現代分析檢測技術在現代科技活動中的作用越來越明顯，大多數創新性設計或構思均需要通過分析檢測技術來驗證或完善，因此，掌握現代分析檢測技術已經成為(wei) 理工科學生必備的技能。如材料學科，所有科研和教學活動都是圍繞材料的合成與(yu) 製備、組成與(yu) 結構、物理與(yu) 力學性能以及服役性能四大要素展開。在這四個(ge) 要素中，除合成與(yu) 製備以外，其他三個(ge) 要素都涉及材料分析檢測技術。為(wei) 此，材料學科開設了現代分析檢測技術相關(guan) 理論課程，但課程教學存在以下不足。一是隨著招生規模逐年擴大，分析檢測設備建設遠遠跟不上擴招的步伐，無法滿足實驗教學需求;二是大型分析檢測設備，特別是透射電鏡等大型精密設備台套數不多，無法承擔成建製的實驗教學，導致學生很少有動手操作的機會(hui) ;三是分析檢測技術的學習(xi) 長期以來局限於(yu) 課堂和書(shu) 本，缺乏實踐環節的有效支撐，不利於(yu) 學生創新能力的培養(yang) 。

　　如何破解大型精密設備在實驗教學中的困局，建立滿足學生學習(xi) 需求的實驗教學體(ti) 係，一直是困擾教育部門和大型儀(yi) 器設備管理人員的難題[1-3]。許多教師為(wei) 此進行了大量的研究和探討[4-6]，但問題一直沒有得到很好的解決(jue) 。

　　材料科學與(yu) 工程國家級實驗教學示範中心(北京航空航天大學)(簡稱示範中心)開展了大型分析檢測設備服務於(yu) 實驗教學的實踐探索，先後開設了材料透射電子顯微分析、材料掃描電子顯微分析和透射電鏡基本操作等實驗課程，取得了較好的教學效果。

　　1 現狀分析

　　2 解決(jue) 途徑

　　3 結語

　　本文通過建設虛擬仿真實驗和數字課程破解大型儀(yi) 器設備在實驗教學中麵臨(lin) 的困局。實踐表明，構建“虛擬仿真實驗—實體(ti) 設備實驗—數字課程”三位一體(ti) 實驗教學體(ti) 係，可以降低實驗教學對實體(ti) 設備的依賴，確保實驗教學效果，促進大型儀(yi) 器設備對實驗教學的開放共享。

　　一是利用數字技術促進大型儀(yi) 器設備的實驗教學。在操作實體(ti) 設備之前，學生通過數字課程和虛擬仿真實驗學習(xi) 和掌握設備的基本操作流程，節約實體(ti) 設備操作機時，降低實驗教學對實體(ti) 設備的依賴。

　　二是利用數字課程增強虛擬仿真實驗的現實體(ti) 驗。通過數字課程建立虛擬仿真實驗場景和實體(ti) 設備實驗場景之間的關(guan) 聯。虛擬仿真實驗是在虛擬場景中學習(xi) 設備的操作，建立虛擬操作與(yu) 真實操作之間的對應關(guan) 係，可以提升學生的真實體(ti) 驗，提高學習(xi) 效果。

　　三是構建以實體(ti) 設備實驗教學為(wei) 核心、以虛擬仿真實驗和數字課程為(wei) 輔的“三位一體(ti) ”大型儀(yi) 器設備實驗教學體(ti) 係，可以有效促進大型儀(yi) 器設備對實驗教學的開放，確保實驗教學效果。

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段輝平 宋洪海 王嘉宜 有移亮 杜 娟

材料科學與(yu) 工程國家級實驗教學示範中心(北京航空航天大學)