Conversion Design and Practical Effect of Scientific Research Achievements into “Profoundness-Innovation-Challenging” Virtual Simulation Experiment Teaching

Fengjing WU; Xiaojuan LIU

doi:10.12179/1672-4550.20240136

Experiment Science and Technology, Volume. 23, Issue 3, 128(2025)

Conversion Design and Practical Effect of Scientific Research Achievements into “Profoundness-Innovation-Challenging” Virtual Simulation Experiment Teaching

Fengjing WU^* and Xiaojuan LIU

Author Affiliations

College of Materials and Chemical Engineering, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411101, China

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Figures & Tables(8)

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.

Fig. 5.

Table 1. [in Chinese]

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Table 1. [in Chinese]

序号	工艺	槽液配方	工艺参数
1	脱脂	氢氧化钠：5~15 g/L；碳酸钠：40~60 g/L；磷酸三钠：20~50 g/L；十二烷基苯磺酸钠：1~2 g/L；OP-10:1~2 g/L	温度：30~60 ℃ 游离碱点：10~25 时间：5~20 min
2	水洗	自来水	温度：常温时间：10 min
3	酸洗	硫酸：50~200 g/L；硫脲：20 g/L OP-10：5~10 g/L	温度：常温时间：5~20 min
4	水洗	自来水	温度：常温时间：10 min
5	硅锆处理	硅锆浓缩液：20~100 g/L	温度：10~40 ℃ 时间：0.5~10.0 min pH：3.0~4.5 铁份值：≤0.25
6	水洗	自来水	温度：常温时间：10 min
7	水洗	纯水	温度：常温时间：10 min 滴水电导率：≤50 μs/cm
8	烘干	—	温度：50~80 ℃ 时间：5~20 min

Table 2. [in Chinese]

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序号	子项目	设计内容	具体内容	“两性一度”
实验1	金属预处理槽液配置虚拟仿真实验	脱脂液的配置	根据脱脂的效果调整脱脂液各组分的比例，优化最佳配比	创新性
		酸洗液的配置	硫酸溶液的配置，根据酸洗时间，调整硫酸浓度；硫酸配制方法	创新性
		硅锆液的配置	根据硅锆液的配方置硅锆液	挑战度
实验2	金属预处理工艺流程虚拟仿真实验	工艺流程的选择	自主选择工艺流程，自由探索不同工艺对预处理的影响	高阶性
实验3	金属预处理槽液和工艺参数优化实验	硅锆液的配方优化	根据硅锆膜的外观和性能调整硅锆液各组分的比例，优化出最佳配比	挑战度
		脱脂工艺参数优化	根据脱脂效果，调整脱脂温度、时间和游离碱点，优化出最佳工艺参数	创新性
		酸洗工艺参数优化	根据酸洗效果，调整酸洗时间，优化出酸洗最佳工艺时间	高阶性
		硅锆工艺参数优化	根据预处理效果，调整硅烷处理浓度、温度和pH值，优化出最佳工艺参数	高阶性
实验4	金属预处理产品性能检测虚拟仿真实验	盐雾试验	盐雾实验箱的操作	创新性
		电化学测试	三电极系统搭建、电化学测试的操作	高阶性
		扫描电镜测试	扫描电镜的测试原理与操作	高阶性
实验5	金属预处理安全注意事项和三废处理虚拟仿真实验	安全事项查找	查找工艺流程中的安全隐患	创新性
		三废的收集	根据工艺流程收集三废	创新性
		三废的处理工艺流程	预处理三废无害化处理工艺	挑战度

Table 3. [in Chinese]

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Table 3. [in Chinese]

专业知识点	思政融入内容	呈现形式	育人目标
预处理过程中的安全和环保	① 预处理行业安全、环保国家标准、国家政策、安全注意事项、常规安全环保处置方法等	文字、图片	宣传国家的安全环保法律法规；培养学生的安全环保意识和技能；培养建设“两型社会”的责任感
	② 穿戴防护用品、消防检查、硫酸溶液的配置、预处理三废来源、无害化处理方案等	仿真操作步骤
	③ 违反安全、环保的案例	视频
纳米复合涂层	④ 中科院金属所韩恩厚团队开发了纳米复合涂层应用于2010年“嫦娥三号”。韩恩厚潜心研究10年，只为薄薄一层涂层	文字、图片	鼓励学生刻苦钻研，永攀科学高峰，为科学、为国家努力奋斗
涂层保护和牺牲阳极保护法	⑤ 港珠澳大桥竣工通车的热点新闻：港珠澳大桥全长55公里，设计使用寿命120年，抗16级台风，八级地震，允许三十万吨级油轮通过，被誉为桥梁界的“珠穆朗玛峰”，并被外媒称为“现代世界七大奇迹”之一	视频	宣传国家战略和规划，宣扬社会主义制度的优越性，培养学生民族精神、时代精神以及爱国主义情操

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Fengjing WU, Xiaojuan LIU. Conversion Design and Practical Effect of Scientific Research Achievements into “Profoundness-Innovation-Challenging” Virtual Simulation Experiment Teaching[J]. Experiment Science and Technology, 2025, 23(3): 128

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Paper Information

Category: Virtual Simulation Technology

Received: Mar. 15, 2024

Accepted: --

Published Online: Jun. 9, 2025

The Author Email: Fengjing WU (wfj2013@aliyun.com)

DOI:10.12179/1672-4550.20240136

Topics

laser devices and laser physics

Lasers and Laser Optics

Laser physics

laser manufacturing

Instrumentation, Measurement and Metrology