【工博会专递】引领实训新潮流 VR技术助力工程教育 ——记2018年工博会参展项目“多喷嘴对置式水煤浆装置虚拟现实实验”

    戴上头盔、握紧手柄，就能在大型化工厂随意“行走”：或从高空俯视全局，或深入装置内部探索，或近距离观察大型化工反应装置的构造……9月20日，在工博会展出现场，华东理工大学的虚拟现实（VR）技术化工实习实训教学案例吸引了诸多观展者驻足体验。

    对工程教育来说，实践的重要性不言而喻。然而，化工、化学、材料、环境等领域的实验实践教学却存在危险性高、重复成本高、场地限制大等问题。如何让学生在安全的环境下体验危险系数高、有毒有害、易燃易爆、高温高压以及超大型装置的“真实”操作？从2017年9月开始，华东理工大学面向学生开放虚拟现实教学，将实验教学中的实例从二维平面图纸“搬到”虚拟现实空间场景，使学生能够获得身临其境的沉浸式体验，解决了学生下厂实习时“看不见、摸不着、进不去、想不通”的关键难题。

    以此次参展的“多喷嘴对置式水煤浆装置虚拟现实实验”项目为例，就是通过VR技术提供大型水煤浆气化装置视觉、触觉等感官模拟，再现装置运行现场，提供真实的操作体验，展现多喷嘴对置式水煤浆装置设备布置、工艺流程、主要设备结构和装置操作，如多喷嘴对置式水煤浆气化工艺系统、水煤浆烧嘴结构及雾化过程、撞击流流场和火焰特征、耐火衬里结构、高温合成气和熔渣激冷过程、合成气初步净化流程、渣水处理流程以及装置正常、开停车和异常操作等。

    一名校友在亲身体验了VR教学实验案例后，回想起在校期间实习时爬到设备内部了解装置结构的经历，认为这些VR实验体验非常真实，弥补了当前学生实习环节对设备内外结构体验不足的短板，还能直观地反映出装置内部的反应过程和原理，对教学很有帮助。

    “我们希望通过工程教育VR实训案例的建设，将过去的‘说教+服从式’教育改变为‘体验+反思式’教育。”据华东理工大学副校长辛忠介绍，为积极推进现代信息技术与实验教学项目的深度融合，该校已建设了“甲醇合成反应器”“三釜聚酯合成反应器”“污水处理厂”“多喷嘴对置式水煤浆装置”“可燃气体爆炸极限测定”“工程制图”等多个VR教学实训项目，并通过项目的持续建设，构建线上线下教学相结合的个性化、智能化、泛在化实验教学新模式，进一步提高实验课程教学质量，加强学生实践能力和创新精神培养，全面提升人才培养质量，推动学校一流本科建设。