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1、2022年工程材料在虚拟仿真实验教学中的应用探索 尤一泓 摘 要：将工程材料应用到虚拟仿真试验教学中，可以帮助学生理解、巩固和提高理论学问，积累实际工作阅历。本文分析了工程材料在虚拟仿真试验教学中应用的现状及优点，并探讨了试验教学的优化思路。在课堂上，通过引入虚拟仿真试验来验证，可以使学生更好地了解和驾驭试验方法，从而促进学生的自主思维和创建实力。 关键词：工程材料;虚拟仿真;试验教学 在工程材料课程的教学过程中，利用虚拟仿真模拟软件，学生能够通过试验过程验证理论学问，同时能够直观地了解材料属性的科学规律。试验教学能够使学生在实践中获得较好的理论学问和技能，同时也能够提高学生对问题的发觉、分析
2、和解决问题的实力。试验教学在提高学生的科学素养、培育创建性人才方面起着举足轻重的作用。通过虚拟仿真试验，帮助学生理解工程材料相关学问点，在提升学生动手实力、激发学生学习热忱以及改善学生学习效果方面有主动的作用。本文针对目前工程材料试验教学中存在的问题，探讨了如何将工程材料应用于模拟技术的试验教学，并提出了采纳模拟技术进行课堂试验示范的方法。 一、现行虚拟仿真试验教学现状及问题 （一）现行试验教学概况 试验教学分为两个部分：基础试验和综合试验。工程材料基础试验是相关专业的重要组成部分，它在工程类学科教化中具有主动意义。在培育学生的基本专业学问和创建实力的过程中，具有承上启下、承前启后的作用。基础
3、型试验是以基础学问为载体，注意基础学问与技能的培育，加强基础试验技能的培育，为培育学生的创建实力打下坚实的基础。工程材料综合试验是一种增加性的试验，它须要应用所学到的有关材料的基本理论和基本试验操作技能。综合试验的重点是巩固理论学问，设计试验方案，提高学生的动手实力和团队合作意识。科学的试验教学系统有利于学生驾驭学问、技能和方法，有利于培育学生的创建性和综合素养1。 （二）试论工程材料在虚拟仿真试验中应用应留意的几个问题 （一）工程材料或场所的限制 在试验教学中，由于工程材料，仪器和场所的限制，无法向学生清楚地展示试验儀器和操作过程，造成一些学生对仪器的理解和运用不规范;甚至在某些状况下，由于
4、操作失误，导致仪器的运用和工作效率下降，从而对试验的顺当进行造成很大的影响。 （二）试验教学方法有待丰富 在应用工程材料进行虚拟仿真试验的教学过程中，试验教学与理论教学同样应重视教学方法，好的教学方法能引起学生的思索和解决问题，同时也能加深学生对工程材料基本理论的认知，同时驾驭试验内容和方法的相识，有利于今后的工作和学习。在进行虚拟仿真试验前，通过教学视频对试验所涉及的工程材料进行初步介绍，或通过微课的形式，可以在肯定程度上解决试验过程中学生无从下手的问题。因此，我们必需不断地探究更好、更多样化的教学方法。 （三）理论和试验教学的不协调 试验教学应当与理论教学相结合，在对工程材料的相关理论讲授
5、后再进行试验，这样既能保证工程材料理论学问与试验学问的结合，又能促进学生的综合运用，同时也有利于理论和试验教学。实践中，工程材料理论课和试验课经常不能同步，进度也不能很好地统一。对初学专业基础学问的一年级学生而言，由于缺乏对工程材料理论学问的了解而难以完成试验，对试验的相识和理解存在着诸多问题，缺乏充分的打算和娴熟的试验技巧。 二、虚拟模拟技术在工程材料试验教学中的应用及优越性 传统的工程材料试验教学在资源有限的状况下，很难调动学生的学习主动性，也很难达到良好的教学效果2。随着计算机和信息技术的飞速发展，虚拟模拟技术在理论课和试验课上的应用日益广泛，它的优势和作用体现在以下几个方面： （一）将
6、工程材料与虚拟仿真技术结合，使试验操作更加清晰、生动 多媒体教学在现代教学中的应用日益广泛，利用工程材料相关图片、教学录像等教学手段，结合实际的试验仪器进行教学，可以达到很好的教学效果。通过虚拟仿真技术，可以对试验装置进行形象且较为直观地模拟工程材料试验过程，清晰地显示操作过程，增加仪器操作的规范化，极大地提高了试验的效率，在激发了学生的爱好的同时，提高了学习效果，并且增加了基础试验的教学效果。 （二）对技能培训有主动意义 1.突破现有的试验仪器和设备，扩大试验的范围 在传统的工程材料课程试验教学中，由于试验条件、平安等诸多因素的制约，因此，虚拟试验可以很好地解决这些问题。利用三维模型，可以直
7、观地显示工程材料封闭装置的内部或较困难的结构，模拟工程材料内部的工作原理，拓展教学内容，加深对仪器的相识，拓宽视野，促进工程技术的进步。 2.扩大试验的时间和空间 由于传统的试验场地和试验器材有限，所以很难在有限的时间和空间上进行，而虚拟模拟试验则可以用电脑和相应的模拟软件来完成，这就大大扩展了学生的试验时间和地点。此外，虚拟模拟技术还可用于工程材料试验学习系统的开发 3。 三、在工程材料虚拟仿真试验中应用的优化思路 （一）工程材料虚拟仿真多元化教学试验示范 在试验教学中，运用工程材料虚拟模拟技术进行模型和动画演示相结合是最常见的一种;也可以将仿真试验的数据过程量制作成教学视频，使得学生能够更
8、加直观地了解试验参数的改变过程与改变规律。例如，洛氏硬度仪的模拟模型利用常用的模拟软件，可以把硬度计的全过程模拟得活灵活现，将全部硬度数据中间结果进行统计，制作动态曲线的视频供学生参考学习，以提升教学效果，有助于帮助学生更加细致地视察工程材料的各种属性。在工程材料相关课程试验教学中采纳虚拟仿真演示与多媒体教学的形式，可以有效地激发学生对虚拟仿真技术的爱好和对试验操作的爱好，促进他们的自主思维，从而提高工程材料试验的效果。此外，虚拟仿真技术还可以进行一些试验室没有的仪器和试验内容的扩充，以拓宽学生的视野。 （二）探讨开发基于试验虚拟仿真试验平台 通过依据实际教学须要，研制出能满意学生试验预习、操
9、作和答疑的工程材料虚拟试验室。借助虚拟试验室;构建工程材料试验模拟平台;以互联网为基础，服务于课程试验，使其充分运用于工程材料虚拟仿真试验室之中，从而不断补充和完善试验系统的整体建设。 四、结论 本文对工程材料试验教学的现状和问题进行了分析，阐述了虚拟仿真试验教学的功能和优越性，并将其引入到工程材料试验中，进行了深化探讨。通过教学实践，在工程材料课堂上引入虚拟仿真试验，可以加深对试验方法的相识，改善试验教学效果，有利于培育学生的自主性思维和创建精神。 参考文献： 1冯锐，张爱娟，杜庆洋，毕建波.新工科背景下材料工程基础虚拟仿真试验教学模式探究与实践J.山东化工，2022，49（18）：184-
10、185. 2梁李敏，陈学广，刘哲，何珺，范佳薇.材料科学与工程专业虚拟仿真试验教学改革与探究J.科教育刊（上旬刊），2022（10）：65-66. 3王士凡，堵锡华，董黎明，宫贵贞.高分子材料与工程专业虚拟仿真试验教学的探究J.教化现代化，2022，6（42）：132-133. 猜你喜爱工程材料虚拟仿真试验教学以人为本:初中物理科学探究素养在试验教学中的落实福建基础教化探讨2022-09-10水利水电工程造价影响因素分析及限制造价的措施探究珠江水运2022-06-02以人为本:初中物理科学探究素养在试验教学中的落实福建基础教化探讨2022-05-28“工程材料”全英文教学探讨科教育刊电子版20
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