实验方案设计思路

本项在实验设计上本着以学生为中心的教学理念，融合了问题驱动、合作探究、开放性的实验结果设置以及反思式教学等创新设计思路，学生在实验过程中通过不断的思考、回答问题检验预习成果并推动实验进行；涂料配方设计环节需通过团队合作完成，锻炼了团队合作意识和思维；实验结论根据操作过程的不同具有开放性的结果，扩展了实验范围；实验步骤完成后，学生根据可追溯的实验记录，查看自己的失误与操作不当，反思实验过程，总结不足，加深实验印象。如图67所示。

图67 整体实验方案

教学方法创新

本项目采用沉浸式、问题驱动式、人机交互式、自主式、合作式、反思式实验教学方法，致力于培养学生的自主学习的能力，分析问题解决问题的能力，团队合作的精神，以及自我反思的能力。本实验架构如图68所示，该虚拟仿真实验属于“海洋防污涂料的制备与性能检测综合实验”的一部分，实验室教学当中难以实现的配方设计、海洋防污性能检测、工厂实训部分可通过虚拟实验完成，虚拟实验当中设计出的涂料配方又可在实验室操作中得以验证，真正做到了“虚实结合、以虚补实”。

图68 实验架构

评价体系创新

传统实验课程成绩一般由平时实验报告成绩、期末考试实验操作成绩及平时表现成绩组成。本项目中的交互性实验步骤设有打分机制，学生边操作边计分，当实验操作完成，通过实验记录表可直接查看实验操作得分，学生可通过反复练习刷新自己的实验操作成绩，最终成绩由实验操作成绩+实验报告+平时成绩组成。通过本虚拟仿真平台教学，构建“三位一体”的评价体系——可对理论知识（涂料的基本知识）、知识运用（涂料配方设计、动手实践）、实验过程（涂料生产过程、性能测试过程）进行综合评价。

对传统教学的延伸与拓展

传统实验室教学，学生需在规定地点，固定的时间内完成指定内容，而海洋防污涂料的工业生产具有规模大、细节多、周期长等特点，学生无法通过课程学习实际参与其中。另外，涂料的性能检测流程中存在有毒、时间长以及实验室条件无法实现等因素，学生在实习阶段也无法参与所有性能测试实训。本项目将传统实验教学进行了时间和空间上的延伸，通过交互性的实验设计实现了个性化操作，实验结论也因实验操作不同产生个性化差异，从而拓展了教学内容，激发了学生的思考。