中心特色与创新
（1）以能力培养为核心，现实与虚拟互补，理论与实践结合，构建创新创业培养模式
传统的虚拟仿真实验往往是实际实验的虚拟化、网络化，以实验演示、操作流程学习为主。我校材料虚拟仿真实验教学示范中心突破以往的虚拟教学范畴，将虚拟仿真实验与课程教学、实践教学和创新创业训练进行深度融合，以知识学习、能力培养为核心，使之成为创新创业教育体系的有机组成部分。实现创新创业教育的创新意识培养、探究知识能力培养和创新能力训练的目的。
在专业基础和专业核心教学中，将部分虚拟实验教学置于课程教学之前，利用教师预先设置的思考题（图1-3-1），引导学生在虚拟实验中发现问题、思考问题，而后带着问题进入课堂，在课堂上采用讨论、演讲等形式，结合教师讲授开展学习，最后开展相应的实际操作实验，进一步深化对理论知识的理解，从而培养学生自主探究知识的能力。
为创新虚拟仿真实验，将材料结构、设计、原理、工艺、设备运行控制、加工制备等内容通过虚拟仿真实现，使得实验的时间和空间得以良好拓展，节省实验成本，实现资源的高效利用，并同时促进了实验教学工作的新颖性、先进性，激发学生开展创新创业实践的热情，实现学生创新实践能力培养。
（2）整合优化教学资源，构建完整的虚拟实验教学体系、考核体系和管理体系
材料科学与工程虚拟实验中心构建虚拟实验课程体系、虚拟实验在线考核体系和虚拟实验管理体系三大体系（图1-3-2）。
虚拟实验课程体系由三大层次、七大方向、五大模块构成。三大层次包括基础虚拟实验、专业虚拟实验和创新虚拟实验三层次构成，与学科基础、专业课程和创新课程体系相对应。材料基础虚拟实验对应“材料科学基础”、“材料热力学”、“材料的力学性能”、“材料物理性能”、“材料成型的共性基础”等专业核心课。材料专业虚拟实验对应金属材料、无机非金属材料、复合材料、纳米材料、凝固技术、塑性成形和焊接七大专业方向。创新虚拟实验构建材料设计、材料制备、成形加工、器件设计、材料应用五大模块。
图1-3-2虚拟实验课程建设体系设计
（3）依托优势学科平台，坚持三结合，实现四跨越，科研教学相得益彰
材料虚拟仿真实验教学中心依托材料学、材料加工工程和材料物理与化学三个国家重点学科，与国家级实验教学示范中心、凝固技术国家重点实验室、超高温复合材料国防重点实验室等国家和省部级重点实验室、工程中心形成了强有力的人才培养平台。中心坚持科研与教学相结合，理论与实验相结合，专业与基础相结合，将科研成果和学科最新发展不断转化为材料实验教学资源。虚拟仿真实验教学建设贯穿了整个材料的全流程智能制造过程，实现四个跨越：跨越材料的微观和宏观两个尺度——从材料内部的微观量子、分子模型仿真到宏观的组织演变虚拟仿真；跨越材料设计内部原理和外部工况——从内部拆解实验原理、模拟组织演变到外部仿真模拟真实环境和设备手段；跨越原料制备到器件制造——从材料的原料制备模拟仿真到器件成形智能制造的仿真模拟；跨越时间和空间——从模拟瞬间短时的仿真实验以增强认识发展到模拟仿真耗时长、难以在课内完成的实验项目。虚拟仿真实验教学学生学习和接触新兴学科、新兴领域提供了途径和可能性，也为学生开展创新创业科研活动提供了良好的条件，提高了学生运用知识、使用先进、精密仪器设备和分析问题、解决问题的能力，为创新型人才的培养起到了极大的促进作用。丰富的实验教学资源与高水平的教学质量，极大地激发了学生的学习兴趣，吸引大批优秀学生加入到科研活动中，取得了高水平的科研成果。
（4）广泛的校际合作、校企联合，教学-科研-产业共同发展，提升社会服务功能
西北工业大学、西安交通大学、西安理工大学等六院校合作开展了材料类各专业课程体系及主要教学内容的改革研究与实践，并通过承担陕西省21世纪初教改项目《材料类专业教学综合实验创新教育的研究与实践》，为材料实验教学的推广与示范奠定了基础。形成了“以创新人才培养为目标，以素质教育为前提，科研与教学并重的人才培养模式和实验教学改革理念”。实验教学培养模式已从狭窄的专业培养目标向“宽口径、厚基础、高素质、具有创新精神和实践能力的高水平材料类人才”的培养目标迈进。先后有河南理工大学，河南科技大学，东北大学，陕西理工学院，重庆科大，西安工业大学，郑州航院和西安航专等院校派老师到西工大进修学习有关课程。南京航空航天大学、南京理工大学、陕西师范大学、内蒙古工业大学和厦门大学等院校老师来校参观访问。
通过长期以来与知名企业、院所建立的广泛合作关系，通过不同方式实现了校企之间的联合培养，实现虚拟仿真实验教学任务，谋求一条产学研共同发展的路线（图1-3-3,4）。近年来，材料科学与工程虚拟仿真实验教学中心与北京航空材料研究院、西北有色金属研究院、德阳二重、无锡透平叶片有限公司、西安远航真空钎焊技术有限公司、北京中铁通、西安高科建材、宁夏东方坦业、宏远航空锻造公司、景波航空锻造公司、成飞、西飞、沈飞、西部超导、西部钛业、应用材料西安公司、艾默生公司、西安现代控制技术研究所、西安全路通号器材研究所等著名企业和研究院所进行了实验室联建与融合，解决企业遇到的生产难题和其他实际需求。寻求一条产学研共同发展，互惠互利的发展道路，注重了学生的培养质量，注重在校学习和企业实践，注重学校与企业资源、信息共享的“双赢”模式，校企之间的合作做到了应社会所需，与市场接轨，与企业合作，实践与理论相结合的全新理念，为材料学科的教学发展提供了更好的发展路线。
图1-3-3 中心与成飞合作交流
图1-3-4 中心与多个企业合作实践实习基地授牌仪式
（5）积极开展与国际高水平大学合作交流，将国际前沿学科引入虚拟仿真实验教学，提升学生国际化视野
随着学校日益拓展的国际化办学进程，鲜明的国际化办学特色也是中心建设的特色之一。作为一支传统学科，实验教学的历史悠久，国内外的发展水平也不同，国内高校普遍距离国外先进水平还有很长的距离，而虚拟仿真实验手段拉近了这种差距，国际化办学信息高度的开放和互通使得中心在虚拟仿真实验教学设计上处于领先地位。近几年，开设了锂离子电池的设计与制造工艺、太阳能电池器件等虚拟仿真实验。与伦敦玛丽女王大学、波兰华沙理工大学、斯洛伐克科学院等一批国际知名高校进行了虚拟仿真实验办学的交流和学习，虚拟仿真实验教学平台的国际化特色鲜明，拉近了与国际先进的实验教学水平的差距。密切的国际学术交流、合作和外教的短期授课进一步开拓了本科生的国际视野，提高学生的学科兴趣。此外，在中心人才引进过程中，也优选引进国外著名高校或研究机构的高层次人才，为中心提高实验教学水平、进一步与国际接轨创造了有利条件。
图1-3-6 学术交流