河南工程学院材料工程学院 郑州 450007
河南工程学院河南省纤维制备与改性工程技术研究中心 郑州 450007
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收稿:2025-10-16,
录用:2026-01-02,
网络首发:2026-03-06,
纸质出版:2026-04-20
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秦爱文, 李俊, 王利娜, 辛长征. 化纤生产实训课程虚拟仿真教学的构建与实践:以河南工程学院高分子材料与工程专业为例. 高分子通报, 2026, 39(4), 675–682.
Qin, A. W.; Li, J.; Wang, L. N.; Xin, C. Z. Construction and practice of virtual simulation teaching for chemical fiber production training—Polymer materials and engineering majors at Henan university of engineering. Polym. Bull. (in Chinese), 2026, 39(4), 675–682.
秦爱文, 李俊, 王利娜, 辛长征. 化纤生产实训课程虚拟仿真教学的构建与实践:以河南工程学院高分子材料与工程专业为例. 高分子通报, 2026, 39(4), 675–682. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2026.25.301.
Qin, A. W.; Li, J.; Wang, L. N.; Xin, C. Z. Construction and practice of virtual simulation teaching for chemical fiber production training—Polymer materials and engineering majors at Henan university of engineering. Polym. Bull. (in Chinese), 2026, 39(4), 675–682. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2026.25.301.
为破解传统化纤生产实训教学面临的成本高昂、风险大、深度不足及创新培养受限等难题,以河南工程学院高分子材料与工程专业“化纤生产实训”课程为例,构建并实践了一套“虚实结合、以虚助实”的虚拟仿真教学体系。该体系以课程目标为导向,开发了涵盖“认知—操作—评估”3个层次、7大核心模块的高度保真虚拟仿真系统,精确复现了熔体纺丝与湿法纺丝的核心工艺流程与设备结构。教学实践采用“课前虚拟预习、课中虚实对比、课后虚拟拓展”的3步法模式,将虚拟仿真深度融入教学全过程。教学效果的量化评估与课程目标达成度分析表明:新模式显著提升了学生的工程设计与创新实践能力(目标达成度均值>0.81),尤其在解决复杂工程问题和数据分析等高阶能力培养上效果显著。研究证实,该“目标导向—虚实融合—闭环评估”的虚拟仿真教学体系,是对传统工科实践教学范式的一次系统性重构,为解决同类专业普遍存在的实践教学难题,提供了一套可复制、可推广的有效方案。
To address the challenges in traditional chemical fiber production training—such as high costs
high risks
insufficient depth
and limited innovation cultivation—this study takes the “Chemical Fiber Production Training” course for Polymer Materials and Engineering at Henan University of Engineering as a case study to construct and implement a “virtual-real integration
virtual-assisted real” virtual simulation teaching system. Guided by course objectives
the system features a high-fidelity virtual simulation platform covering three levels (“cognition-operation-evaluation”) and seven core modules. It accurately replicates the core processes and equipment structures of melt and wet spinning. The pedagogical approach employs a three-step model: “pre-class virtual preview
in-class virtual-real comparison
and post-class virtual expansion”
which deeply integrates virtual simulation into the entire teaching process. Quantitative evaluation of teaching effectiveness and analysis of course objective attainment showed that the new model significantly enhanced students’ engineering design and innovative practice capabilities (mean achievement of course objectives>0.81). It is particularly effective in cultivating higher-order skills
such as solving complex engineering problems and data analysis. This study confirms that the “objective-oriented
virtual-real fusion
closed-loop evaluation” teaching system represents a systematic reconstruction of traditional engineering practice paradigms. It provides a replicable and scalable solution for addressing common practical teaching challenges in similar fields.
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