项目采用“虚实结合”的教学方法,将虚拟仿真实验和实践教学有机融合,充分发挥现代信息技术的作用。课程内容由浅入深,知识由点到面。通过课前预习完成知识点的认知;利用虚拟仿真学习平台,开展电磁波吸收材料合成参数设定、合成模拟、性能测试等实验,分析温度、原料配比等对电磁波吸收材料样品的影响,加深理论知识的理解。通过测验、总结分析引发学生深入思考,激发学生创新动力。虚拟仿真实验实现了理论知识与实践应用的高度统一,是对真实实验的有效补充 ,解决了传统实验中普遍存在的“做不了、做不好”问题。
虚拟仿真项目以真实再现电磁波吸收材料制备及性能测试流程为基础,结合实验教学需求进行开发设计。通过人机反复演练,实现对电磁波吸收材料制备及性能测试技术和系统的全面理解和应用。学生首先通过课堂教学了解电磁波吸收材料的基本性质、合成方法和产业现状,然后通过虚拟仿真实验平台开展电磁波吸收材料生产和性能测试实验认知。学生通过实验网站进入项目,在系统引导下,完成实验认知、仿真实验和考核三部分内容。实验认知部分,学生通过图片、动画、文字、交互等方式,完成对实验设备认知、样品认知等理论知识的学习;仿真实验部分以电磁波吸收材料合成方案设计、结构表征和性能测试实验为主,学生通过互动模式完成电磁波吸收材料制备、分级等实验设计,最终对分级样品进行结构表征和性能测试;考核部分通过填空、选择、判断、分析等多种形式的题型考查学生对基础理论的掌握程度,通过生成实验报告和数据分析,进一步加深学生对电磁波吸收材料及性能测试过程的理解。
实验中主要采用的方法有:现场教学和虚拟仿真实验相结合、体验式实验与互动交流相结合、理论学习与实验实践相结合的方法。
1、现场教学,虚实结合
通过课堂讲授及工厂参观的方式,让学生对电磁波吸收材料基本性质、样品制备、测试设备及使用、电磁波吸收材料性能测试流程有基本的认识。
2、理论学习,加深理解
在虚拟仿真实验中,设计了实验认知模块,通过图片、动画、3D技术等手段可视化展示实验的各知识点,对电磁波吸收材料的种类与制备方式、实验原理、实验步骤、实验所需设备等进行文字和动画描述,增加对理论知识的学习,让枯燥的知识点形象化、生动化、具体化。在仿真实验过程中,学生可以自主选择学习内容,结合互动交流,激发学生探究新知识的热情,充分调动学生学习主动性与积极性。
3、仿真实验,自主操作
在仿真实验环节,学生自主选择电磁波吸收材料合成参数,完成合成实验,如果设置参数超出正常范围,系统将发出警报,提示学生改进操作;并按照电脑操作指示,完成电磁波吸收材料性能测试环节,最终对样品进行性能测试和分析。在巩固理论知识点的同时,通过体验式实验培养学生的工程实践能力。