材料现代研究方法三维虚拟实验教学系统简介

材料现代研究方法是材料科学与工程的学科平台基础课程,材料化学和功能材料专业的学科基础课程,材料加工及控制工程专业的专业必修课程。全国各高校材料科学与工程学院均有开设,但是目前受到以下几方面的影响,实验开设非常有限:

教学投入昂贵:课程实验中使用到的仪器种类众多,设备费用昂贵。

教学效果不佳:实验设备数量有限,基本都是专人维护,学生实验大多以多人一组,验以参观为主。

开放式网上材料现代研究方法虚拟实验室软件是以理论知识为指导,以计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术为依托而建立的一种新型实验教学系统。它利用计算机模拟真实的实验环境,通过信息网络操作实验设备,为实验教学提供了一种全新的教学模式。虚拟实验利用计算机技术来实现各种虚拟实验环境,实验者以交互的方式进行实验操作,可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目,最大限度地模拟真实实验的场景,并提供与实际实验的操作方法相类似的实践体验。

本虚拟仿真实验教学课程主要包含以下典型实验:

    X射线衍射虚拟仿真实验(Miniflex600)

    X射线衍射虚拟仿真实验(smartLab2080A211)

    场发射扫描电子显微镜虚拟仿真实验(SUPRA55)

    场发射扫描电子显微镜虚拟仿真实验(35kvp09058.10)

    材料X射线衍射及物相分析虚拟仿真实验(UltimalV)

    同步热分析虚拟仿真实验(SDTQ600)

    材料的差热分析虚拟仿真实验(DZ3320)

    聚合物的热分析虚拟仿真实验(DSC214)

    材料综合热分析虚拟仿真实验(STA409PC)

    紫外-可见分光光度计测定未知液虚拟仿真实验(CARY50)

    傅里叶红外表征聚合物结构虚拟仿真实验(Nicolet-5700)

    傅里叶红外光谱仪虚拟实验(Nicolet-380)

    比表面测试虚拟实验(ASAP2460)

    粒度分析仪虚拟实验(NanoZS90)

    质谱分析虚拟实验(Thermo)

    高效液相色谱仪虚拟实验(LCMS-2020)

•    晶体生长虚拟仿真实验(ZDZ52)

(1)射线衍射虚拟仿真实验(Miniflex600)

X射线衍射分析虚拟实验效果图

样品研磨过程

(2)X射线衍射虚拟仿真实验(smartLab2080A211)

X射线衍射仪整体图

仪器拆装过程

(3)场发射扫描电子显微镜虚拟实验(SUPRA55)

场发射扫描电子显微镜虚拟实验场景效果图

场发射扫描电子显微镜虚拟实验场景效果图

(4)场发射扫描电子显微镜虚拟仿真实验(35kvp09058.10)

场发射扫描电子显微镜虚拟实验场景效果图

清晰度调节过程

(5)材料X射线衍射及物相分析虚拟仿真实验(UltimalV)

X射线衍射仪

衍射图

(6)同步热分析虚拟仿真实验(SDTQ600)

同步热分析操作实验场景效果图

同步热分析实验场景效果图

(7)材料的差热分析分析虚拟仿真实验(DZ3320)

材料的热分析虚拟实验效果图

五水硫酸铜测试结果图

(8)聚合物的热分析虚拟仿真实验(DSC214)

选择要测试的样品

聚合物的热分析实验场景效果图

(9)材料综合热分析虚拟仿真实验(STA409PC)

调节气体伐

同步热分析仪

(10)紫外-可见分光光度计测定未知液虚拟仿真实验(CARY50)

紫外分光光度法测定未知物虚拟实验效果图

紫外分光光度法测定未知物虚拟实验—移取试剂效果图

(11)傅里叶红外表征聚合物结构虚拟仿真实验(Nicolet-5700)

研磨样品

傅里叶红外光谱仪测试结果

(12)傅里叶红外光谱仪虚拟实验(Nicolet-380)

样品研磨过程

红外光谱图

(13)比表面测试虚拟实验(ASAP2460)

比表面测试仪

比表面测试结果

(14)粒度分析仪虚拟实验(NanoZS90)

样品制备过程

粒度分析图

(15)质谱分析虚拟实验(Thermo)

样品制备过程

参数设置面板

(16)高效液相色谱仪虚拟实验(LCMS-2020)

移液过程截图

机器控制处

(17)晶体生长虚拟仿真实验(ZDZ52)

晶体高温生长过程

晶体生长完成

本系统可满足以下主要性能指标:

1、为保证系统的交互性和扩展性,系统须采用国际领先的Unity3D引擎开发而成;

2、为保证系统的先进性,实验系统所使用的网页播放器插件须采用主流3D引擎插件,且插件在近1年内有更新版本,并可支持后续的优化升级;

3、系统与虚拟仿真实验教学管理平台软件无缝对接,教师端能够自动生成智能指导和自动批改规则,且教师能够对规则进行细节修改;

4、系统提供实验过程中的智能指导功能,该指导为启发性指导,通过一步步的提问式引导,进而启发学生思考;

5、系统提供实验结果的自动批改功能,学生实验结束且提交后,系统调用自动批改规则可以自动算出学生实验得分,教师端还可以查看得分细节,了解学生的得分细节;

6、系统服务器端用户分为学生、教师、教务管理员和系统管理员四种角色,不同角色拥有不同权限。

学生:选课、选择实验、开展实验、接受实验指导、在线提交实验报告、保存和提交实验结果、查询实验成绩和批语。

教师:典型实验库维护、发布实验、安排实验、批改实验报告、系统指导、统计并发布学生的实验成绩和批语。

教务管理员:课程计划、开课计划、选课日期设置、开课审核、开课查询。

系统管理员:用户管理、分组管理、角色管理、权限管理、系统维护等。

性能指标:

支持同时在线用户数1万人以上,经测试,系统运行稳定,不限终端用户数,完全能满足日常教学使用。

服务器运行环境

操作系统:WindowsServer,Linux/UnixServer

Web服务器:Tomcat6.0,JDK6.0

数据库:MySQL

客户端运行环境

操作系统:AllWindows系列

相关信息:

研制单位:北京邮电大学北京润尼尔网络科技有限公司

通讯地址:北京市海淀区北三环中路44号院文教产业园1号楼邮政编码:100876

TEL:400-888-3467010-59508493

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