（1）专业与年级要求

学生应为制药工程、环境工程、材料科学与工程、化学（师范）和生物工程等相关专业；学生应为大学本科三年级及以上学生。

（2）基本知识和能力要求

掌握相关专业课程基本知识和能力，包括：有机化学、化工基础、化工原理等。

化学工业是国民经济和国防建设的支柱产业之一，为了适应化工行业迅速发展的需要，加强高素质专业人才的培养，是实现我国化工行业永续发展的关键。化工生产过程复杂，从业人员需要经过严格的专业训练。化工实习、实训是高校培养化工与制药等相关专业高素质人才必需的教学环节，通过实习、实训可以提升学生动手能力、应变能力和创新能力，是为我国培养化工与制药类人才的关键。

2019年新冠肺炎疫情出现，党中央部署了关于进一步加强新型冠状病毒肺炎疫情防控工作要求，各省市高校学生的校外实习实践工作被暂停。作为理论联系实际学习的关键环节，实习实践工作需要开辟新模式。此外，基于设备和危险化工工艺等诸多因素的考虑，现在的化工实习基本变成了认知实习，难以实现现场操作练习，“只准看不准动”的传统学习模式难以培养学生的动手能力，阻碍了化工与制药类相关专业学生综合能力的提升。同时，近年来化工行业由于操作不规范等问题导致的安全事故，引发学生对化工、制药行业安全的不准确认知。为了解决上述问题，采用虚拟仿真实验教学模式非常必要。该模式可以突破时空限定，拓展学习时间与空间，培养学生的动手能力和创新能力，确保学生掌握扎实的专业知识，通过课程思政元素的引入，增强学生的爱国情怀和历史使命感，以适应新时代化工产业发展的需要。

精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一，精细化工产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大。江苏师范大学化学与材料科学学院的化学学科是国家一流专业（全球 ESI 排名前1%），长期从事精细化学品“杂环化合物”的特色合成研究。江苏师范大学与新沂市永诚化工有限公司长期进行产学研合作，杂环化合物萎锈灵是该公司的优势产品，具有成熟的生产工艺。萎锈灵是一种具有内吸作用的杂环芳酰胺类杀菌剂，可防治小麦叶锈病、豆锈病等农作物常见疾病，具有非常高的经济价值。同时，其生产工艺涉及到大部分化工单元操作以及氯化等危险化工工段，不适合学生现场实习和新员工操作练习。因此，开发以典型精细化学品萎锈灵为代表的生产工艺虚拟仿真实验教学项目，具有典型性和示范性。

本虚拟仿真实验课程根据杀菌剂萎锈灵的生产过程以及实习实训的课程要求和特点，提出“工厂认识学习+3D虚拟仿真软件模拟生产+化工仿真实训车间实操”三位一体的教学理念，构建了多元化、体验式、开放性的实验实习教学新模式，将教学诸多要素合理安排，确定合适的实验教学方案。具体如下：

（1）认识学习环节：在新冠疫情防控背景下，本环节通过观看永诚化工厂萎锈灵生产流程视频进行认识学习，了解萎锈灵生产的全过程和关键的注意点，完成实验开展前必要的知识贮备。

（2） 3D虚拟仿真自主学习环节：学生通过已经建成的虚拟仿真实验室，进入人机交互环节，自主学习、操作和练习3D虚拟仿真软件，进行萎锈灵的虚拟仿真模拟生产训练。

（3） 化工仿真实训车间实操：学生进入学院的DCS控制的化工仿真实训车间，模拟萎锈灵生产的危化工艺-氯化工段，进行冷态开车实操训练。

本课程有效达成实习实训教学目标，教学重难点突出、教学方法多样、教学步骤与时间分配合理。在整个实验教学过程中，以目标产品萎锈灵的生产为主线，以学生为中心，充分体现“能实不虚、虚实结合”和“以本为本”多维实验教学理念，教学各环节设计的合理性、实用性、有效性体现得当。

 本实验项目基于虚拟仿真教学资源，学生通过DCS控制化工仿真实训车间和3D虚拟仿真软件模拟萎锈灵生产工艺过程，达到以下实验教学目标：

（1）通过企业工厂、DCS控制化工仿真实训车间和3D虚拟仿真软件的认识学习、操作练习和虚拟仿真实验自主学习的训练，三位一体培养学生的动手能力和创新能力；

（2）通过萎锈灵生产工艺虚拟仿真实验教学的训练，学习危险化工工段操作要领，掌握反应釜、换热器、精馏塔和离心泵等典型化工单元以及电气仪表的操作方法。

（3）解决了学生无法现场学习涉及高温高压、易燃易爆和高毒化工工艺的问题，培养学生处理紧急事故的应变能力，增加学生自主学习的机会，提升学生的专业素质。

本实验采用任务驱动式教学方法，学生开展实验的过程，就是完成任务的过程，学生完成任务的质量是实验成绩评定的主要依据。

       本实验针对考核点设计了实验成绩评价模型，以该模型为基础，系统可分别针对学生在3个实验环节中的完成情况进行自动评分，最后再按照3个实验环节分别占30%、35%和35%的权重计算学生的最终实验成绩。

       每个实验环节的实验成绩评价标准（每环节按100分计算）如下：

一、学习全厂工艺流程，熟悉主要设备和零部件的操作要点（5分）

二、学习紧急救治、劳保用具、安全标志、消防器材知识点（5分）

三、反应釜准备及投料（12分）

（1）打开V102放空阀VD115。

（2）打开V102甲苯进料阀VA105。

（3）确认V102进料至80%。

（4）V102进料到80%后关闭VA105。

（5）打开V102向R101甲苯出料阀VD117。

（6）打开V102向R101甲苯出料阀VD116，向R101进料。

（7）V102排空。

（8）R101液位LI102在50%左右。

（9）V102排空后关闭出料阀VD116。

（10）点击现场固相加料，设定双乙酰苯胺投料350kg。

（11）点击双乙酰苯胺投料按钮，投料。

（12）在固相加料操作界面上设定助剂投料2.5kg。

（13）点击助剂投料按钮，投料。

（14）打开反应釜搅拌。

四、液氯汽化（8分）

（1）打开V101温度控制阀TV101前阀VD104。

（2）打开V101温度控制阀TV101后阀VD105。

（3）打开V101压力控制阀PV101前阀VD101。

（4）打开V101压力控制阀PV101后阀VD102。

（5）微开V101温度控制阀TV101。

（6）微开V101压力控制阀PV101。

（7）V101氯气充压，期间确保V101温度TICA101为32℃左右。

（8）V101压力PICA101控制在0.15MPaG。

五、DCS控制化工仿真实训车间实操训练

学生通过内操、外操相互配合的工作模式，完成氯化工段开车、正常生产和停车生产过程。（10分）

教师随机插入生产事故报警，内外操学生通过核实事故情况，观察生产状态，对事故原因进行推理判断，并做出相应调整操作。（10分）

六、在线提交虚拟仿真实验报告。（10分）