服务创造价值、存在造就未来
(一)内容介绍
本虚拟仿真实验分为4个模块,模块1,实验背景;模块2,制备及成型加工;模块3,材料性能测试;模块4,阻燃配方优化设计。
模块1,实验背景
模块2,制备及成型加工
模块3,材料性能测试
模块4,阻燃配方优化设计
(二)实验的特色和亮点
1、实验的必要性及实用性
(1)构建和谐平安社会对阻燃材料设计人才培养的需要。
(2)阻燃材料实验涉及明火燃烧、烟毒气体释放等过程,具有高危险性,不利于构建平安校园。
(3)满足深化实验教学改革、创新人才培养模式对创新性、综合性实验的迫切需要。
开展“树脂基复合材料阻燃配方设计与性能测试仿真实验”,有利于教学与科研相结合,突出我校应用型特色;有利于满足深化实验教学改革,培养创新人才的迫切需要;有利于满足实验教学对创新性、综合性实验的迫切需要;有利于调动学生参与实验的积极性和主动性,拓展学生对阻燃材料进行综合性配方设计的理论与实践,提升学生解决实际问题的工程实践能力和创新能力,从而提升相关课程教学水平。
2、教学设计的合理性
本虚拟仿真实验基于成果导向理念(OBE理念),以学生掌握阻燃材料配方设计的理论与实践能力为目标,开展树脂基材料阻燃配方的综合性设计与评价实验。
(1)学生通过自主设计阻燃材料配方,探索阻燃材料配比对阻燃性能、力学性能的影响,从而全面理解阻燃配方的设计规律。
(2)结合阻燃材料成本因素的考虑,以工程应用的角度进行更深层次配方设计,从而有效训练工程实践能力。
(3)结合树脂基复合材料成型加工过程,实践成型加工理论,拓展虚拟仿真实验的专业知识范围,实现多课程知识的训练。
(4)本实验内容属于当前的研究热点,该方面内容也是当前学科教学中急需扩展的前沿内容。同时,教学中引入自主创新的研究成果,有利于培养学生的国际化意识,提升学生的国家自豪感及对制度的自信,有效将思政元素引入实验教学。
3、实验系统的先进性
本虚拟仿真实验项目结合团队在树脂基复合材料阻燃改性领域的多年研究成果与应用经验,针对配方设计的阻燃性能、力学新能、及成本等应用核心问题,将积累的配方设计基础数据精心设计、提炼整合出一套可供学生自主设计、探索、交互的配方设计实验平台,构建了由“点”及“面”的虚拟仿真实验项目,遵循从简单到复杂、由单一到综合的认知规律。学生首先从任意一个配方的设计开始,根据配方进行材料的制备、加工成型、性能检测等实验步骤,从而得到相应配方的阻燃、力学、成本等材料综合性能指标,并得到阻燃性能是否符合要求的反馈。建立初步认识后,学生针对是否有更优配方设计,开展综合配方设计实验,从而总结阻燃配方设计的规律。更以实际工程的角度进行全面性能的评价与分析,从而跨越理论与实践的鸿沟,有效训练学生工程应用思维,锻炼解决复杂工程问题的能力。
不仅为学生专业基础知识的掌握提供了有效工具,而且支持学生进行参数化、多配方的设计优化,通过虚拟仿真进行规律总结与呈现,对于学生创新能力的提升提供了有效的途径。
教学方法的先进性。本实验项目体现了“以学生为中心”的教学理念,采用翻转课堂、线上线下、大数据分析、智慧学习等实验教学方法,学生通过网络使用本虚拟仿真实验系统,不受时间空间限制,构建了多样化的实验教学新模式。
本实验系统设计了先进的科学的评价体系。考核系统可以对学生操作情况实现自动评分,并可以针对各个操作步骤分析成绩,进一步掌握学生的学习情况,促进教学方案的完善和优化。教师可以根据教学进度,组织仿真考试、进行成绩统计和管理。教师还可以通过教师端方便地了解本仿真软件的使用情况、使用时间、考试成绩等内容,并可根据需要督促学生学习。
另外,考虑到该实验过程涉及明火燃烧、烟毒气体释放等过程,具有高危险性,采用虚拟仿真实验具有更大的先进性。