邵寶力，徐洪軍，屈成亮，邵慧龍，陳 斌

(吉林化工學院 石油化工學院，吉林 吉林 132022)

1 油氣儲運工程專業(yè)教學中存在的問題

油氣儲運工程前端為油氣田開發(fā)和油氣井工程，后端為化工生產過程，是連接油氣生產、加工、分配、銷售等各生產環(huán)節(jié)的紐帶，是綜合性和實踐性很強的工程類專業(yè)。油氣儲運工程主干專業(yè)課程包括泵與壓縮機、油氣管道設計與管理、油氣集輸、油庫設計與管理、油氣儲運工程最優(yōu)化、燃氣輸配等，課程體系中多數內容講授大型油氣生產過程所涉及的流程、設備以及生產技術，具有知識面廣、與生產實際結合緊密的特點。如果教師缺少現場經驗，缺乏工程實踐方面的知識，就不能深入理解油氣儲運工作的現狀和存在的問題，不能將工程實例與理論教學相結合，使學生難以深刻的理解課程知識。在教學中，多數課程是以教師講授為主、學生被動接受的傳統(tǒng)教學方法，缺乏生動性和交互性。在如今信息高度發(fā)達的社會中，傳統(tǒng)教學方法很難調動學生學習的積極性和主動性，教學效果難以提升。同時，由于教學條件的限制，部分教學內容從學生接觸直至參加工作可能也不曾親眼見過，缺少直觀性、真實感。因此有必要彌補學生在學習過程中的這種缺憾，增加學生對專業(yè)知識的直觀認識，使學生的學習興趣、教學效果和教學質量得以提高。

虛擬仿真技術可以彌補傳統(tǒng)教學方法的不足，將抽象沉悶的教學內容變的真實直觀、生動形象,充分展示其優(yōu)勢和特長，用以輔助教學、幫助學生學習,是對傳統(tǒng)教學方式的有效補充。教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》中也強調，要增強開發(fā)虛擬仿真實訓教學軟件、虛擬仿真實訓實驗系統(tǒng)以及建立虛擬仿真實訓基地的力度。虛擬仿真教學具有感染力強、交互性顯著、教學功能豐富多樣、實務教學有效性等優(yōu)勢[1]。

2 虛擬仿真技術簡介

虛擬仿真技術又稱虛擬現實技術或模擬技術，簡稱VR(Virtual Reality)技術，是一項集計算機圖形、多媒體、傳感器、人機交互、網絡、立體顯示及仿真等領域而發(fā)展起來的計算機技術。利用計算機建立虛擬的且具有真實感的人工媒體空間,通過傳感交互設備使人進入一種虛擬的環(huán)境,這種虛擬環(huán)境是通過計算機生成的一種環(huán)境,它可以是真實世界的模擬體現,也可以是想象中的世界。由于計算機技術的發(fā)展，仿真技術逐步成為繼數學推理、科學實驗之后人類認識自然界客觀規(guī)律的第三類基本方法。簡單地說虛擬仿真技術就是用虛擬的系統(tǒng)模擬真實系統(tǒng)的技術。目前，虛擬仿真技術已廣泛應用于各領域的教育教學中[2-7]。

3 虛擬仿真技術在油氣儲運專業(yè)教學中的應用

油氣儲運連接著石油工業(yè)產、運、銷的各個環(huán)節(jié),多數生產裝置具有連續(xù)作業(yè)、高壓、高熱、易燃易爆且設備昂貴等特點,對崗位操作人員知識和技能要求很高。在實際生產過程中,重大事故、設備故障極少發(fā)生,如果一旦發(fā)生事故,會造成極其嚴重的后果。這也使得學生不可能在實習實踐環(huán)節(jié)中，在生產裝置上進行實際的操作訓練。因此,將虛擬仿真技術應用于油氣儲運專業(yè)教學中顯得尤為重要。應用虛擬仿真技術能夠充分反映油氣儲運生產系統(tǒng)的本質，再現生產流程和設備的原理與工作過程,可以增強學生對專業(yè)知識的直觀感受,提高學習興趣和教學質量，是培養(yǎng)本專業(yè)應用型人才的有效輔助手段。

雖然多數院校開設油氣儲運專業(yè)時間較短，但虛擬仿真技術在油氣儲運專業(yè)的各教學環(huán)節(jié)中已廣泛應用。應用較多、較為成熟的有東方仿真開發(fā)的油氣儲運專業(yè)相關虛擬仿真軟件，包括輸油站、輸氣站、天然氣處理、原油處理等系統(tǒng)；中國石油大學(北京)開發(fā)的流程板仿真系統(tǒng)，包括油庫、輸油站、輸氣站、聯(lián)合站、LNG等模塊；基于力控平臺的長距離石油管道系統(tǒng)和油庫仿真系統(tǒng)。另外東方仿真開發(fā)的基于設備培訓的操作單元，如離心泵、壓縮機、鍋爐、液位控制等仿真系統(tǒng)，也可以應用于油氣儲運專業(yè)實驗和仿真實習等實踐教學環(huán)節(jié)，同時為多媒體教學提供素材。一些專業(yè)教師和企業(yè)工程師[8-12]也致力于將虛擬仿真技術應用于油氣儲運專業(yè)的理論和實踐教學環(huán)節(jié)中。

圖1 燃氣輸配系統(tǒng)仿真流程

筆者采用虛擬仿真技術開發(fā)了“燃氣輸配”相關模塊用于課程的理論教學中，包括燃氣長距離輸氣系統(tǒng)、輸氣干線起點站、輸氣管線中間站、城鎮(zhèn)中低壓二級管網系統(tǒng)等模塊(如圖1所示)。這些模塊均為動態(tài)，可以相互鏈接，可以展示不同流程中燃氣的走向及所使用的設備，使學生能夠直觀清晰的了解相關內容，印象深刻，取得了較好的教學效果。

4 結論

將虛擬仿真技術應用到油氣儲運工程專業(yè)教學中是切實可行的，已成為必然趨勢。與傳統(tǒng)教學方法相比，虛擬仿真教學可增加理論和實踐教學的生動性和可視性，增強學生對所學內容的理解，學生的興趣得以提升，學習效果顯著提高，使油氣儲運工程專業(yè)教學更加完善，更好的培養(yǎng)出符合社會需要的油氣儲運工程專業(yè)人才。

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