储能材料的制备及表征综合虚拟仿真实验
本实验以最具有“芯-壳”结构的BaTiO3@La2O3@SiO2纳米复合粉体材料的构建为基础，最终得到具有储能特征的功能陶瓷材料。以具有高介电常数的钙钛矿结构BaTiO3粉体作为“芯”部材料，以具掺杂改性的稀土氧化物La2O3和有高抗电强度的玻璃相组分SiO2依次作为“壳”部材料，设计具有“芯-壳”结构的复合纳米粉体材料BaTiO3@La2O3@SiO2，通过制备工艺的控制获得致密的“芯-壳”结构细晶陶瓷；然后对材料的化学组成、微观形貌、相结构以及晶粒大小进行表征，以及陶瓷材料的介电常数、抗电强度、容温变化率、电滞回线、绝缘电阻和储能密度等电性能测试。最终通过软件和实验结果大数据对本实验进行虚拟仿真，从而在有限时间、有限空间、有限条件下，尽可能避免长时间的高温实验过程、高电压的测试和危险试剂使用等不安全实验步骤，获得最大和最有效的实验教学效果，保证教学质量。
方法/步骤一
实验加载后，点击开始实验按键可以进入实验，进入实验中以后首先进入前置教学环节。
首先展示与实验相关的教学知识，如实验目的、实验原理等，每页介绍在几秒后自动翻页，如果在自动翻页前完成阅读，也可以点击左右两侧箭头进行翻页。
实验相关的教学知识示例
阅读完成后，可以点击“跳过目的原理”进入下一教学环节。
在文字、图片介绍之后，会在三维场景中对于实验所涉及的仪器和装置及其重要部件进行介绍，如图2所示。此时可以等待自动跳转或点击鼠标左键跳到下一个。
图2 仪器和装置及其重要部件介绍示例
可以点击“跳过仪器介绍”进入实验操作。也可以等待仪器介绍完成后，自动进入实验操作
在前置教学环节结束之后，可以操作主菜单，如图3所示，
图3 主菜单示例
主菜单上有系统、教学、信息和视角4个下拉菜单，提示、考核和演示三个按键，此外还有分数和时间显示。
方法/步骤二
本软件可以使用键盘、鼠标来操作。当使用者需要在实验室内漫游参观时，可通过按住键盘控制键来实现走动、转动、角度变换等。键盘和鼠标功能键设定与大部分三维场景游戏相同。
键盘控制说明：用W、A、S、D控制前进、后退、左移和右移，Z、X控制放大、缩小，鼠标右键控制角度，鼠标左键控制选取物品。键盘控制说明如图4所示。
图4 键盘控制说明示例
方法/步骤三
提示、考核和演示
按下“提示”按键，进入引导模式，此时在三维场景中，在下一步操作所需要点击或拖拽的物体上会出现红色高光闪烁显示，以明确提示如何进行下一步操作。
按下“考核”按键，“提示”和“演示”按键会被弹起，此时进入考核模式。
按下“演示”按键，会将“考核”按键自动弹起，从而会出现步骤提示栏。如果希望看到红色高亮闪烁从而清楚地知道在每个步骤所操作的对象，可以再按下“演示”按键查看演示的同时按下“提示”按键，获得更好的演示效果。
方法/步骤四
点击教学菜单，如图9所示，弹出的下拉菜单中有“前言”、“实验目的”、“实验原理”以及实验相关的其它介绍，每个实验的具体内容有所不同。
图5 教学菜单示例
点击下拉菜单中的每一个选项会弹出相关内容，在其中可以学习关于本实验的相关知识，如图6所示，可点击×关闭该页面，并可通过上一页/下一页查看不同内容。
图6 实验相关知识示例
实验结束后，可查看实验过程中的操作步骤记录。根据所获得的电性能测试谱图计算产物的相对介电常数、介电损耗、居里温度、放电能量密度、充电能量密度、储能效率、抗电强度、DC电阻率等性能参数，结合材料样品的表征结果进行分析讨论，填写综合实验报告。