聚焦離子束系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)與教學(xué)

張朋波，張映輝，付 姚，陳寶玖，劉開穎，劉 偉，殷 燕，李香萍，夏文文，邢明銘，盛德元，張秋紅，薛曉紅

(大連海事大學(xué) 理學(xué)院，遼寧 大連 116026)

物理實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的先驅(qū)，在現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展中一直起著獨(dú)特的先導(dǎo)作用。物理實(shí)驗(yàn)課程是高等學(xué)校理工科類對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，是本科生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端[1-4]。目前，聚焦離子束系統(tǒng)是一種高精度微納加工儀器，因具有制樣簡(jiǎn)單、放大倍數(shù)可調(diào)范圍寬、圖像的分辨率高、景深大等特點(diǎn)，已廣泛用于物理學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、半導(dǎo)體、電子科學(xué)與技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域[5-7]。但聚焦離子束系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)精密、造價(jià)昂貴，運(yùn)行成本高，操作難度大，幾乎無(wú)法直接應(yīng)用本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)。隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為許多很難開展且重要的基礎(chǔ)性、專業(yè)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供了很好地補(bǔ)充[8-10]。聚焦離子束系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)本著“能實(shí)不虛”的原則，可以解決各院校因缺乏或沒有實(shí)驗(yàn)設(shè)備而不能開展聚焦離子束系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。本項(xiàng)目利用計(jì)算機(jī)3D仿真技術(shù)設(shè)計(jì)了聚焦離子束系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，能夠開展樣品制備和裝載、掃描電子顯微鏡觀測(cè)、離子束刻蝕和沉積、圖像采集和處理等系列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的規(guī)?；虒W(xué)。該仿真實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和過(guò)程真實(shí)、可操作性強(qiáng)，能夠讓學(xué)生模擬聚焦離子束刻蝕和沉積以及實(shí)時(shí)觀測(cè)樣品等實(shí)驗(yàn)過(guò)程，進(jìn)一步理解其工作原理和技術(shù)特性。

1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基本情況

1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

(1)理解聚焦離子束系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；

(2)理解電子束與固體樣品作用產(chǎn)生的信號(hào)在測(cè)試分析中的作用；

(3)熟悉掃描電鏡的參數(shù)設(shè)置、操作流程，觀測(cè)和分析；

(4)熟悉離子束刻蝕和沉積的技術(shù)特性。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

計(jì)算機(jī)，聚焦離子束系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件，具體包括：聚焦離子束系統(tǒng)、控制系統(tǒng)軟件、真空系統(tǒng)、手動(dòng)操作盤和工具箱。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

聚焦離子束系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師指導(dǎo)答疑相結(jié)合的教學(xué)模式。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供在線演示視頻、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及相關(guān)要求的介紹。學(xué)生進(jìn)入聚焦離子束系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的虛擬環(huán)境后，通過(guò)預(yù)習(xí)內(nèi)容和系統(tǒng)提示，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作和觀測(cè)。學(xué)生可反復(fù)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作，理解實(shí)驗(yàn)原理、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，完成樣品制備和裝載、掃描電鏡觀測(cè)和離子束刻蝕沉積等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的交互討論、教師答疑，對(duì)學(xué)生疑問(wèn)進(jìn)行解答。具體的教學(xué)方法如下：

(1)引導(dǎo)教學(xué)。教師提出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師指導(dǎo)答疑，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，提升學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。以掃描電鏡觀測(cè)樣品實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是觀測(cè)不同放大倍數(shù)下的樣品圖像，要求學(xué)生保存4個(gè)指定放大倍數(shù)的樣品圖像，其中兩個(gè)放大倍數(shù)需要通過(guò)手動(dòng)操作盤來(lái)調(diào)節(jié)完成。以離子束沉積實(shí)驗(yàn)為例，選擇給沉積物質(zhì)加熱時(shí)需要先暫停離子束窗口并關(guān)閉離子束，加熱完成后將沉積物質(zhì)釋放出來(lái)，然后再打開離子束，點(diǎn)擊沉積按鈕，最后點(diǎn)擊掃描窗口，觀測(cè)沉積結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生經(jīng)常遇到的問(wèn)題有：1)忘記暫停離子束窗口和關(guān)閉離子束，就去加熱沉積物質(zhì)，結(jié)果無(wú)法操作和操作無(wú)效。2)沒有釋放加熱的沉積物質(zhì)就去沉積，掃描后發(fā)現(xiàn)沒有沉積圖案。

(2)互動(dòng)教學(xué)。在教師與學(xué)生互動(dòng)環(huán)節(jié)，教師提出探索性題目，供學(xué)生進(jìn)一步自主探索研究。例如，探索性題目1,針對(duì)電鏡觀測(cè)樣品實(shí)驗(yàn)，提出如何觀測(cè)樣品指定坐標(biāo)位置區(qū)域的表面形貌，具體參數(shù)為x=2.0 mm,y=1.0 mm，讓學(xué)生去嘗試。探索性題目2，針對(duì)離子束刻蝕實(shí)驗(yàn)，提出如何用更大的放大倍數(shù)去觀測(cè)指定區(qū)域的刻蝕效果是否精準(zhǔn)，能否滿足預(yù)設(shè)要求。通過(guò)學(xué)生自主探索研究，激發(fā)學(xué)生的探索精神。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟要求

1.4.1 實(shí)驗(yàn)方法

(1)實(shí)現(xiàn)了分段模擬實(shí)驗(yàn)。該仿真實(shí)驗(yàn)將真實(shí)實(shí)驗(yàn)中涉及的主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模塊化建模，提供了運(yùn)用聚焦離子束系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的模擬步驟和實(shí)際景象，能實(shí)現(xiàn)樣品制備、掃描電鏡觀測(cè)、離子束刻蝕沉積等實(shí)驗(yàn)功能的分段模擬實(shí)驗(yàn)和自學(xué)。

(2)實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)靈活合理。例如：在刻蝕和沉積功能模塊，可以設(shè)置不同的刻蝕或沉積區(qū)域、形狀和深度；刻蝕和沉積有多種物質(zhì)可選。在電鏡高分辨率掃描模塊，可以輸入不同的電壓和電流參數(shù)，掃描比例展示真實(shí)。

1.4.2 學(xué)生交互性操作步驟

首先進(jìn)入實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景主窗體，檢查各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)x器，如圖1所示。

(1)制備樣品

①打開工具箱，取出樣品托和樣品支架，并用螺絲刀固定；

②點(diǎn)擊導(dǎo)電膠，粘貼到樣品托支架上；

③將樣品放到樣品支架上，用導(dǎo)電膠粘貼到樣品上面，完成樣品制備。

(2)裝載樣品和抽真空

①在中間顯示屏上打開控制系統(tǒng)軟件，點(diǎn)擊Vent按鈕，給樣品室充入氮?dú)?，待氣壓達(dá)到常壓時(shí)打開樣品腔；

②將樣品放到樣品腔的樣品臺(tái)上，點(diǎn)擊“固定樣品”按鈕，用螺絲刀固定；

③抽真空，點(diǎn)擊真空控制欄中的pump，開始抽氣，控制欄中右下方有樣品腔內(nèi)壓強(qiáng)變化的顯示框，直到樣品腔內(nèi)真空度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。

(3)掃描電子顯微鏡觀測(cè)樣品

①在控制欄中選擇電子束掃描，點(diǎn)擊“Beam ON”按鈕打開電子束，按鈕會(huì)變成黃色，然后在控制欄中點(diǎn)擊Pause按鈕，激活電子束掃描窗口，開始掃描；

②根據(jù)樣品材料特性選擇合適的電流和電壓，如Cu樣品，電壓為10 kV、電流為100 pA；

③調(diào)節(jié)亮度、對(duì)比度和自動(dòng)聚焦按鈕，將掃描到的圖像調(diào)節(jié)清晰；

④點(diǎn)擊菜單欄中的“Link”圖標(biāo)，同步樣品臺(tái)的高度參數(shù)，在控制欄中設(shè)置樣品臺(tái)高度Z為4 mm，點(diǎn)擊goto；

⑤通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)放大倍率旋鈕，按上述步驟重新將掃描圖像調(diào)整清晰，保存掃描圖像照片。

(4)離子束刻蝕

①選擇離子束掃描，點(diǎn)擊“Beam On”按鈕開啟離子束，將樣品臺(tái)高度Z調(diào)為4 mm，點(diǎn)擊goto；將樣品臺(tái)傾斜角度T調(diào)為52°，點(diǎn)擊goto；

②選擇離子束參數(shù)(如電壓30 kV電流800 pA)，在掃描圖像中找準(zhǔn)刻蝕位置，暫停離子束掃描窗口，選擇刻蝕的形狀，如矩形、圓形和線形，設(shè)置尺寸大小等參數(shù)；

③啟動(dòng)掃描窗口，點(diǎn)擊刻蝕按鈕開始刻蝕，刻蝕完成后，點(diǎn)擊Delete鍵，刪除刻蝕形狀；

④觀測(cè)刻蝕圖像，可以局部放大觀測(cè)，滿足要求后保存刻蝕圖案。完成實(shí)驗(yàn)后，關(guān)閉離子束，將樣品臺(tái)傾斜角度T調(diào)回水平，高度Z調(diào)回0。

(5)離子束沉積

①點(diǎn)擊“Beam On”按鈕開啟離子束，將樣品臺(tái)高度調(diào)為4 mm，樣品臺(tái)角度T調(diào)至52°，找準(zhǔn)沉積位置，暫停離子束掃描窗口；

②設(shè)置沉積形狀和尺寸等參數(shù)，根據(jù)樣品材料選擇沉積物質(zhì)，如Wdep，在控制欄中找個(gè)所選沉積物質(zhì)；

③右擊點(diǎn)擊“Warm”按鈕開始加熱，然后打開加熱氣體，待樣品室壓強(qiáng)不變表示氣體釋放完成；

④開啟離子束，點(diǎn)擊沉積按鈕，進(jìn)行誘導(dǎo)沉積；

⑤沉積后，打開掃描窗口，快速掃一幀，觀測(cè)樣品沉積是否滿足要求，滿足要求后，觀察保存沉積圖案。完成實(shí)驗(yàn)后，關(guān)閉氣體和離子束，將樣品臺(tái)傾斜角度T調(diào)回水平，高度Z調(diào)回0。

圖1 聚焦離子束系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)：場(chǎng)景和窗口、電鏡觀測(cè)樣品、離子束刻蝕和沉積圖案

2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展條件和網(wǎng)絡(luò)情況

該實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目平臺(tái)“實(shí)驗(yàn)空間”訪問(wèn)，實(shí)驗(yàn)空間網(wǎng)址：www.ilab-x.com。用戶只需一臺(tái)電腦并連接網(wǎng)絡(luò)，注冊(cè)登錄后，按提示便可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并提交系統(tǒng)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的特色

3.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)思路

該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)從學(xué)習(xí)者的一般實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?經(jīng)驗(yàn))和認(rèn)知過(guò)程(能力)出發(fā)，將聚焦離子束系統(tǒng)所具備的樣品制備、掃描電子顯微鏡觀測(cè)和離子束刻蝕沉積三大功能，以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程(步驟)、實(shí)驗(yàn)景象和結(jié)果一一展示給學(xué)習(xí)者，旨在幫助他們熟悉運(yùn)用聚焦離子束系統(tǒng)的操作流程和注意事項(xiàng)，幫助他們了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)景象，為真實(shí)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備，或以虛代實(shí)略過(guò)真實(shí)實(shí)驗(yàn)。并進(jìn)而加深對(duì)離子束或電子束與物質(zhì)相互作用理論的理解，加深對(duì)電子掃描顯微鏡觀測(cè)技術(shù)、離子束刻蝕沉積技術(shù)的學(xué)習(xí)和理解。聚焦離子束系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)主要包括五個(gè)內(nèi)容：

(1)樣品裝載，抽真空。掌握裝載和抽真空的方法和操作流程。

(2)樣品制備。掌握制備的操作流程和注意事項(xiàng)。

(3)掃描電子顯微鏡觀測(cè)樣品、參數(shù)設(shè)置、圖像調(diào)整和處理。理解電子束與固體樣品作用機(jī)理以及其產(chǎn)生的信號(hào)在測(cè)試分析中的作用，掌握掃描電子顯微鏡觀測(cè)樣品的實(shí)驗(yàn)方法、技巧和操作規(guī)程，研究電子束束流大小、圖像放大倍數(shù)等參數(shù)對(duì)觀測(cè)圖像的影響規(guī)律，掃描電子顯微鏡觀測(cè)的技術(shù)特性。

(4)離子束刻蝕、參數(shù)設(shè)置，圖像調(diào)整和處理。理解離子束與固體樣品作用機(jī)理、聚焦離子束系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握離子束束流、刻蝕形狀尺寸等參數(shù)的設(shè)置技巧，研究離子束刻蝕的技術(shù)特性。

(5)離子束沉積，沉積圖像調(diào)整與分析。理解離子束誘導(dǎo)沉積的工作原理，掌握離子束束流、沉積形狀尺寸、沉積物質(zhì)等參數(shù)的設(shè)置，研究離子束束流大小對(duì)刻蝕圖案的影響規(guī)律、離子束刻蝕的技術(shù)特性。

3.2 教學(xué)方法創(chuàng)新

教學(xué)方式采用開放選做模式。本虛擬仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)立足于本科教學(xué)，將科研設(shè)備融入到本科教學(xué)中，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。學(xué)生可以在具有一定自由度的情況下主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取興趣和能力，有計(jì)劃地培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中結(jié)合指導(dǎo)教師的引導(dǎo)，教學(xué)引導(dǎo)視頻和實(shí)驗(yàn)步驟，可以極大地啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置的合理性要求，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生探索和求知的欲望。

學(xué)生在本科學(xué)習(xí)階段能夠接觸、了解高端科研的過(guò)程，理解電鏡和離子束刻蝕沉積的工作原理，有助于學(xué)生以后的讀研深造或日后從事相關(guān)的工作。此外，平臺(tái)開設(shè)了網(wǎng)上論壇，具有實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)功能，對(duì)參加實(shí)驗(yàn)學(xué)生各方面的建議、評(píng)價(jià)與反饋信息，進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改進(jìn)和平臺(tái)功能的完善提供參考，不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生與教師間的良好互動(dòng)。

本虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目即是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的突破，又是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的有效補(bǔ)充，能夠?qū)崿F(xiàn)量大面廣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

3.3 對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的延伸與拓展

本虛擬仿真實(shí)驗(yàn)取材于真實(shí)實(shí)驗(yàn)，提供了運(yùn)用聚焦離子束系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和實(shí)際景象，能實(shí)現(xiàn)樣品制備和裝載、電鏡觀測(cè)、刻蝕和沉積等各個(gè)實(shí)驗(yàn)功能的分段模擬教學(xué)和自學(xué)。滿足不同層次人員的學(xué)習(xí)需求。

本虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)相對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)具有如下明顯優(yōu)勢(shì)：1)能夠?qū)崿F(xiàn)在無(wú)真實(shí)設(shè)備的工科院校開展聚焦離子束實(shí)驗(yàn)。2)可使高額成本運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)在線運(yùn)行操作，解決了單個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)法進(jìn)行普及教學(xué)的難題。3)在仿真實(shí)驗(yàn)中可反復(fù)練習(xí)，極大降低了實(shí)驗(yàn)成本，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。4)能夠解決無(wú)法系統(tǒng)了解聚焦離子束系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的難題，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

3.4 考核要求與評(píng)價(jià)

學(xué)生能按照仿真平臺(tái)資源中的實(shí)驗(yàn)操作步驟和教學(xué)引導(dǎo)視頻，在虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中獨(dú)立完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，保存圖像和數(shù)據(jù)分析，給出掃描電鏡觀測(cè)、離子束刻蝕和沉積的參數(shù)和結(jié)果圖像，在此基礎(chǔ)上完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并提交系統(tǒng)。仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四方面考核和評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告總分100分，具體考核比例：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(15%)、實(shí)驗(yàn)操作(40%)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果(15%)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告(30%)。在虛擬實(shí)驗(yàn)軟件后臺(tái)，將自動(dòng)記錄學(xué)生的操作情況，并根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)參考數(shù)據(jù)評(píng)定實(shí)驗(yàn)是結(jié)果，自動(dòng)給出考核結(jié)果，按得分情況確定“優(yōu)秀、達(dá)標(biāo)(合格)，不達(dá)標(biāo)”3個(gè)檔次，如圖2所示，“實(shí)驗(yàn)空間”網(wǎng)站中本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目使用情況和訪問(wèn)的大數(shù)據(jù)[11]。

圖2 聚焦離子束系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

4 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的應(yīng)用與教學(xué)效果

聚焦離子束系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)和制作完成后，便投入到我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中。目前，該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目已納入我?！洞髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)計(jì)劃，并面向應(yīng)用物理學(xué)、材料、電子信息工程、光電信息科學(xué)與工程和電子信息科學(xué)與技術(shù)等33個(gè)本科專業(yè)開放教學(xué)，受到了廣大師生的好評(píng)，是學(xué)生搶先選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已通過(guò)“實(shí)驗(yàn)空間”網(wǎng)站向?qū)W校及社會(huì)開放訪問(wèn)及使用[12]，如圖2所示，本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目瀏覽量達(dá)到了47 887人次，做實(shí)驗(yàn)人數(shù)達(dá)到了3 129人，其中優(yōu)秀2 598人，取得了很好的推廣應(yīng)用效果。特別是2020年肺炎疫情期間，在無(wú)法開展線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況下，該仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻h(yuǎn)程線上進(jìn)行，成為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程開展線在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首選項(xiàng)目之一。計(jì)算機(jī)3D仿真技術(shù)讓學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中完成聚焦離子束系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，了解聚焦離子束的工作原理，讓學(xué)生體會(huì)到模擬制備樣品、電鏡觀測(cè)、離子束刻蝕和沉積，圖像處理的樂(lè)趣，拓展了學(xué)生的視野，取得了良好的教學(xué)效果。

聚焦離子束系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)已獲評(píng)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程，面向全校及社會(huì)開放，為師生自主學(xué)習(xí)、開拓視野提供學(xué)習(xí)平臺(tái)。目前，該仿真實(shí)驗(yàn)已經(jīng)推廣到一些院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，并在持續(xù)推廣中。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一直在不斷改進(jìn)中，不斷擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)功能，完善仿真教學(xué)資源，升級(jí)虛擬仿真管理和運(yùn)行平臺(tái)，力爭(zhēng)成為大多工科院校中“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程的一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。