一、实验的必要性及实用性

        南通大学纺织服装学院在专业教学的过程中，有些实验受到实验条件的限制，是实体实验不具备或难以完成的教学内容，如《非织造学》课程中的“闪蒸法非织造工艺及装备”实验。由于该实验技术和设备具有高危险性、高消耗性、易产生健康损害、国外技术垄断等特点，该实验十分适合建设虚拟仿真实验：

        （1）闪蒸法非织造生产设备包含高温（170℃~300℃）、高压（7MPa~20MPa）、高电压（20~70kV）、高速运转等危险机构，实体实验过程易发生危险事故。

        （2）实验所用溶剂多具有毒性、腐蚀性和易挥发性，泄露会对学生身体健康造成损害。

        （3）闪蒸法非织造生产设备规模较大，步骤繁琐，原料、能量消耗大，实体实验难以正常实施。

        （4）目前全世界只有美国杜邦公司和日本旭化成公司拥有产业化的闪蒸法非织造生产技术和装备，技术对外严格保密，只销售材料，不销售设备。

        闪蒸法非织造技术是当前一种先进的非织造材料生产技术，所生产的闪蒸法非织造材料具有高强度、抗撕裂、耐穿刺、透气、拒水、阻挡微小粒子、抗菌、防病毒等性能，具有其他材料不可比拟的优势，广泛用于医用防护服、化学防护、食品卫生及包装等领域。但由于美国杜邦公司和日本旭化成公司的长期技术垄断和封锁，使得闪蒸法非织造技术成为非织造行业典型的“卡脖子”技术。闪蒸法非织造材料生产工艺及装备的先进性及危险性，使得《非织造学》课程教学中的必备实验不具备实体实验条件，具有建设虚拟仿真实验的必要性和实用性：

        （1）通过对发达国家这种“卡脖子”技术的学习、探究，树立学生通过技术突破为人民服务，为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向、责任感和自豪感。通过该虚拟仿真实验将“人世间最深层、最持久的爱国情感”根植于学生心中，在学习先进技术的过程中“立德树人”。

        （2）通过虚拟仿真实验，学生可以在不具备实体实验条件的前提下，学习到先进的非织造材料生产加工技术，培养学生的创新精神和创新能力，为我国培养既具有爱国情怀，又具有国际先进技术的专业人才；

        （3）该虚拟仿真实验可以促进闪蒸法非织造技术的进一步发展，为我国非织造产业注入科学技术新动力和新的经济增长点，开发更先进的安全防护材料，更好的服务于社会。

        鉴于此，在现有实践教学条件下，根据高等教育专业人才培养需求和课程特点，以提高学生实践能力和创新精神为核心，在实验教学理论与实践研究的基础上，依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，本着“能实不虚、以虚促实”的原则，以闪蒸法非织造技术为研究对象，打造“闪蒸法非织造工艺与装备”虚拟仿真教学实验项目。该项目不仅可以丰富实践教学内容，提供安全、可靠、经济的培养模式，还可以为人才培养拓展实践新领域，为行业发展注入技术新动力，为社会安全与防护增加新内涵。

        二、教学设计的合理性

        本教学实验项目从长期的实验教学实践出发，根据学生学习规律，进行教学环节的设计。实验项目不仅包含实验安全与理论知识学习、设备及关键机构认识学习，还包括虚拟生产设计、性能测试的训练，实验过程完整。其中，虚拟生产设计是生产任务驱动的探究性实践，实验过程允许学生多次探究，根据探究的实验结果，找出各个工艺参数对闪蒸法非织造材料性能的影响。与线下实体实验相比，本实验项目不仅有吸引学生的高度仿真界面，提高学生学习兴趣，避免了各种实验安全隐患，节省了实验原料，还充分开放了学生自主探究、自我创新的机会，让学生有更多的机会从各个角度去学习实验内容，学习效果得到显著提高。

实验项目教学设计

        三、实验系统的先进性

        本虚拟仿真项目基于当前闪蒸法非织造材料研究的前沿成果及多年来教学研究积累，通过对大量闪蒸法非织造成熟知识的归纳总结，以及产学研合作研究积累的大量实验数据，提供的详实可靠的数据支撑建立起来的。本项目利用虚拟仿真仿真技术模拟了闪蒸法非织造材料制备的整套生产工艺流程，将先进的非织造材料生产技术转化为教学资源，一线科研教师作为授课教师，实现了科研反哺教学。本项目建设内容与生产实践紧密结合，代表了当前非织造材料的先进生产技术，体现了本实验项目建设的先进性，为虚拟仿真项目的开展提供了强有力的技术理论支撑。