化工原理实验“虚实结合”的教学探讨

——以离心泵性能测定实验为例

李 静,王克良,郭 举,许华杰,周晓秋

(茅台学院酿酒工程系,贵州 仁怀 564500)

摘 要：探讨了在化工原理实验教学中采用“虚实结合”的教学模式对学生理解和掌握离心泵性能测定实验的重要性,并通过分析传统实验教学的局限性,提出了将虚拟仿真实验与实际操作相结合的救学方法,旨在提高学生的实验操作技能和理论知识掌握程度。研究表明,虚实结合的教学模式不仅增强了学生的实脸兴趣,还有效提升了学生对实脸内客的理解能力和解决问题的能力。

关键词：化工原理实验；虚实结合；离心系性能测定；教学改革；实验教学

0 引言

化工原理实验是茅台学院白酒酿造工程和酿酒工程专业学生重要的实践课程。实验教学不仅是化工原理课程理论学习的重要延伸,也是培养学生创新能力和工程素养的核心手段之一。通过实验,学生可以将课堂上所学的理论知识应用到实际操作中,理解化工过程中的实际设备和工艺,从而提升分析和解决问题的能力。与此同时,实验教学还能促进学生思维方式的转变,使其具备工程师所需的实际技能。然而传统的实验教学面临诸多挑战,如实验设备昂贵、实验时间有限、实验操作复杂等,往往导致实验室资源有限,无法同时满足大量学生的需求。此外,学生在实验操作过程中存在一定的安全隐患,而实体实验中产生的误差也可能影响实验结果,进而影响学生对实验原理的理解。近年来,随着信息技术的发展,虚拟仿真实验作为一种新兴的教学手段,逐渐引起了广泛关注。虚拟仿真实验可以通过计算机软件模拟真实的实验过程,为学生提供灵活的学习方式,但它也有局限性,尤其是在实际操作技能的培养方面,无法完全取代实体实验操作的体验。化工原理实验的许多操作环节,仍然需要学生通过亲身操作设备来理解设备的机械特性,感知设备运行中的物理变化。因此，单一依赖虚拟仿真实验的教学模式并不能完全满足培养学生综合素质的要求

基于此,虚实结合的实验教学模式应运而生。这种模式将虚拟仿真实验与实体实验相结合,发挥两者的优势,使学生在实验过程中既能体验到虚拟仿真实验的灵活性、可重复性,又能通过实际操作提升动手能力和实践经验。这种教学模式尤其适用于复杂的工程类实验,如离心泵性能测定实验。因此,虚实结合的教学模式被提出,以期发挥两者的优势。

离心泵是一种广泛应用的流体输送设备,其性能的评估主要依赖于性能曲线的测定。性能曲线通常包括泵的扬程-流量曲线(H-Q)效率-流量曲线(n-Q)和功率-流量曲线(N-Q)等。离心泵的工作原理是基于离心力的产生,即通过泵叶轮的高速旋转将机械能转化为流体的动能,从而推动流体的流动。理论上,泵的扬程与流量之间的关系由泵的性能曲线确定,然而在实际中,泵的性能受多个因素影响,如泵的设计、流体特性和操作条件等。因此,本文以离心泵性能测定实验为例,探讨虚实结合教学模式在化工原理实验课程中的应用。

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