本虚拟仿真实验教学课程以动力电池用硅碳电极材料的制备、表征与性能为实验内容，教学内容涵盖了材料科学与工程专业“材料组成-制备-结构-性能”核心知识体系的主要知识点，具体实验包括：材料组成和结构表征相关的高精密仪器认知与仿真操作，材料制备、表征及性能测试全流程仿真操作与分析，和结构-性能相关微观结构自由设计与工作状态下的演变模拟；通过以虚补实、以虚代实和虚实结合方式，提高学生对高精密仪器认知、材料现代表征方法与专业知识的理解和掌握，实现核心知识体系的全过程实验实践应用。实验将传统炒菜式结构与性能调控过程，转化为结构设计-控制制备科学理念，将抽象且分散的知识点转化为生动而直观的知识框架，便于学生在虚拟场景中仿真操作、自由探索实验工艺参数过程中进行学习和应用，强化对知识点及相互间联系的理解和掌握；同时，实验过程设计接轨国家或行业标准，实验体系基于团队科学研究成果100余组真实实验数据构建，虚拟与现实实验过程和结果高度契合，使本实验设计具有合理性、可操作性、科学性和前瞻性，助力新工科背景下创新型卓越工程人才培养。
本实验主要采用线上虚拟仿真实验操作、线下仪器实物和真实工作场景观摩的混合式教学模式，结合案例教学强调实验原理和方法，促进学生知识整合；借助任务驱动式教学，促进学生在实验中总结经验教训，加深知识理解和应用；引入探究式研讨，因材施教，充分发挥学生个人优势，促进交流和问题思考与解决，培养创新思维和团队合作精神。
本虚拟仿真实验课程重点考核学生利用专业知识和背景分析和解决材料科学与工程实际问题能力、实践能力和创新能力等；实验平台对主要实验步骤赋分并全过程记录和评价学生实验操作过程；教学评价体现OBE理念，采用预习报告、线上虚拟仿真实验操作过程及实验效果、实验报告、在线考核等多种方式进行；其中，预习报告、实验操作过程及实验效果等过程性评价占比50%，实验报告、在线测试等占比50%。