本系统是采用B/S架构（Browser/Server,浏览器/服务器）设计的虚拟仿真实验教学平台，包括浏览器、服务器和数据库三部分。该架构模式具有操作简单、扩展性好、信息共享度高且易于后期维护升级等突出优点。
该B/S架构模式下，系统用户只需要通过web浏览器输入访问地址即可进行访问、实操训练及测评，无需安装客户端软件，可实现用户的自主实验和交互，提升整体实验教学效果。服务器负责响应前端浏览器的请求并做出相应处理，数据库数据的解析及安全、身份、访问的控制等。后台数据库设计数据结构，建立和规划仿真、操作、考评等数学模型，并统一公共通用的基础模型，便于后期的扩展和升级。
系统用户端分为管理员端和用户端。其中管理员端用于对该系统的各部分数据显示、变更、及用户、报表、计划、考题、操作步骤等权限管理。用户端分为教师和学生两种角色。教师用户端可下达并指定生产计划任务、建设实验课程、设置课程共享信息、查看并反馈学生学习情况、批阅实验报告和考试。学生用户端可访问操作该系统、查看个人学习情况、参与课程讨论、评价所学习课程等。
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（1）实验设计方面
①将“思政育人”有效融入实验教学全过程，学生通过铝冶金行业发展历程及特点学习，认同有色金属工业为筑牢国家繁荣、人民安康、社会和谐的物质基础发挥了不可替代的作用；通过电解铝过程虚拟仿真实验实训，增进对科学技术是第一生产力的理解，牢固树立绿色低碳生态文明发展理念。②坚持“以学生为中心、以目标为导向、注重能力培养、质量持续改进”的OBE教学理念，电解铝虚拟仿真的实验情景与生产现场高度接近，为学生提供临场感、交互感、满足感的教学氛围，有利于激发学生主动学习热情。③本虚拟仿真实验涵盖认知性、设计性、操作性、创新性等基本要素，解决生产实习/认识实习中因电解铝主体设备密闭、高温高危等原因，而无法参观学习的硬伤，具有提高教学能力、丰富教学内容、拓展实践领域等优点，成为培养学生工程实践能力和创新能力的重要载体。
（2）教学方法方面
①实验系统使学生体验身临其境的第一视角感觉，将理论知识紧密结合生产实际，能最大限度地激发学生的自主实验兴趣，迅速掌握实验目的和考核要求。②通过呈现包含复杂问题和学术前沿问题的仿真问题情境，让学生从问题情境中去发现与分析问题，倡导自主式、合作式、探究式学习，推进个性化实验教学新模式。本仿真实验引导学生进行自主容错探索，学生可以根据不同原材料设计出合理的电解铝工艺流程，培养学生独立进行实际操作的工程实践及创新能力。
（3）评价体系方面
摒弃重结果轻过程的传统考核模式，过程考核和结果考核并重。①注重对学生的学习态度、学习方法、课堂讨论、自主学习等过程性情况进行综合考核，其中过程性评价根据课堂发言、研讨交流、案例分析等情况进行评价。②结果考核指对学生的安全岗位要求、工艺操作结果、物料使用和耗费情况、成分的终点情况等进行综合考核，给出学生操作记录和评分记录。
与课程名称一致，课程所属学校为独立著作权人，获得软件著作权一件，授权号2024SR0183302，软件名称：电解铝生产过程的虚拟仿真系统[简称：电解铝生产仿真系统]V1.0
通过本虚拟仿真实验课程，学生进行了电解铝生产过程相关的基础理论知识、主要工序和异常工况处置三大教学模块的学习，同时对实验过程和结果进行讨论、总结，有效解决电解铝实验教学实施难度大、风险高、学生参与度低等问题，学生通过反复不断地练习、实践，独立完成虚拟仿真实验任务。可能产生的实验结果和结论如下：
1.认真自觉地完成课前预习，并在规定时间内冶炼得到成分、温度都合格的目标铝液，电解过程平稳，无异常槽况等事故出现，且原辅料消耗在合理范围内，获得较好的技术经济指标。并能积极地对实验过程、结果进行总结、讨论，学生完成度优秀。
2.认真自觉地完成课前预习，电解时间超出规定要求，或原、辅料消耗超标，但仍可以平稳冶炼获得成分、温度合格的目标铝液，并较为积极地对实验过程、结果进行总结、讨论，学生完成度良好。
3.课前预习不到位，没有抓住上课时指导教师讲解的重点、难点问题，没有在规定时间内冶炼得到成分温度合格的铝液，但电解过程平稳，无异常槽况出现，学生完成度基本合格。
4.课前预习不到位，没有抓住上课时指导教师讲解的重点、难点问题，虽在规定时间内冶炼得到成分、温度合格的铝液，但换阳极、出铝水操作过程出现了多次异常炉等电解槽事故，说明操作存在较大安全隐患，学生完成度不合格。
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