无机非金属材料三维虚拟实验教学系统简介

无机非金属材料工程是材料科学与工程的学科平台无机材料专业课程，主要培养具备无机非金属材料科学基础理论与工程专业知识，能够从事无机非金属材料工业的项目规划、设计、生产加工、研究开发，具有较强的科学实验能力和计算机能力，素质优良，富有创新精神的高级工程技术专业人才。全国各高校材料科学与工程学院均有开设。

无机非金属材料工程三维虚拟实验教学系统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：

•    永久磁性陶瓷原料合成虚拟仿真实验

•    永久磁性陶瓷原料烧结虚拟仿真实验

•    永久磁性陶瓷原料成型虚拟仿真实验

•    永久磁性陶瓷线收缩率测定虚拟仿真实验

•    永久磁性陶瓷样品充磁虚拟仿真实验

•    永久磁性陶瓷磁性能测试虚拟仿真实验

•    永久磁性陶瓷原料粒度分析虚拟仿真实验

•    永久磁性陶瓷XRD分析虚拟仿真实验

•    永久磁性陶瓷样品吸水率、体密度、比重虚拟仿真实验

•    永久磁性陶瓷样品硬度测定虚拟仿真实验

（1）永久磁性陶瓷原料合成虚拟仿真实验

虚拟实验室场景

使用酸度测试计测量酸度

（2）永久磁性陶瓷原料烧结虚拟仿真实验

在研钵中压碎成颗粒状

高温炉加热

（3）永久磁性陶瓷原料成型虚拟仿真实验

永久磁性陶瓷原料成型虚拟实验室场景

使用加压装置给模具加压成型

（4）永久磁性陶瓷线收缩率测定虚拟仿真实验

试样放入干燥箱进行干燥处理

测量干燥后试样的尺寸，并计算线收缩率

（5）永久磁性陶瓷样品充磁虚拟仿真实验

样品充磁虚拟实验室

充磁过程

（6）永久磁性陶瓷磁性能测试虚拟仿真实验

使用游标卡尺测量试样

样品放入仪器的指定测量位置

（7）永久磁性陶瓷原料粒度分析虚拟仿真实验

超声波震荡过程

通过软件进行分析视图

（8）永久磁性陶瓷XRD分析虚拟仿真实验

虚拟实验室场景

样品放入XRD分析仪进行测试

（9）永久磁性陶瓷样品吸水率、体密度、比重虚拟仿真实验

试样放入吸水率测定仪

搭建分析天平，将试样放入进行记录

（10）永久磁性陶瓷样品硬度测定虚拟仿真实验

放置试样到硬度计指定位置

硬度测量

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：北京润尼尔网络科技有限公司

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