注塑成型工艺过程及典型缺陷分析虚拟仿真实验

实验项目特色

1.实验方案设计思路

实验项目以学生为中心,坚持“能实不虚,虚实结合”原则,综合运用3D建模、交互式虚拟现实、Web网络和数据库技术,以真实场景的空间布局、仪器设备为蓝本,构建集实验环境、设备、工具等为一体的虚拟实验。通过人机交互,学生既可在虚拟仿真实验中体验真实实验相同的效果,又可观看真实实验条件下无法体现的现象和结果。 结合生产实际案例,使学生掌握注塑成型工艺过程、设备结构和设备操作的同时,要求学生能够考虑环境和安全等因素,合理分析、评价专业工程实践问题。着重培养学生的自我学习能力,设置了学生自主分析设计环节,包括:塑件结构分析;工艺方案确定;塑件缺陷成因分析及改进。旨在调动学生的学习兴趣和积极性,培养学生解决复杂工程问题的能力,提升学生创新意识。

2.教学方法

学生在进行虚拟实验前,需在教师的指导下进行真实实验,掌握实际实验场景、设备组成、实验步骤和设备操作,以达到感性认识和“能实不虚”的目的。 学生进入虚拟实验环境后,需进一步加强安全防护知识学习和实验知识预习,根据教师安排的预习知识,预习有关理论知识和实验内容,做好虚拟实验准备。 学生在虚拟环境中进行实验操作,交互操作包括场景漫游、参数分析及设计、安全检测和虚拟设备操作等。通过实验数据描述与展示手段,包括UI数字显示、数据走势曲线描述、虚拟设备仪表显示、实验现象特效模拟等,直观展现真实实验难以观测的注射成型工艺过程和设备工作过程等,实现虚拟环境与真实环境的相互映射,达到“虚实结合”的目的。提高学生科学实验的兴趣,使学生在实验的基本技能和综合设计、研究创新等方面得到系统的训练。

3.评价体系

为有效评价学生的学习和实验效果,提供了操作过程自动评价、实验报告和理论测试等方式,建立了完善的考核标准,实现对学生虚拟实验过程进行全方面的记录、总结和评价。建立了对应的反馈机制,全面统计学生反馈的建议和意见,为实验的持续建设与更新提供有力的参考。

4.传统教学的延伸与拓展

传统教学在一定程度上忽视了学生作为学习主体的存在。本实验将现代教学技术融入到实验教学中,通过交互的方式,实现学生自主完成工艺设计、生产加工和缺陷分析等内容,凸显学生的学习主体地位。 传统实验教学大多附属于理论教学,实验内容往往不能有效结合生产实际,验证性实验过多,综合性、设计性和应用性等实验偏少,已不能适应当下对人才培养的要求。本实验创设虚拟导师环境,努力实现更高层面上的面对面实践教学,创建虚拟生产环境,使实验教学可以脱离空间、时间的限制,将虚拟实验与生产实际相结合,构建一种全新的实践教学模式,增强学生工程实践能力,培养学生的创新意识和创新思维,提高学生综合素质。 传统实验缺乏相应的整合、交互与融合。本实验结合典型塑件的整个生产工艺流程,通过整合实验内容,使学生连贯地学习相关专业知识,促进学生知识体系的搭建。