中心的虚拟仿真实验实训教学依托虚拟现实、仿真装备与多媒体技术,融合多种互动硬件与数据库,对石油化工工艺流程及装备的各个真实环节进行模拟仿真,形成了中心独具特色的“三模式、四梯度、五结合”虚拟仿真实验教学体系,如图所示。

立足于国家高等工程教育要求和石油化工行业特色,采用“虚拟实验”、“仿真优化”、“实践创新”三种教学模式,通过“理论强化”、“现场认知”、“模拟仿真”、“工程实训”四个训练梯度,遵循理论与实践、虚拟与现实、模拟与仿真、教学与科研、校内与校外的“五结合”原则,实现了学生工程能力与创新能力的提高。
(1)中心实验教学三种模式
虚拟实验 采用虚拟现实技术对相关工艺过程及装备进行计算机模拟,用虚拟工艺流程、设备等取代物理实物,将不可视的场景形成安全操作的二维或三维虚拟场景,实现对作业岗位职能及工艺的可视化模拟,通过中心机房及远程联网对校内学生及校外企业员工进行实验实训技能培养。
仿真优化 采用实物仿真装备和实训软件的混合体系架构,将石油化工装备按一定比例制作,具备真实装备所具有的相关结构、功能,通过学生亲身操作和虚拟软件过程功能的系统控制,实现操作者与仿真装备、实验系统的有效真实互动,进行多次、重复训练,提高实践动手能力。
实践创新 以学生团队为教学对象,以校内虚拟仿真实训平台及现场工程实训基地为依托,采用虚拟工艺优化、仿真装备调整、实体设备操作的手段,通过优化工艺条件、换热网络、改造设备等一切可能的方法达到优质产品生产。该模式将升华学生技能培训,提高学生学习积极性,极大地促进了学生创新思维的培养。
(2)中心实验实训教学四个梯度
理论强化 进行石油化工工艺流程、操作条件等石油基本知识及相关设备、原理等的讲解,培养学生对工程的基本认知,为后续学习打牢基础。
现场认知 在完成理论学习的基础上,利用真实炼厂工艺及装备,在现场工程师指导下,熟悉实际工艺及设备,完成理论知识与实际过程的融合与升华。
模拟仿真 在完成理论与实际融合的基础上,借助大量仿真教学装备和软件,在室内进行石油化工工艺优化与装备调整等各种仿真操作训练,掌握与石油化工与装备相关的实际操作技能,弥补在生产现场实践过程中不能动手操作的不足。
工程实训 依托中心真实的石油化工中试装置及配套的相关仿真软件对学生进行实训,指导学生利用已掌握的理论和模拟操作知识,对各个石油化工工艺及装备进行实际操作,通过调整条件、优化流程等手段,使学生利用原始物料,通过自身努力生产出优质产品;进而在生产现场轮岗实训,强化技能,最终完成学生向技术人才转变的培养目标。
(3)中心实验实训教学五个结合
理论与实践相融合 将石油化工工艺流程及装备的理论知识学习与现场实际工艺实践相结合,以理论知识指导实践,实践强化理论知识的掌握,实现理论与实践的统一。
虚拟与现实相融合 虚拟仿真教学中特别注重“虚实结合、相互补充、以虚助实”,学生的虚拟仿真操作与实际生产工艺紧密结合,实现高度工业化仿真。
模拟与仿真相融合 中心的模拟软件操作与中心的实体仿真设备相结合,能使学生将模拟结果进行实际验证,为学生动手能力和创新能力的培养提供了良好条件,实现了模拟与仿真的零距离对接。
教学与科研相融合 中心的大部分科研项目都是从教学实际出发,开发的相关仿真教学装备与软件都很好地适应了教学需要,真正实现了产学研的紧密结合。
校内与校外相融合  通过实验室共建、人才联合培养、技术合作开发等与校内外相关单位密切交流与合作,实现了中心、企业、社会的三方共赢。