自2月24日以来，机械与材料工程学院按照学校“延期不延教、停课不停学”的安排，积极开展全方位的在线教学，利用钉钉直播、腾讯课堂、中国大学MOOC、雨课堂、超星及智慧树等平台，开展了125门课程的线上教学，在学院领导、全体教师和学生的配合下，学院教学整体运行平稳有序，取得了较好的线上教学效果。同时，学院承担全校理工科学生大学物理公共课实验教学任务，针对本学期计划开设135门课程，包括27门集中实践环节和39门课程课内实验环节，共计666课时和80周实习实训，机械与材料工程学院积极组织全体教师，开展线上虚拟仿真实验教学工作。

一、学院积极谋划虚拟仿真实验教学方案

在非毕业班学生暂不返校的前提下，对本学期计划开设的实验教学任务（含课内实验和集中实践环节）分为三种情况分类处理。首先，涉及到需要外出的集中实践环节（共计11个班各两周的生产实习）调整到下学期开学前两周完成；其次，对确实没有条件线上开出的12门实验课中学时较多的3门课程，通过课程等学时互相置换方式调整到下学期开设；对于课时较少9门，共计56学时、5周实验推迟到下学期完成。此外，对其余的610学时、53周的实验教学任务，采用虚拟仿真实验方式进行。

二、积极准备和开展虚拟仿真实验教学

目前，我院根据各门实验课的特点，分别利用软件仿真、线上直播教学+拍视频、借助于国家省市虚拟仿真平台、开放实验等方式准备和开展虚拟仿真实验教学。

1.软件仿真

孙静老师通过录屏，利用Matlab软件进行《单片机原理及应用》课程实验，图1是I/O口外部中断程序的软件编程及程序下载。学生通过录制的视频学习Matlab软件并顺利完成了《单片机原理及应用》课程实验。

2.实验直播教学+拍视频

对于《FPGA原理及应用》课程实验，孙静老师采用实验室直播教学+拍视频的方式让学生进行线上实验学习，图2位为四位加法器实验，在QuartusII下完成数字组合逻辑电路的设计，再下载到FPGA芯片EP1C12Q240C8里，此时FPGA芯片具有四位加法器功能。通过操作拨码开关，可以在LED上观察输出结果。图3为电工实训虚拟实验教学的视频拍摄准备。

3.利用国家省市虚拟仿真平台

机械专业部分专业课程利用虚拟仿真平台进行线上实验，如图4所示为田浩老师进行《数控技术》线上虚拟实验的过程，通过线上虚拟的动手操作，使学生对数控机床的结构进行认识。

4.基于开放性实验

贺俊芳老师将光电检测实验设计成开放实验，学生利用自己的手机对CMOS参数的物理意义进行学习，并对图像灰度值进行提取，给出自己手机的CMOS参数设置截图，对每个参数的物理意义和作用进行说明，如图5所示，在此基础上，利用MATLAB软件提取图片的灰度值，图6为提取灰度值的程序，最终得到一张图片的灰度值如图7所示。

学院全体教师通过多种虚拟仿真平台开展实验实训内容的线上教学，将虚拟仿真教学过程分解为线上视频讲解、线下仿真操作、线下仿真等操作，增强学生学习感受，提高学生学习兴趣。并利用超星学习通、QQ群号、微信群、虚拟仿真工艺操作等多种信息化手段打造智慧课堂。通过虚拟仿真教学法（线上）、任务驱动法（线上）优化教学过程、自主学习（线上）等形式组织具体教学活动。课程分为课前预习，课中学、做以及课后延伸三个阶段。学生课前完成网络预习任务（超星学习通），课中完成虚拟仿真任务（虚拟仿真平台），课后完成拓展任务。

三、虚拟仿真实验教学的体会

线上实验教学将采用“在线讲解+实验视频+虚拟仿真”的方式开展，通过实验视频学生可以直观看到相关演示操作，能够对实验过程感同身受，视频上线后，能够反复回放，夯实学生相关基础知识，拓宽实验操作体验，积极思考，提高全面分析问题的水平，为学院疫情期间停课不停学提供有力支撑。

由于虚拟仿真技术人机界面形象、操作可重复、教学内容丰富，同学们不仅仅局限于专业课程实验操作流程，进而在实际操作的基础上，实现辅助性信息化教学，能够更好地服务实际实验，辅助老师们教学，也让学生们自主学习独立操作。

总之，在今后教学过程中，虚拟仿真实验教学可能趋于常态化，机械与材料工程学院一方面将继续坚持“学生中心、产出导向、持续改进”的原则，不断改进实验教学环节内容和方法，积极开发既与工科专业需求相匹配，又能有效解决实验教学问题的虚拟仿真实验教学项目。另一方面在疫情防控的特殊时期，要注重加强虚拟仿真实验教学的质量监控，不断提高虚拟仿真实验教学的水平，切实保证实验教学的效果与质量。