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高分子材料的分子模拟研究及其应用高分子材料是一类特殊的材料，由于它的特殊性质，近年来受到了越来越广泛的关注。
高分子材料的应用领域也变得越来越广，例如塑料、纤维、涂料、胶粘剂以及医用材料等。
分子模拟技术在高分子材料研究领域的应用也越来越受到重视。
高分子材料的分子模拟研究是利用计算机模拟来预测高分子材料的性质和行为，从而为实验室的研究提供理论依据。
分子模拟主要涉及分子动力学模拟和量子化学计算两种方法。
分子动力学模拟可以模拟高分子材料的结构和动力学行为，从而得到高分子的力学性质、热力学性质和功能性质等方面的信息。
由于高分子材料的分子量较大，所以在模拟时需要将高分子体系划分成较小的模块，并考虑模块间相互作用的影响。
这种方法需要在计算机上构建原子模型，并使用数值模拟的方法来检验。
分子动力学模拟的优点是可以模拟高分子材料的宏观特性，例如熔化、流变和聚合等行为，而且可以更加有效的预测高分子材料的性能。
量子化学计算则是通过分子结构、相互作用、电填充状态和振动热等分子属性来计算分子力学和电学性质。
相较于分子动力学模拟方法，量子化学计算方法更加精确。
这种方法需要考虑单个分子的量子化学特性。
由于聚合物的量子化学特性较为复杂，所以通过量子化学计算来得到这些复杂物质的性质较为困难。
由于量子化学计算方法更加精确，它被广泛地应用于原子材料、小分子化学品和有机分子合成等领域中，增强了对这些材料的理解。
高分子材料的分子模拟研究可以预测高分子材料的结构和性质，并为高分子材料的设计和开发提供重要的理论帮助。
例如在材料选择方面，分子模拟可以确定分子之间的相互作用，并预测材料的力学性质和透明性等。
在高分子材料的应用研究方面，分子模拟可以模拟高分子材料在不同环境下的性质，例如在高温、高压和磁场等条件下的行为，从而提高高分子材料的功能性。
此外，分子模拟也可以在制备新材料时发挥重要的作用，例如通过分子动力学模拟来指导聚合物的合成。
在高分子材料研究中，分子模拟技术的应用以及得到的相应结果十分有价值。
《虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用》摘要：依据化学实验课程的特点和要求，在实验教学过程中引入虚拟仿真技术，（二）正确安排虚拟仿真实验与常规实验的关系，扬长避短，合理安排两者比例，充分发挥虚拟仿真技术教学的优势，二者相辅相成，既有真实的动手操作练习，又有灵活可靠的虚拟实验教学环境，使学生真正掌握实验知识，达到虚拟仿真实验教学的真正目的于颖【摘要】依据化学实验课程的特点和要求，在实验教学过程中引入虚拟仿真技术。
通过理论分析和教学实践，探索出虚拟仿真技术在化学实验教学中的最佳应用办法，解决了传统实验教学中面临的诸多现实问题，加深了学生对化学理论知识的理解，促进了创新人才的培养，实现了化学实验教学的资源优化和操作简洁化。
【关键词】虚拟仿真技术，化学实验，教学改革化学是一门实验课很强的学科，传统的化学实验课中教师要花费大量的时间向学生讲解实验原理、操作步骤和注意事项，学生实验技能训练时间有限，很难在规定的时间完成既定的目标，开设的实验内容多限于验证性实验和模仿训练，缺乏创新性实验。
实验仪器投资大，维护复杂，实验过程中许多有毒、有害物质造成环境污染日益显现等。
虚拟仿真实验教学技术正是因此应运而生的新型辅助教学手段，是对传统教学模式的补充和完善，解决了实验教学中传统的教育思想、教学方法和教学手段存在的问题。
已逐渐成为化学实验教学资源中不可缺少的部分，为化学学科发展开辟了一个全新的领域。
一、虚拟仿真实验的优越性虚拟仿真实验是利用计算机上各种虚拟的仪器设备取代传统的实验仪器，依照实验目的、要求与过程组装成一个完整的实验系统来完成实验的，聚合了教、学、练、考、管、评等完备的教学功能，具备高仿真性、安全性、专业性和效率高的特点。
与传统实验相比，虚拟仿真实验在化学实验教学中强大优越性体现在：（1）有助于转变现有的以教师为主导的单一实验教学模式。
（2）避免了实验带来的风险，无安全隐患，保证了学生实验中的人身安全。
（3）不受空间和实验时间的限制，可以随时随地的在高度自主性和交互性的虚拟环境中完成化学实验教学任务，具有很大的开放性和较强的扩展性。
材料科学与工程虚拟仿真实验的建设及应用材料科学与工程虚拟仿真实验的建设及应用随着科技的不断发展，虚拟仿真技术在材料科学与工程领域中得到了广泛的应用。
虚拟仿真实验是指利用计算机技术和虚拟现实技术，通过模拟真实环境和物理过程，实现对材料科学与工程领域中各种实验的模拟和仿真。
虚拟仿真实验具有成本低、效率高、安全可靠等优点，已经成为材料科学与工程领域中不可或缺的重要手段。
虚拟仿真实验的建设是一个复杂的过程，需要涉及多个学科领域的知识和技术。
首先，需要建立一个完整的虚拟仿真实验平台，包括硬件设备和软件系统。
硬件设备主要包括计算机、显示器、输入设备等，软件系统主要包括虚拟仿真软件、图像处理软件、数据库管理软件等。
其次，需要建立一个完整的虚拟仿真实验流程，包括实验设计、数据采集、数据处理、结果分析等。
最后，需要建立一个完整的虚拟仿真实验数据库，包括实验数据、实验结果、实验报告等。
虚拟仿真实验在材料科学与工程领域中的应用非常广泛。
首先，虚拟仿真实验可以用于材料的设计和优化。
通过建立材料的虚拟仿真模型，可以模拟材料的物理、化学和力学性质，预测材料的性能和行为，从而为材料的设计和优化提供重要的参考。
其次，虚拟仿真实验可以用于材料的加工和制备。
通过建立材料的虚拟仿真模型，可以模拟材料的加工和制备过程，优化加工和制备参数，提高加工和制备效率和质量。
最后，虚拟仿真实验可以用于材料的测试和评价。
通过建立材料的虚拟仿真模型，可以模拟材料的测试和评价过程，预测材料的性能和行为，为材料的测试和评价提供重要的参考。
总之，虚拟仿真实验在材料科学与工程领域中具有重要的应用价值。
虚拟仿真实验的建设和应用需要涉及多个学科领域的知识和技术，需要建立完整的虚拟仿真实验平台、流程和数据库。
虚拟仿真实验可以用于材料的设计和优化、加工和制备、测试和评价等方面，为材料科学与工程领域的研究和应用提供重要的支持和帮助。
虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用1. 引言1.1 虚拟仿真技术在化学实验教学中的重要性虚拟仿真技术在化学实验教学中的重要性体现在多个方面。
虚拟仿真技术可以提供一个安全、环保的实验环境。
化学实验中常常涉及到有毒、易燃的物质，一旦操作不当就会带来安全隐患。
而利用虚拟仿真技术进行实验可以避免这些安全问题的发生，保障学生和教师的人身安全。
虚拟仿真技术可以解决实验设备和材料的限制。
有些学校设备不足，无法进行一些复杂的化学实验，而利用虚拟仿真技术可以模拟这些实验过程，让学生在没有设备限制的情况下进行实验。
虚拟仿真技术还可以提高实验效率，节约时间和成本。
学生可以在虚拟实验室中多次重复实验，加深理解，而且不受实验材料和设备的限制，可以更加方便地进行实验。
虚拟仿真技术在化学实验教学中起着不可替代的重要作用。
1.2 虚拟仿真技术的发展背景虚拟仿真技术是一种将现实世界模拟到计算机环境中的技术，它源自于计算机技术和仿真技术的结合。
随着计算机技术的不断发展和普及，虚拟仿真技术逐渐得到了广泛的关注和应用。
在化学实验教学中，虚拟仿真技术的应用也得到了越来越多的重视，成为化学教学领域的一支重要力量。
虚拟仿真技术的发展背景可以追溯到上个世纪90年代，当时随着计算机性能的提升和图形处理技术的进步，虚拟仿真技术开始逐渐走进人们的视野。
随着互联网的普及和移动设备的发展，虚拟仿真技术也得到了更广泛的应用场景，不仅在工业领域得到了广泛的应用，也在教育领域掀起了一股新的风潮。
在化学实验教学中，虚拟仿真技术的发展背景主要是由于传统实验教学存在的一些问题，如实验设备和材料的限制、安全风险等。
虚拟仿真技术能够很好地弥补这些不足，为化学实验教学提供了新的可能性和解决方案。
随着虚拟仿真技术的不断发展和完善，其在化学实验教学中的应用前景将更加广阔。
2. 正文2.1 虚拟仿真技术的基本原理和特点虚拟仿真技术是通过计算机模拟和展现实际情况的技术，其基本原理包括建模、仿真和渲染。
虚拟仿真技术在实验教学中的应用研究随着科技的不断进步和发展，虚拟仿真技术在各个领域得到了广泛的应用，尤其在教育领域，它为教学带来了革命性的改变。
虚拟仿真技术具有可视化、互动性和实时性等特点，可以模拟真实的场景，使实验教学更加生动、直观和易于理解。
本文将对虚拟仿真技术在实验教学中的应用进行研究，探讨其价值和意义。
一、虚拟仿真技术在实验教学中的应用1.虚拟实验室虚拟实验室通过数字化技术和模型构建技术，模拟真实的实验环境，将实验室的所需设备和材料转化为虚拟对象。
学生可以在虚拟实验室中进行实验操作，如调整仪器仪表、进行反应实验等，实现了实验室教学的远程和智能化。
2.虚拟实验设计通过虚拟仿真技术，教师可以设计并模拟各种实验场景，让学生在虚拟环境中进行实验设计和反思。
学生可以通过实验模拟软件进行实验参数的设置、实验条件的调整和实验结果的观测，从而提前感知实验的过程和结果，培养实验设计和实验操作的能力。
3.虚拟实验演示虚拟实验演示是将实验过程和实验原理通过虚拟仿真技术呈现给学生，使学生能够直观地理解实验的过程和结果。
通过虚拟实验演示，学生可以观察实验的每个环节，调整实验参数，分析实验结果，迅速掌握实验的操作技巧和实验原理。
4.虚拟实验评估虚拟实验评估是通过虚拟仿真技术对学生的实验操作和实验结果进行评估。
使用虚拟实验评估系统，可以对学生的实验技能、实验思维和实验判断能力进行定量化评估，指导学生进行实验改进和提高实验成绩。
二、虚拟仿真技术在实验教学中的优势1.提高实验教学效果2.减少实验教学成本虚拟实验室不需要大量的设备和实验材料，可以节约实验教学的成本。
同时，虚拟实验室可以实现实验教学的远程和智能化，减少教师和学生的时间和空间限制。
3.提供个性化学习4.增加实验安全性虚拟实验室可以避免实验事故和环境污染等安全隐患，提高实验教学的安全性。
学生可以在虚拟环境中进行实验操作和实验探索，不会对自己和他人造成伤害。
三、虚拟仿真技术在实验教学中的意义和挑战1.激发学生学习兴趣和培养实验能力2.促进学科知识的探究和应用3.培养学生的团队合作和创新精神4.挑战与教师的实验教学能力和教学资源的整合总之，虚拟仿真技术在实验教学中的应用为学生提供了一个更好的实验学习环境，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的实验能力和实验思维。
高分子材料课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解高分子材料的定义、分类和性质，掌握高分子材料的制备方法和应用领域，培养学生对高分子材料的兴趣和认识，提高学生的科学素养。
具体来说，知识目标包括：1.掌握高分子材料的定义和分类。
2.了解高分子材料的性质及其应用领域。
3.掌握高分子材料的制备方法。
技能目标包括：1.能够分析高分子材料的结构和性质。
2.能够运用高分子材料的知识解决实际问题。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对高分子材料的兴趣和认识，激发学生学习化学的积极性。
2.培养学生珍惜资源、保护环境的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括高分子材料的定义、分类、性质、制备方法和应用领域。
具体来说，教学大纲如下：1.高分子材料的定义和分类：介绍高分子材料的概念，分析高分子材料的分类及特点。
2.高分子材料的性质：介绍高分子材料的物理性质、化学性质及其应用。
3.高分子材料的制备方法：介绍高分子材料的合成方法，如聚合反应、缩聚反应等。
4.高分子材料的应用领域：分析高分子材料在日常生活、工业生产中的应用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解高分子材料的定义、分类、性质、制备方法和应用领域，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生分组讨论高分子材料的性质和应用，培养学生的合作意识和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解高分子材料在生活中的应用，提高学生的实践能力。
4.实验法：安排实验室实践活动，让学生亲手操作，加深对高分子材料性质和制备方法的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《高分子材料》教材，为学生提供系统的高分子材料知识。
2.参考书：推荐学生阅读相关的高分子材料参考书，拓展知识面。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，直观展示高分子材料的性质和应用。
第1篇一、活动背景随着科技的不断发展，虚拟仿真技术在我国教育领域的应用越来越广泛。
虚拟仿真实践教学活动作为一种新型的教学模式，通过模拟真实环境，让学生在虚拟场景中进行实践操作，有助于提高学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
本报告旨在对某高校某专业开展的虚拟仿真实践教学活动进行总结和分析，以期为其他高校提供参考。
二、活动目的1. 提高学生的实践操作能力：通过虚拟仿真实践教学活动，让学生在虚拟环境中进行实践操作，培养实际动手能力。
2. 增强学生的创新意识：在虚拟仿真实践教学活动中，鼓励学生发挥创新思维，提出新的解决方案。
3. 培养学生的团队协作能力：虚拟仿真实践教学活动要求学生分组合作，共同完成任务，提高团队协作能力。
4. 促进教师教学方法的改进：通过虚拟仿真实践教学活动，教师可以更好地了解学生的需求，改进教学方法。
三、活动内容1. 虚拟仿真平台搭建本次活动选用了某高校自主研发的虚拟仿真平台，该平台具有以下特点：（1）功能丰富：平台涵盖了专业课程所需的各类虚拟实验、仿真实验和综合实践项目。
（2）操作简单：平台采用图形化界面，操作直观易懂。
（3）交互性强：平台支持教师与学生、学生与学生之间的实时互动。
2. 虚拟仿真实践教学项目本次活动共选取了以下三个虚拟仿真实践教学项目：（1）机械设计虚拟仿真实验：通过虚拟仿真平台，让学生在虚拟环境中进行机械设计，提高学生的设计能力。
（2）电气工程虚拟仿真实验：通过虚拟仿真平台，让学生在虚拟环境中进行电气工程实验，提高学生的实验操作能力。
（3）软件开发虚拟仿真实验：通过虚拟仿真平台，让学生在虚拟环境中进行软件开发，提高学生的编程能力和项目实践能力。
3. 虚拟仿真实践教学过程（1）课前准备：教师根据课程内容，提前在虚拟仿真平台上布置实验任务，学生预习相关理论知识。
（2）课堂实践：教师引导学生进入虚拟仿真平台，进行实践操作。
在操作过程中，教师进行指导，解答学生疑问。
（3）课后总结：学生总结实践经验，撰写实验报告，教师批改实验报告，反馈教学效果。
虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用虚拟仿真技术是一种基于计算机的模拟技术，通过建立虚拟实验环境和物理模型，模拟真实的实验过程，使学生可以在虚拟环境中进行实验操作和观察，提供实验数据和结果，达到教学效果。
虚拟仿真技术在化学实验教学中具有广泛的应用前景和重要的教学价值。
虚拟仿真技术可以弥补传统化学实验教学中的一些不足之处。
在实际化学实验过程中，往往存在着实验设备不足、试剂供应困难、操作环境不安全等问题，很多实验无法在实际的实验室中进行。
而虚拟仿真技术可以模拟实验设备、试剂物质和实验操作过程，解决了这些问题，使学生能够在虚拟环境中进行真实的实验操作和观察。
虚拟仿真技术可以提供更加直观和形象的教学内容。
化学实验过程中，往往需要观察和描述一些微小的现象和变化，这对学生的观察力和描述能力有一定的要求。
虚拟仿真技术可以通过模拟实验现象和变化过程，使学生能够更加直观地观察和理解化学实验的基本原理和现象，提高学生的观察能力和描述能力。
虚拟仿真技术还可以提供更加安全和环保的教学环境。
化学实验过程中，往往存在一些实验操作和试剂物质对人体和环境有一定的危害和污染。
虚拟仿真技术可以模拟这些实验操作和试剂物质，使学生在虚拟环境中进行实验操作，避免了实验操作对人体和环境的危害和污染，提供了更加安全和环保的教学环境。
虚拟仿真技术还可以提供更加灵活和自主的教学方式。
在传统的化学实验教学中，学生的实验内容和实验过程很大程度上是被规定和限制的，学生很难在实验中进行自主选择和探索。
而虚拟仿真技术可以提供更加灵活的教学方式，学生可以根据自己的需求和兴趣进行实验选择和探索，提高学生的学习积极性和主动性。
虚拟仿真技术在化学实验教学中具有广泛的应用前景和重要的教学价值。
虚拟仿真技术可以弥补传统实验教学中的不足之处，提供直观和形象的教学内容，提供安全和环保的教学环境，提供灵活和自主的教学方式。
我们应该积极推广和应用虚拟仿真技术，提高化学实验教学的质量和效果。
分子模拟方法及模拟软件MaterialsStudio在高分子材料中的应用一、引言高分子材料是当今工业界和科学界中的一种重要材料，广泛应用于各个领域。
为了进一步了解高分子材料的性质和行为，研究人员采用了许多不同的方法进行研究。
其中，分子模拟方法是一种有效的工具，可用于预测高分子材料的结构、动力学和性质。
二、分子模拟方法1. 分子动力学模拟分子动力学模拟是分子模拟方法中最常用的方法之一。
它通过模拟分子系统中原子之间的相互作用，通过求解牛顿方程来研究粒子在给定势场中的运动行为。
这种方法可以模拟高分子材料的力学性质、热力学性质和动态行为。
2. 蒙特卡洛模拟蒙特卡洛模拟是一种基于概率统计方法的模拟方法。
它通过随机生成分子的构象，计算系统的能量，然后根据一定的概率准则来决定是否接受这个构象。
通过大量的随机实验，蒙特卡洛模拟可以得到高分子材料的平衡态性质和相变行为。
三、MaterialsStudio软件介绍MaterialsStudio是由Accelrys公司（现在是Biovia公司的一部分）开发的一款功能强大的分子模拟软件。
它提供了许多用于高分子材料模拟的工具和模块，包括分子动力学模拟、蒙特卡洛模拟、量子力学计算等。
通过MaterialsStudio软件，研究人员可以模拟高分子材料的结构、性质和行为。
四、MaterialsStudio在高分子材料中的应用1. 高分子材料的结构模拟MaterialsStudio软件可以进行高分子材料的结构模拟。
通过分子动力学模拟，研究人员可以了解高分子材料的构象分布、空间排布和相互作用。
通过蒙特卡洛模拟，研究人员可以得到高分子材料的稳定结构和相变行为。
这些模拟结果可以帮助研究人员理解高分子材料的结构特征，指导高分子材料的设计和合成。
2. 高分子材料的热力学性质模拟MaterialsStudio软件可以进行高分子材料的热力学性质模拟。
通过分子动力学模拟，研究人员可以计算高分子材料的力学性质、热胀缩性和热导率等热力学性质。
仿真虚拟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解仿真虚拟技术的概念，掌握其在各学科领域的应用。
2. 学生能掌握基本的仿真虚拟软件操作，运用该技术进行简单的实验设计与分析。
3. 学生能结合教材内容，运用仿真虚拟技术对课程知识点进行深入探究。
技能目标：1. 学生能运用仿真虚拟技术进行实验操作，提高实践操作能力。
2. 学生能通过仿真虚拟实验，培养观察能力、分析问题和解决问题的能力。
3. 学生能在小组合作中，提高沟通协作能力，共同完成仿真虚拟实验任务。
情感态度价值观目标：1. 学生对仿真虚拟技术产生兴趣，树立科技创新意识。
2. 学生在实验过程中，培养严谨、求实的科学态度。
3. 学生通过小组合作，学会尊重他人意见，形成团队合作的良好氛围。
课程性质：本课程为学科拓展课程，旨在通过仿真虚拟技术，帮助学生深入理解教材内容，提高实践操作能力。
学生特点：学生具备基本的学科知识，对新鲜事物充满好奇，具有一定的信息技术素养。
教学要求：教师需结合教材内容，设计具有趣味性、挑战性的仿真虚拟实验，引导学生主动参与，培养其探究精神和创新能力。
通过课程目标的分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，以便后续教学设计和评估。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材相关章节，设计以下教学内容：1. 仿真虚拟技术概念及发展：介绍仿真虚拟技术的定义、原理、发展历程及在各学科领域的应用。
2. 仿真虚拟软件操作：学习并掌握一款适合学生的仿真虚拟软件，如VR实验、Chemist等，进行基本操作与实验设计。
3. 教材知识点的仿真虚拟实验：结合教材内容，选择具有代表性的实验案例，运用仿真虚拟技术进行实验操作和数据分析。
- 物理学科：如力的合成、电路设计等；- 化学科目：如化学方程式的平衡、有机物合成等；- 生物学科：如细胞结构探究、生态系统模拟等。
4. 小组合作探究：分组进行仿真虚拟实验，共同完成实验报告，分享实验成果。
关键词：虚拟仿真；实验教学；高分子材料课程设计
引言
近年来，以虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术为代表的计算机虚拟仿真技术实现了无与伦比的真实感和交互性，正得到人们越来越多的关注和认同，迅速地走进我们的生活，也必将会深刻地影响我们的教育与教学。
2018年教育部在《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》(教高〔2018〕2号)(简称“高教40条”)的文件中提出要推进现代信息技术与教育教学深度融合，助力提高教师的教学水平，其中明确指出要大力推进虚拟仿真实验建设[1]。
这是因为实验教学是实现理论与实践相结合必不可少的环节，对于培养学生的动手实践能力和基本科学素养来说至关重要。
而当前虚拟仿真技术正逐渐走进大学的实验室，日益改变传统的实验教学方式，塑造了新的实验教学面貌，推动教育教学改革不断向更高层次发展。
因此如何将这种先进技术更好地融入到我们的实验课程教学中，并不断提高学生的学习成效是每一位实验任课教师都需要认真思考和探索的课题[2-3]。
1高分子材料课程设计课程传统实验教学存在的问题
1.1实验条件不足
高分子材料课程设计课程传统实验中需要用到许多仪器设备，包括用于高分子材料加工成型的密炼机、硫化机、注塑机和挤出机等大型设备，以及用于材料性能分析表征的万能拉伸试验机、流变仪、热分析仪等精密仪器设备。
它们大都价格不菲而且占用实验室场地大，因此大部分高校购置的此类仪器的数量通常很少[4]。
甚至在有些高校中，由于仪器设备和实验场所等条件所限，导致这一门原本应当锻炼学生的动手操作能力和综合运用所学知识分析解决实际问题能力的实践课程，变成了一门综述型设计课程[5]。
在这个改变中，存在着不少可以理解的现实困难：从长时间的聚合反应过程，到需要大量样品的加工成型过程，再到昂贵的精密测试仪器。
实验组织困难和成本消耗高成为阻碍培养学生综合能力的拦路虎[6]。
1.2教学目标难实现
高分子材料课程设计是一门以化学合成、成型加工和分析表征高分子材料全过程的综合性工程实践课程，旨在培养学生的专业知识积累、迁移和应用的能力。
一方面，它对于巩固和加深对高分子材料、高分子化学、高分子材料成型加工原理和材料测试技术等课程知识的认知与理解，是十分重要的一环；另一方面，它更贴近实际生产，为培养既能适应高分子材料生产需要又具有工程设计能力的专业技术人才打下坚实的基础[7]。
然而，对于加工成型设备来说，普遍需要在高温条件下操作，为避免因人多拥挤、安全措施不到位等因素而发生学生烫伤等意外事故，老师们不得不采取分组演示的教学方式。
而对于昂贵且精密的分析表征设备来说，则往往出于保护设备的目的，只允许每组中选出一名同学作为代表来操作，其他同学则围观学习。
总之，在这样一门十分重要的实践课程中，却无法保证每一位同学都可以从头到尾地亲手操作所有的仪器设备，亲身参与全部的实验过程，因此学生作为旁观者而非参与者自然很难对课程设计的作用和意义有深刻认识和理解，更别提锻炼他们的动手实操能力和分析解决实际问题的能力了。
可想而知，这样一来本门课程的教学效果肯定大打折扣。
2虚拟仿真技术在高分子材料课程设计课程实验
教学中的优势走马观花式的实践教学注定难以实现设定的课程目标，因此虚拟仿真软件和在此基础上发展起来的虚拟仿真云平台，正是在某些传统实验教学面临困难的背景下应运而生，并得到了快速发展。
具体说来，虚拟仿真技术在本实验课程的教学中有如下的优势。
2.1实验过程更细致
将虚拟仿真技术应用到高分子材料课程设计的全部流程，从模拟聚合反应过程(如：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等不同聚合单体的悬浮聚合、乳液聚合等)，到高分子材料成型加工(如：注射模塑成型、挤出成型等)，再到材料性能分析表征(如：力学拉伸性能、熔融指数、热稳
定性等)。
学生在完成与实验相关的理论学习后，可以在高度近似真实实验环境的模拟场景中直观而清楚地认识各种以真实实验设备为蓝本的虚拟仪器设备的构造。
除了具有和视频影像资料相似的真实感之外，还可以以第一视角的体验与交互模式学习实验操作的流程。
以挤出成型模拟仿真实验为例，除了可以清楚看到双螺杆或单螺杆挤出机的构造，并了解挤出成型原理外，还可以学习挤出机操作步骤并通过改变进料速度、各区温度等参数来掌握这些参数对制品性能的影响。
这不但可以避免真实场景中围观但看不仔细且参与感不强的情况，还可以让学生自己动手操作摸索出挤出成型加工的一般规律。
在虚拟实验过程遇到问题可以及时通过线上管理系统或线下的方式向任课教师进行反馈。
更重要的是，可以突破现实中的限制，自由发挥想象力，在不同的聚合反应、成型加工或性能表征虚拟仿真系统中任意更改条件或设置不同的参数，观察实验结果会有何不同，或许会有新的发现，同时还无需担心实验安全问题。
2.2实验时间更自由
通过使用虚拟仿真实验室里安装有虚拟仿真软件的计算机，学生可以在实验任课教师分配好的时间或提前预约好的时间内，自主进行软件操作方法学习和虚拟仿真实验的操作。
对于建设有虚拟仿真实验云平台的高校来说，则可以在自己的电脑上通过账号登录的方式进入虚拟仿真实验教学中心的软件系统，随时进行学习和操作，这样给了学生很大的学习自由度，显著地提高学生学习的积极主动性和独立自主性。
学生可以在每学期的规定截止日期以前，选择在理论课学习之后合适的时间内完成，促进理论教学与实践教学的紧密联合，使得学生对高分子材料的聚合反应原理、加工工艺和性能特征等知识有更深刻的认识和理解。
2.3实验评价更合理
在以往的实验课程评价上，老师们大多停留在实验到勤情况和实验报告的撰写情况两个方面。
因为很多实验中大部分学生都处在围观的状态中，只有少数学生能有动手操作的机会，因此考虑到公平性问题而无法对学生的实验操作过程这一重要的中间环节进行评判。
而对于在最终成绩中占比更大的实验报告来说，学生之间相互抄袭或从网络上抄袭的情况屡见不鲜，这样一来使得很少有学生在实验课程中挂科，同时学生的实验课成绩没有区分度。
这进而导致了学生不愿意认真对待，学习的热情自然也就不高。
为了破除这种不公平不合理的评判规则，虚拟仿真实验中将更加重视过程性评价。
虚拟仿真软件或平台可以对学生的操作过程进行自动记录和评价，比如是否依照标准的实验操作流程进行以及是否符合实验操作规范。
教师可以通过软件或平台查看学生在虚拟仿真实验中各步骤的得分情况，结合最后的实验报告，对学生进行综合打分评价，实现实验教学效果的科学评估。
当然，评价不是最终的目的，对于虚拟实验操作不达标的学生，依然可以有重复学习的机会，这有助于提高课程设计的教学质量，也使课程设计在应用型人才培养过程中的作用更加突出。
3结语
和传统实验室比较起来，虚拟仿真实验室建设成本相对较低，在应对高危险和高消耗实验方面有无可比拟的优势。
除此以外，虚拟仿真实验教学过程中限制条件少，无论是实验时间上还是实验操作环节上学生都可以相对自由地做出选择，能够明显提升学生的参与感，对提高学生的学习热情和主动性有很大的帮助，更重要的是可以锻炼学生的独立操作、独立思考和分析问题的能力。
另外，对于学生的学习效果评价也更公平，最终取得比单独进行传统实验更好的教学效果。
当然这并不意味着用虚拟仿真实验完全替代传统实验，而是要将虚拟仿真技术的优势充分发挥出来，同时也要虚实结合、取长补短，不可偏废。
在虚拟仿真实验之外，也要通过操作演示真实的仪器设备或工厂实地考察参观等方式弥补虚拟仿真实验的不足。
只有将两者深度融合，有机地统一起来，才能真正提升实验教学质量，使实验学科更好地适应人才培养的要求，培养出社会所需要的人才。
