2017年度示范性虚拟仿真实验教学项目申报表

附件22017年度示范性虚拟仿真实验教学项目申报表学校名称浙江理工大学实验教学项目名称加工中心机械装调虚拟仿真实验所属课程名称机械认知实习所属专业代码080203实验教学项目负责人姓名杨金林实验教学项目负责人电话（手机）13777566130有效链接网址教育部高等教育司制二〇一七年九月填写说明和要求1.以Word文档格式，如实填写各项。2.表格文本中的中外文名词第一次出现时，要写清全称和缩写，再次出现时可以使用缩写。3.所属专业代码，依据《普通高等学校本科专业目录（2012年）》填写6位代码。4.涉密内容不填写，有可能涉密和不宜大范围公开的内容，请特别说明。5.表格各栏目可根据内容进行调整。1.实验教学项目教学服务团队情况1-1实验教学项目负责人情况姓名杨金林性别男出生年月1980.09学历硕士学位硕士电话[phone]专业技术职务高级实验师行政职务国家级机械基础实验教学示范中心副主任、机械工程实验中心主任手机[phone]院系机械与自动控制学院电子邮箱[e-mail]地址下沙高教园区二号大街928号邮编310018教学研究情况：主持的教学研究课题（含课题名称、来源、年限，不超过5项）；作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文（含题目、刊物名称、时间，不超过10项）；获得的教学表彰/奖励（不超过5项）。教改项目：项目名称项目来源类（级）别起止年月排名/总人数基于学生社团的开放实践教学模式研究中国高教学会实验室研究会教改省部级一般2016.04-2017.121/9基于机械工程实践机构库建设与实验教学改革浙江省教育厅省部级一般2015.09-2017.091/6依托学生专业社团，探索学生创客教育模式的研浙江省教育科学研究院厅局级一般2016.06-2017.091/6以学科竞赛为载体，依托国家级示范中心,培养大学生实践、创造、就业和创业能力浙江理工大学厅局级一般2014.06-2015.061/7教材：论文、著作题目刊物(出版社)名称、刊号(书号)类（级）别发表时间排名/总人数工程训练——金工训练9787564740252电子科大出版社2017.1主编教学表彰/奖励：项目名称奖项名称及等级授予单位级别获奖时间排名/总人数在校大学生工程实践能力与企业需求无缝对接培养环境的构建与实践中国纺织工业联合会教学成果三等奖中国纺织工业协会部委级2015.74/8非工程类大学生工程素质教育“零距离”教学模式的研究与实践中国纺织工业联合会教学成果三等奖中国纺织工业协会部委级2013.75/10依托工程师授课、学生科研训练、学科竞赛，培养大学生“四个能力”2014年校级教学成果奖优秀奖浙江理工大学厅局级2015.41/7“回归工程”理念下机械设计系列课程教学改革与实践2015年校级教学成果奖一等奖浙江理工大学厅局级2016.46/8学术研究情况：近五年来承担的学术研究课题（含课题名称、来源、年限、本人所起作用，不超过5项）；在国内外公开发行刊物上发表的学术论文（含题目、刊物名称、署名次序与时间，不超不超过5项）；获得的学术研究表彰/奖励（含奖项名称、授予单位、署名次序、时间，不超过5项）。学术研究课题：项目名称项目来源类（级）别起止年月排名/总人数具有开放大孔结构的氧化镍/石墨烯/氧化镍夹心纳米管阵列的可控制备及其超电容特性研究国家自然科学基金委国家级一般2014.01-2016.123/5避开应力分类的压力容器分析设计方法及实验研究国家自然科学基金委国家级一般2015.01-2015.124/7一种基于弹性应力分析和下限极限载荷理论的压力容器分析设计方法研究浙江省基金省部级一般2013.01-2015.123/5NiO纳米线阵列薄膜制备及电致变色机制研究浙江省基金省部级一般2012.01-2014.123/5NiO纳米线有序阵列薄膜制备及电致变色机理研究浙江省教育厅厅局级一般2011.10-2013.101/7学术论文：论文、著作题目刊物(出版社)名称、刊号(书号)类（级）别发表时间排名/总人数NiO/MnO2分级纳米片阵列复合材料的制备与超电容性能无机化学学报SCI四档2017.021/3NickelcobaltsulfideNanotubeArrayonNickelFoamasAnodeMaterialforAdvancedLithium-IonBatteriesELECTROCHIMICAACTASCI一挡2016.046/9机械基础实验成绩评价体系的探索与实践科技展望其他2015.103/6SynthesisandelectrochemicalperformancesofZnO/MnO2seaurchin-likesleevearrayasanodematerialsforlithium-ionbatteriesELECTROCHIMICAACTASCI二档2013.126/9HierarchicalZnO@NiOcore–shellnanorodarrayashighperformanceanodematerialforlithium-ionbatteriesMATERIALSLETTERSSCI二档2013.116/91-2实验教学项目教学服务团队情况序号姓名所在单位专业技术职务行政职务承担任务备注1夏旭东浙江理工大学助理实验师机构拆装实验在线教学2吴新丽浙江理工大学实验师机械工程实验中心副主任，虚拟实验室副主任机构拆装实验在线教学3马善红浙江理工大学实验师机构拆装实验在线教学4陈元斌浙江理工大学实验师网站建设技术支持5潘翔伟浙江理工大学助理实验师网站维护技术支持6周静恺浙江理工大学助理实验师机构仿真实验在线教学7娄海峰浙江理工大学高级工程师机构仿真实验在线教学8陈明浙江理工大学助理实验师机构仿真实验在线教学9杨文珍浙江理工大学副教授虚拟实验室主任机构仿真在线教学10竺志超浙江理工大学教授国家级机械基础实验教学示范中心主任机构优化在线教学注：1.教学服务团队成员所在单位需如实填写，可与负责人不在同一单位。2.教学服务团队须有在线教学服务人员和技术支持人员，请在备注中说明。2.实验教学项目描述2-1名称加工中心机械装调虚拟仿真实验2-2实验目的本实验项目依托浙江理工大学两个国家级机械基础实验教学示范中心、国家级虚拟纺织装备实验教学示范中心和浙江理工大学机械与自动控制学院虚拟实验室进行开发和开展实验教学工作。加工中心机械装调虚拟仿真实验是机械装调实验的重要组成部分。在当前的加工中心机械装调实验教育教学中，由于仪器设备成本高，占用空间大，因此实物实训需要的设备数量有限，学生根本无法做到人手一台设备；同时，实验设备零部件复杂多样，装调的步骤流程复杂，实物实训具有很大的危险性，实验通常也需要很长的时间来装调检测，这使得人员与设备的安全性无法保证，老师也无法在课上看顾所有学生进行实验，因而实物加工中心机械装调实验较难开展。因此，本项目提出使用虚拟仿真技术，以“理、虚、实”一体化的教学方式，构建虚拟仿真软件及云平台等，向学生提供能随时随地进行虚拟仿真的实验条件，让学生在虚拟环境中开展实验，弥补实际实验实训中的不足，提高实训效果。加工中心机械装调虚拟仿真实验，通过虚拟实验让学生掌握以下知识点：1、掌握加工中心主轴拆卸与安装。2、掌握加工中心部件装调检测。3、掌握加工中心整机装调检测。2-3实验原理（或对应的知识点）加工中心机械装调虚拟实验涵盖了整个机械工程教学中的多门课程实践要求，为学生学习专业基础和专业课程起到承前启后的作用，该实验对应的知识点如下：1.金属切削机床认知，了解数控基础的组成及原理。数控机床的机械系统，除机床基础件以外，包括主轴部件、进给系统、回转定位装置和附件、辅助功能装置、刀库和自动换刀装置等。2.机械设计中轴系结构及轴承组合应用。轴的结构主要取决于多方面因素，包括轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件类型、尺寸、数量；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。通过对虚拟加工中心主轴的拆卸，可以直观地了解工程中对轴的结构设计及轴上零件的装配方案。同时，对主轴拆装过程中可以体会滚动轴承组合配置的要领。3.在装调中体会公差互换性与技术测量的知识。《公差配合与技术测量》课程是机械类专业的一门专业基础课，是根据机械类各工种从业人员在从事本工种时所必需具备的基本能力要求而设置的课程。是结合典型工作任务基于工作过程的“理实一体化”课程。在虚拟装调的过程中了解几种量具的使用目的与作用，以及机床的装配精度的保证。为以后的公差与技术测量课程的学习目的有一个直观理解与体会。2-4实验仪器设备（装置或软件等）数据服务器、个人客户端等。2-5实验材料（或预设参数等）（1）拆装前准备工作认识并检查拆装工具与检修工具，做好装调前零件精度检测，准备数据记录工作等。（2）认知零部件装卸与安装认知设备部件与拆卸方法，认知设备装调与检测步骤（3）拆卸与安装检测完成设备的拆卸与安装，并对其进行检测。（4）后期工作说明拆装调试过程、拟定常见错误排除方案、编写装调说明。（5）结束工作结束装调实验，记录并分析实验结果，撰写实验报告。2-6实验教学方法（举例说明采用的教学方法的使用目的、实施过程与实施效果）使用目的：通过引入虚拟加工中心机械装调仿真软件系统，在理论教学和实物实训之间搭建起一个过渡的“桥梁”，有效解决理论教学与实物实训难以有效融合的问题，提升加工中心机械装调实验相关知识与实训操作的效率和效果，优化学生的学习体验。云平台聚合了教、学、练、考、管、评等完备的教学功能，学生可通过云平台进行虚拟仿真实验预约、虚拟仿真实训练习及考核、提交实验报告等，实现教学过程的“闭环控制”和教学效果的“形成性评价”，使教学资源更生动、教学活动更丰富、教学管理更高效、效果评估更科学精准，充分体现出教育信息化的发展方向。实施过程：（1）老师进行虚拟加工中心机械装调实验相关理论教学，并且老师在云平台上上传相关数字化资料如微课、视频、文献等，学生首先通过云平台进行理论知识的个性化学习。老师可以进行相关设置，比如：学生只有通过理论知识的自测，才能认为已经掌握了相关实验理论，才能进入之后的环节。（2）学生通过云平台在计算机本地安装虚拟仿真软件，然后通过云平台启动计算机本地的虚拟仿真软件，学生进入软件后，即进入虚拟加工中心学习虚拟加工中心机械装调实验。学生可以选择新手上路了解实验目的、软件操作方式等。虚拟仿真软件能够以真实的实验环境，真实的实验流程，真实的实验任务，真实的实验设备等，让学生能以第一视角的体验与交互模式对虚拟加工中心进行拆装，依靠引出线、部件提示、结构树等了解虚拟加工中心零部件并掌握拆装流程。同时，云平台将对学生的操作痕迹（如是否按照实验步骤操作、是否符合操作规范）等进行形成性评价。云平台自动记录、跟踪、评价学生虚拟仿真实训的过程与结果。教师通过云平台可以查看学生虚拟仿真实训成绩及各步骤的得分情况，并对学生输出的实验报告进行批改。当评价合格，学生或有机会进行实物实训演练。（3）实物实验（若条件允许）。学生进行真实的加工中心机械装调实验，可以通过视频、照片等记录实物实验的过程与结果。通过云平台提交实验报告。教师在云平台可以进行实验报告的批改。实施结果：通过“理、虚、实”一体化的教学方式，不仅大幅度提高理论与实验教学的效果，提高学生对虚拟加工中心机械装调的认识和装调水平；牢记虚拟加工中心装调的复杂步骤，而且保证学生操作正确、规范，大幅度提高实验正确性与效率，弥补实验在教学资源，设备，流程方面的不足。2-7实验方法与步骤要求（学生操作步骤应不少于10步）1.主轴拆卸与装调*主轴的解体:将主轴翻转平放于工作台上，分解各个部件。*主轴安装前准备:1）用无水乙醇清洗零件；2）用擦拭纸擦拭干净，放好晾干；3）用注射器给每个轴承加入长效润滑脂,保证每个滚动体得到润滑；4）检查前密封套的精度；5）检查后密封套的精度；6）检查内隔套与外隔套等高；7）检查隔套的精度；8）