轻工类

1. 关键词

纸产品，造纸全流程，轻化工工艺

2. 实验所属类别及涉及学科

轻化工工艺，轻化工程

3. 各模块名称和内容介绍、精彩画面截图

（1）、 安全教育模块

新手引导结束后首先进入安全教育模块，本模块包含以下几个部分：

1）、公司级安全教育

车间级安全教育主要从安全方针，三同时原则，三违，四种安全色，四不放过，事故案例等六个方面进行学习。

2）、车间级安全教育

车间级安全教育主要从工作环境及危险因素识别，个人防护用品的使用和维护，消防用品及灭火器的使用和维护，相关案例等方面学习。

3、班组级安全教育

班组级安全教育主要通过安全隐患识别和消防设施识别两个方面学习。

4、安全逃生技能

安全逃生技能主要通过两个视频案例学习发生火灾时的逃生技巧。

5、实践考核

通过客观题的方式考核掌握情况。

（2）、 实验简介模块

主要包括实验目的，实验原理，实验背景等内容的介绍

（3）、 设备认知模块

以图文和三维模型结合的方式介绍了纸产品全流程过程中常见10种设备。

（4）、 实践实验模块

实践实验模块采用任务引领的方式，从造纸的前世今生转化到现代化的造纸流程，通过纸产品设计及抄纸虚拟仿真实验，学生通过完成纸张原料及填料的配比设计、抄纸工艺参数设定与调整、观看抄纸过程中纤维的动态变化，复习并验证造纸工艺及原理。

（5）、 实验报告模块

实验报告模块是对整个实验内容的总结，是对学习过程的复盘，通过核算纸张性能指标，分析原料、工艺条件与纸张性能间的关系，完成实验，在线生成实验报告。培养操作者分析解决问题能力。

4. 实验后应该达到的知识、能力水平

《纸产品设计及加工虚拟仿真实验》是轻化工程专业本科生的必修实践环节。通过本虚拟仿真实验，学生在知识和能力水平方面要达到以下四点要求：

① 复习并巩固植物纤维原料特性基本知识

木材和非木材原料均可用于生产纸张，不同纤维原料的组成、生物结构和纤维形态会影响成纸的性能。本实验模拟采用针叶木化学浆、阔叶木化学浆和化学机械浆三种纤维原料进行抄纸，学生可以通过本项实验复习并巩固纤维原料特性基本知识。

② 复习并验证造纸工艺及原理

通过纸产品设计及抄纸虚拟仿真实验，学生通过完成纸张原料及填料的配比设计、抄纸工艺参数设定与调整、观看抄纸过程中纤维的动态变化，复习并验证造纸工艺及原理。

③ 掌握纸车间的工作过程与工作原理

学生可点击设备查看内部结构，可显示设备特点说明，可视关键设备结构及特点，掌握纸车间关键设备工作过程与工作原理。

④ 利用纤维原料特性基本知识、制浆造纸工艺原理与知识，培养学生解决工程问题能力

通过引导学生自主实现抄纸工段的开机操作和抄纸工艺的设计与参数选择，在掌握目标①、②、③基本理论与知识的前提下，培养学生分析和解决纸产品设计及加工过程中的工程问题能力。

上述实验教学目标的达成有助于学生就业适应力的提高，可从事轻化工程及相关领域的科学研究、工程实践等工作，为应用型人才的培养奠定重要基础。

为达成以上实验教学目标，本实验设置如下主要实验内容：

一：纸车间工艺流程及开机学习，使学生掌握基本工程知识及工程逻辑思维能力和工程能力。

二：浆料特性学习，使学生掌握基本工程知识。

三：打浆处理。通过学生自主设置工艺参数及观看打浆过程动画，使学生掌握打浆处理目的、原理及工艺，培养学生的研究设计能力。

四：纸产品设计。通过学生自主选择浆料、填料及助剂种类及用量，设计工艺参数，使学生掌握不同种类纸张生产原料的配比及工艺参数，培养学生问题分析和研究设计能力。

五：纸页的抄造。学会抄纸工艺设计，了解抄纸工艺因素对成纸性能的影响，会选用并布置合适的整流元件及压榨脱水元件，会进行干燥部工艺设计，培养学生解决复杂工程问题能力。

六：结果与讨论。核算纸张性能指标，分析原料、工艺条件与纸张性能间的关系，完成实验，并在线填写、生成实验报告。培养分析解决问题能力。

5. 实验特色和亮点

（1）实验设计特色：

1）解决实际教学内容难开展、难实施、难理解的再现。

纸产品设计与加工虚拟仿真项目，通过模拟实际生产设备，解决缺失实验教学设备和教学设备安全性差的问题，通过解剖实验设备来模拟实际生产过程，将涉及的知识点通过画面或动画的形式呈现出来，解决学生对知识点难以理解的问题。该虚拟仿真实验将实验过程和实验机理相结合，实现纸产品设计与加工实验的全方位、易实施且高深度的开展，可以有效解决真实实验不具备、工艺不连续、与生产实际脱节等问题。

2）解决学生在实际教学中主动性差、创新性弱、分析解决问题能力低的问题。

纸产品设计与加工虚拟仿真实验可以借助虚拟仿真实验平台，让每位同学通过电脑参与到实验过程中。教师通过在平台中设计预习、讨论、考核等环节，激发学生的兴趣，解决学生主动性差的问题。教师结合实际生产，设计实验教学内容，有针对性的开展学生设计实验环节，培养学生的创新性、分析数据和解决问题能力。

（2）教学方法创新：

1）真实模拟实际生产情境，实现实际生产在实验教学中的开展。

通过虚拟仿真使工厂实际场景呈现在学生面前，打破了纸产品设计与加工实验在教学中受时空条件和大型仪器数量、操作过程等导致的难开展、难实施的局面，让学生能充分锻炼实践操作能力，通过设计动画、视频等环节，将抽象、难接受、难理解的知识点，形象生动的展现给同学们，加深学生对理论知识的理解和掌握。

2）注重培养学生的创新、分析解决问题能力。

实验过程中学生需根据实验目标开展实验方案、工艺条件等的选择和调整，培养学生的创新能力；实验后，组织学生对实验数据分析对比，提高学生的分析解决问题能力。

（3）评价体系：

纸产品设计与加工虚拟仿真实验教学管理平台评价体系主要包括以下四方面：跟踪记录学生整个实验项目的学习情况，针对重要知识点开展的在线测验、反映学生创新能力的实验设计情况、学生根据实验现象和数据展开的分析问题和解决问题能力评价。