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高温均氧堆肥虚拟仿真实验

更新时间:2024-04-10点击次数:

本项目实验场景设计为一个虚拟仿真好氧堆肥厂,设备仪器均仿照实际外观及工厂布置实验者为第一人称视角,遵循左上角的任务提示进行实验体验。设计采用三维模型搭建,运用交互教学的方式进行框架设计,教学时间为6个课时,实验内容包含三个层次:认知部分(实验预习、预习测试)、实验互动部分(系统操作运行)、创新设计部分,使学生在熟悉基本原理和熟练掌握实验工艺操作流程的基础上,能够综合创新,加深对高温均氧堆肥技术的理解,同时本实验项目是以工程实际运行参数为脚本设计的,通过本实验项目的学习,也能让学生不受空间、时间、场地的限制,清晰直观的认知工程运行实际。

1)认知部分(实验预习、预习测试)

要求学生先在网上预习实验内容、实验课中教师讲解实验原理和方法、主要设备的运行动态、操作要点等进行认知学习,目的是为了配合理论教学中重要的基础理论或知识点而设置相关的虚拟动画演示,提高直观感,增加学习的趣味性。认知实验部分与理论课程教学有机结合,帮助学生掌握课程教学中需要实验验证和应用实践的知识点,对辅助和强化课程教学起到了不可替代的效果,同时系统地训练学生基本技能、自学能力和独立实验能力,启迪学生创新意识,激发学生对今后学习的兴趣和探索的欲望。本部分考核以熟练掌握实验目的、实验原理、操作步骤为基础,通过题库中随机选取10道选择题,每道题1分,满分10分,答对8道题以上(得8分以上),可继续进行下一步的实验操作。

2)实验互动部分(系统操作)

本部分实验的设置目的是为了配合理论教学中重要的基础理论或知识点而设置的演示性实验或验证性实验。侧重基础技能训练,着重掌握各项设备的开停机方法、运行先后顺序,引导学生学习前人的研究方法,熟悉标准的运行参数,巩固基础理论知识,建立工程基本认知,规范操作行为,树立安全意识,掌握实验的基本方法和基本技能、数据处理的知识,为后续创新拓展性实验奠定基础。本部分考核采取过程性和终结性相结合的考核方法。通过评价实验操作正确性,着重考察和规范学生虚拟装置的使用方法、实验过程中的操作步骤、实验报告中的数据处理与分析等。

实验评价以任务完成情况作为主要依据,实验完成后要求每位学生写出实验报告,该报告要求既清楚陈述整个实验过程,包括实验步骤的制定,实验操作技术、实验现象和实验结果,又必须运用相关理论知识对实验结果进行全面正确的分析。

3)拓展训练部分

本部分实验目的是培养学生自我获取知识和独立实验能力,启迪学生创新意识为目标,通过综合性、设计性实验项目和内容,提升学生的专业实践技能与素质。在实验结果的体现上考虑灵活多样、开放性、自主性强的实验教学环节。以培养学生综合运用技能、科学思维方法、探索精神和创新意识为目标,侧重提高学生综合运用所学知识,系统地分析和解决实际问题的能力,适应学生个性化发展。实验内容设置则有利于学生将所学理论和技能进行综合运用与发挥,有利于学生将所学知识与具体问题情景相联系,有利于激发学生的实践热情和创造力的发挥,有利于培养学生的综合能力和团结协作精神。能充分调动学生主动思考意识,变“要我学”为“我要学”。满足学生求知、探索和创新的欲望,侧重创新精神与能力培养。

本实验中的拓展训练版块,通过设计堆料配比、发酵槽反应装置,深入学习堆肥反应的过程。将高温均氧堆肥装置分为①混合调配段、②发酵翻堆供氧段、③脱臭去除VOC段、④发酵物质总量平衡段等4个部分,根据随机给定的工程规模,分别设计每个部分的具体参数,在开放式的体系中完成实验创新活动。项目完成后进行考核评分,通过实验总结报告,全面考核学生对本实验内容的掌握程度。


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