近日, 由教育部高等教育司组织，西南交通大学承办的“国家级实验教学示范中心总结推进会”（下称“推进会”） 在四川成都市举办。我院陈东平副教授受邀，现场展示国家级虚拟仿真实验教学一流课程“爆燃灾害演化虚拟仿真实验”以及其团队原创的微观虚仿实验，得到了现场一致好评。

国一流课程，多校共享

“爆燃灾害演化虚拟仿真实验”是由151amjs澳金沙门王成教授团队完成的国家级一流虚拟仿真实验。该实验面向安全工程专业开展爆燃实验危险性大、成本高、重复率低等教学痛点，开发了拥有自主知识产权的爆燃灾害演化虚仿实验系统。该系统真实再现了爆炸科学与安全防护国家重点实验大型水平管道实验设备和爆燃实验过程。在本次推进会上，西南交通大学赵乘寿教授利用该虚拟仿真实验，开展了“防火防爆理论与实践虚仿课”，解决了西南交通大学缺少高水平水平管道实验设备的教学痛点，教学实践效果突出，得到了与会专家的一致好评。此次西南交通大学与北京理工大学的联合教学实践，是国家级虚拟仿真实验西部行中的重要一环。 

微观虚仿，沉浸体验

在此次推进会上，陈东平副教授给西南交通大学的同学带来了新一代虚拟仿真实验工具MANTA。该工具是陈老师课题组原创完成的科研和教学工具，着力解决传统教育方式受限于化学结构的可视化手段，学生们无法理解和想象具有三维特征的复杂化学结构的教学痛点。借助于虚拟现实技术，学生可直观学习微观燃烧反应机理和基元反应过程，真正实现对化学微观世界的自由探索与沉浸式观测研究。在本次会议上，吸引了大批同学与老师的关注，现场体验效果获得一致好评，被中央广播电视台、中国教育电视台等主流媒体所报道。

 

Manta为科研和教学助力

Manta是一款结合虚拟现实（Virtual reality，VR）技术、分子模拟技术（MD）、人工智能（AI）的交互式科学计算软件。这款工具前端有VR设备支撑，通过虚拟现实技术，使用者可以更形象地看到任意材料的微观纳米结构，实现“人”与“微观分子”的直接交互，包括：修改和创建新的化学结构、控制体系的温度和力的大小，支持用户在虚拟环境中对分子体系进行控制，可选择单个特定的原子或一组原子进行进一步的相互作用，即施加相互作用力，并能够探索化学变化过程在微观原子层面上的呈现。允许使用者与微观分子体系进行直接交互，真正实现对化学微观世界的自由探索与研究，获得“沉浸式”的体验感。

Manta软件的底层技术“VR-enabled modelling”在 2022 年 11 月被国际纯粹与应用化学联合会 （IUPAC）评选为“2022 年度化学领域十大新兴技术（Top Ten Emerging Technologies in Chemistry 2022）”之一。IUPAC 评价 Manta:“The students’ feedback when using these VR-enhanced tools, in particular a programme dubbed Manta, is much more positive than traditional techniques. The students’ understanding of macroscopic and microscopic phenomena seems to be as well, thanks to direct observation of atoms and molecules.”

附研究团队介绍：

151amjs澳金沙门陈东平团队的主要研究方向为燃烧体系和含能材料体系的化学反应动力学。团队成员具有不同的专业背景，涉及化学、计算机科学和虚拟现实技术等领域，擅长应用分子动力学模拟、虚拟现实和机器学习等技术来解决复杂的科学问题。陈东平，2014 年博士毕业于英国剑桥大学，2015-2018 年在美国斯坦福大学做博士后，2018 年至今担任151amjs澳金沙门副教授。主要研究方向为微尺度数值模拟，爆轰与燃烧化学，化学反应动力学，复杂颗粒物体系，在燃烧领域学术期刊已发表学术论文70 余篇。