南京林业大学林业工程国家“双一流”建设学科涵盖的木材科学与工程专业是国家特色和江苏省品牌专业,承载着为我国林产工业培养高层次专门人才的历史使命。人造板工业是林产工业主要组成部分,目前产能达3亿m³,产值近7000亿元,其中胶合板产量已占全球总量的70%。人造板工业已进入高质量发展阶段,转型升级迫在眉睫,而培养具有解决复杂工程问题能力和创新思维的高层次专门人才是核心要素。 然而,目前专业的实践教学受限于安全、场地、费用等,仅能通过手工或简易设备开展演示或部分模拟实验,严重影响了学生解决问题能力以及创新思维的培养。 为解决上述教学难点,本项目依托省级实验教学示范中心和全国林业教学名师领衔的国家精品在线开放课程团队,融合“双一流”建设学科科研优势,以胶合板制造工艺为切入点,采用3D仿真和动画等技术建成胶合板制造工艺虚拟仿真实验系统。 项目秉承以学生为中心的教学理念,通过真实生产情境和任务的设计,“所见即所得”人机交互、“游戏竞争式”生生交互和“线上线下混合式”师生交互的构建,建成了融“虚拟与现实”、“理论与实践”、“知识性与趣味性”于一体的虚拟仿真实验系统。通过采用情境浸入式、任务驱动式和激励探究式教学方法,使学生在“做中学”和“反思中学”的过程中,架构自己的知识体系,并实现知识的有效迁移,达到提升解决复杂工程问题能力和拓展创新思维的目标。 该项目已应用于木材科学与工程及相近专业实践教学和胶合板制造企业技术人员培训及新产品研发。未来将紧跟行业发展态势,持续改进,开放共享,辐射推广至全国同行高校和相关企业。
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