建設(shè)。2014年以來，整體改造實驗室面積334.2平方米，新增實驗儀器臺套數(shù)39臺套，自制化工裝置13套，建成化工基礎(chǔ)仿真實驗室、化工綜合仿真實驗室；共有虛擬仿真軟件13套，可開出虛擬仿真實驗152學(xué)時，我們院的老師還做了一些虛擬仿真軟件開發(fā)嘗試。我們面向化學(xué)化工學(xué)院、物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院7個專業(yè)的學(xué)生開設(shè)基礎(chǔ)仿真實驗，面向化工專業(yè)學(xué)生開設(shè)綜合仿真實驗，盡可能的讓學(xué)生多去感受這一項技術(shù)帶來的便利。
除了自身建設(shè)外，我們還充分發(fā)揮國家級實驗教學(xué)示范中心的示范輻射作用。近年來，先后舉辦了四屆“西部高?；瘜W(xué)實驗教學(xué)骨干教師培訓(xùn)班”，為金川集團有限公司、中石油蘭州石化公司、中核四〇四有限公司、酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地、中國石油大慶石油化工總廠等企業(yè)舉辦各類培訓(xùn)班數(shù)十個，培訓(xùn)人員近千人，培訓(xùn)甘肅省化工高級技工學(xué)校教師200人次等。
記：在建設(shè)過程中有沒有遇到一些困難？
師：有，目前存在的問題和困難主要有：1.虛擬仿真軟件價格高；2.自主開發(fā)缺乏兼?zhèn)浠瘜W(xué)專業(yè)知識及計算機專業(yè)知識的人員；3.實現(xiàn)遠程共享受軟件商家的限制，除購買軟件還要購買運行平臺，且各廠家之間平臺相互不兼容；4.缺乏充足的經(jīng)費支持，很難做成局域化的相互貫通的網(wǎng)絡(luò)平臺。
記：作為我校虛擬仿真實驗教學(xué)工作的“領(lǐng)頭羊”，有沒有什么心得與體會和我們分享？
師：當前安全環(huán)保等方面要求越來越嚴格，學(xué)生越來越難直接進入到化工企業(yè)進行現(xiàn)場實習(xí)，更加有必要發(fā)展虛擬仿真實驗教學(xué)。遵循“能實不虛”的原則，尤其是現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展很快，形式也多，能夠很好的解決現(xiàn)實教學(xué)中的一些不能夠解決的問題，比如說高危、極端、不可逆操作、化工工藝、培訓(xùn)新手等。除了化工這一塊，醫(yī)學(xué)這一塊也在大力發(fā)展虛擬仿真實驗，比如說通過還原一臺手術(shù)，讓學(xué)生能夠體驗的更真切。
記：咱們學(xué)院下一步的工作計劃是什么？
師：我們現(xiàn)在正在準備開發(fā)虛擬仿真實驗項目，教育部在2017年至2020年間要建設(shè)1000項虛擬仿真實驗項目，希望各高校集中人力物力建設(shè)本校的優(yōu)勢項目，建成后可達到資源共享。在項目的選擇上我們會從基礎(chǔ)出發(fā)，讓其有廣泛的適用性，同時還要體現(xiàn)出蘭大特色，通過項目建設(shè)加強學(xué)習(xí)交流，積累建設(shè)經(jīng)驗。
經(jīng)過老師們的一番解釋，這個國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心的神秘面紗終于被揭開了。但是它在實際教學(xué)中的效果究竟如何？學(xué)生們對這項技術(shù)又有什么看法呢？記者為此采訪了化學(xué)化工學(xué)院的黃云海同學(xué)（以下簡稱生），聽取了他作為學(xué)生的感受。
記：你對于虛擬仿真實驗教學(xué)的感受是什么？
生：我覺得它對于我們理解化學(xué)化工的原理是有幫助的，我們院的虛擬仿真在本部和榆中校區(qū)都有，基本上各個年級在教學(xué)中都會有涉及，但是大四的相對來說會更復(fù)雜一些。
記：一學(xué)期大概能體驗幾次這種教學(xué)？
生:我們大三的時候體驗了兩次，大四的時候體驗了三次，一次大概需要一上午的時間。
記：你們平時虛擬仿真實驗是怎么開展和進行的呢？具體流程是怎樣的？
生：我印象中有一場實驗是通過仿真軟件給我們模擬一個工廠具體的生產(chǎn)過程來進行操作。這其中包括整個化工過程的原料預(yù)處理、反應(yīng)、分離純化的開始、生產(chǎn)、停工等，中間會出現(xiàn)各種突發(fā)情況和問題，讓我們進行處理。
記：你感覺與傳統(tǒng)教學(xué)相比它有什么不同之處？
生：相比起傳統(tǒng)的教學(xué)，它能夠讓我們有更為直觀的感受。傳統(tǒng)的教學(xué)有時候會因為缺少相關(guān)儀器達不到需要的效果，虛擬仿真就能解決這一問題。而且現(xiàn)在工廠也基本在用虛擬仿真進行操作，讓我們早點接觸這項技術(shù)，也是為以后進入工廠實習(xí)打下了基礎(chǔ)。
記：虛擬仿真實驗教學(xué)對你的學(xué)習(xí)狀態(tài)有沒有產(chǎn)生什么改變？
生：因為它更接近實際，所以對以后的工作肯定是有幫助的，同時，它對化工原理的理解也有一定的幫助，提高了我們的學(xué)習(xí)效率和動手能力。
記：你認為它能夠取代傳統(tǒng)教學(xué)嗎？
生：對于基礎(chǔ)的理論知識它是無法取代傳統(tǒng)教學(xué)的，因為它是實踐操作的過程，一些現(xiàn)象的變化只能通過基礎(chǔ)和理論知識來解釋，所以還是要先掌握相關(guān)的理論知識才能夠知其然知其所以然。傳統(tǒng)教學(xué)就相當于在打地基，只有地基打好了才能更好的使用這項技術(shù)。
記：你對咱們化學(xué)化工學(xué)院在虛擬仿真實驗教學(xué)方面的工作還有沒有什么建議？
生：首先我覺得咱們學(xué)院在這方面的努力還是值得肯定的，至少讓我們學(xué)生都接觸到了這門技術(shù)，但是受諸多條件所限，咱們相比發(fā)達城市還是稍稍落后了一些，因為我去外地參加比賽的時候，人家的仿真技術(shù)還是會更先進，我們也可以適當?shù)囊胍恍┫冗M技術(shù)；同時，有機會的話，也希望學(xué)院能夠盡量讓我們能多接觸幾次虛擬仿真實驗教學(xué)。
