“金课”背景下土木类虚拟仿真实验教学发展趋势——基于2018年国家虚拟仿真实验教学项目共享平台公示数据

土木工程是一门具有较强实践性的课程,然而土木工程实验具有成本高、周期性长、危险性大的特点,大规模的实体教学实验受限于设备、场地、资金等无法实现。随着计算机仿真技术的不断进步,基于数值模拟技术的土木工程虚拟仿真手段在工程实践应用和科学研究中发挥着越来越重要的作用,通过虚拟仿真实验弥补课堂教学和实体实验的不足,成为土木工程专业教学的发展趋势。国家虚拟仿真实验教学项目集合了国内最先进的虚拟仿真教学项目,代表虚拟仿真教学的发展方向,是国家级“金课”的重要组成部分,具有指导意义。基于2018年国家虚拟仿真实验教学项目共享平台公示数据,对土木类虚拟仿真项目的学校、负责人和项目类型进行归类,分析公示中虚拟仿真项目的特点,指明土木类虚拟仿真教学项目的发展趋势,为后续土木类虚拟仿真实验教学项目建设提供参考。     

“虚拟仿真+实验”模式的土木专业综合实验改革探索与实践——基于工程教育认证标准

工程教育改革是"新工科"建设的核心内容之一,为此,根据工程教育认证标准进行土木工程专业实践类课程的教学改革是新工科建设的内在要求和必然趋势。结合《土木工程专业综合实验》实践课程特点,紧扣工程教育认证解决"复杂工程问题"有关的毕业要求,阐述了土木工程专业综合实验改革的必要性,建立了"虚拟仿真+实验"模式综合实验改革目标与特色、课程目标及毕业要求,开展"虚拟仿真+实验"模式综合实验项目的改革探索与实践。引导学生深度学习、培养学生自主创新能力、辨证思维能力与解决"复杂工程问题"能力。     

建设BIM研究与实践创新基地的探索

基于BIM技术的虚拟仿真实验是建筑与土木工程专业实践教学的发展趋势,文章以实现BIM教学、BIM虚拟产品开发、BIM工程应用实践三个层次的功能需求为目标,提出了大连理工大学BIM研究与实践创新云服务平台的建设思路,并从硬件平台建设、软件平台建设、师资队伍建设、BIM课程建设、运行管理机制建设、合作与交流6个方面总结BIM研究与实践创新云服务平台的建设方案,为BIM技术纳入建筑与土木工程专业的课程体系提供借鉴。     

建筑环境与能源应用工程专业虚拟仿真实验系统建设与示范

重庆大学土木工程学院依托国家级实验教学示范中心,对建筑环境与能源应用工程专业空调冷热源系统、大型通风空调系统等成本高、危险性高、周期长的实验内容进行虚拟仿真实验教学系统建设,共建设了空调冷热源系统、空调系统、热水供暖系统三个综合虚拟仿真实验系统。实验建设紧密围绕建环专业实践教学体系展开,坚持“能实不虚、虚实互补”原则,以培养解决复杂工程问题、具有创新思维、高素质综合型工科人才为目标。实验内容设置综合性的多工况虚拟实验、事故工况实验和科研创新实验,支撑了完整的实验教学过程,并建立了双向评价体系。实验采用Web端在线实验形式,提高实验的便捷性和共享性。2020—2021年,虚拟仿真实验系统除服务本校本科实验教学外,向4个高校超300名学生提供实验教学服务,获得校内外较高评价,产生了良好的示范和社会效益。     

工程特色引导性课程虚拟仿真实验教学模式构建

工程特色引导性课程体现了本科应用型人才的培养目标,有助于提高相关专业学生的核心竞争力。建筑工程概论作为代表课程之一,已在房地产开发与管理、公共事业管理等多个工程管理类专业开设,可为工程管理类专业学生提供必要的工程基本理论,但在实践教学中存在较多矛盾待解决。在界定建筑工程概论课程定位和特点的基础上,系统分析了该课程开展虚拟仿真实验教学的必要性。基于工程管理类专业执业能力大纲的要求,制定了虚拟仿真实验的教学目标。为达成教学目标,设计了“学科通识、专业提升、创新设计”三层次内容的虚拟仿真综合实践教学模式,并强化了实践教学的过程考核,对实施效果进行了问卷调查和定量分析与评价。结果表明,该虚拟仿真实验教学模式较好地满足了工程管理类专业执业能力大纲的要求,可为相关院校开展工程特色引导性课程教学提供借鉴。     

新工科背景下国家级虚拟仿真实验教学中心的新挑战与教学改革实践探索

国家级虚拟仿真实验教学中心是学科专业与信息技术深度融合的产物，更是实验教学的发展方向。从全球工业发展趋势、中国新经济发展和工程教育范式变革三方面剖析了新工科背景下，推进"智能+教育"的新型教育生产力是国家级虚拟仿真实验教学中心的责任担当；分析了虚拟仿真中心当前面临的新挑战；介绍了福建工程学院土木工程国家级虚拟仿真实验教学中心开展新工科教学改革的初步探索；最后对国家级虚拟仿真实验教学中心的持续建设给出了建议。     

土木工程专业本科系列实验教学平台的构建

以土木工程学科理论联系实践、注重实践的专业特点为背景,以学生为主体,以强化实践教学为理念,以提高基础实验课程和专业实验课程教学效果为目的,构建具有前瞻性、可操作性的土木工程专业系列实验教学平台.土木工程专业本科系列实验教学平台结构体系的组成包括两大平台、十个模块,三个实验教学实施层次.     

工程管理专业虚拟仿真教学建设意愿与阻碍因素研究

新一轮科技革命和产业变革背景下，虚拟仿真教学为工程管理专业提供了全新的信息汇总渠道和高质量的实践操作模块，拓展了实验教学的深度和广度，实现了实验教学与信息技术的融合。为深入了解新工科背景下工程管理专业建设虚拟仿真教学项目的建设情况，本研究面向全国工程管理专业教师开展问卷调查，收集了当前工程管理专业中虚拟仿真教学项目建设数据，通过了解工程管理专业虚拟仿真教学项目建设意愿，分析了建设虚拟仿真教学项目的阻碍因素，并提出了对策和建议。数据显示，仅有22.54%的受访者申请或参与了虚拟仿真教学课程建设，超过90%的受访者认为虚拟仿真教学对工程管理与工程造价专业人才培养来说很重要或比较重要，并认可其作用。其中，影响教学建设意愿的主要阻碍因素包括缺乏资金、技术支撑和相关资源支持等。研究结果对推动工程管理专业虚拟仿真教学项目建设具有重要实践意义，相关建议和对策可为高校相关专业教学建设提供借鉴和参考。     

新发展理念下工程管理专业虚拟仿真教学平台建设与探索北大核心

针对工程管理专业人才传统培养实验教学中教学平台单一、重现建造过程难、实验教学成本高等问题,通过系统分析工程管理专业发展、行业及社会对人才培养的新需求,提出并构建满足新发展理念下创新人才核心能力培养需求的工程管理专业虚拟仿真教学内容、教学平台及资源建设体系。最后,讨论某工程管理专业虚拟仿真教学研究探索、实践情况及效果。研究成果期望能为工程管理类专业虚拟仿真教学以及为土木工程新型人才培养提供有益的参考和指导。     

土建类虚拟仿真实验教学资源持续建设与实践

湖北工业大学国家级土木工程与建筑实验教学示范中心在发展过程中十分重视虚拟仿真实验教学资源的内涵建设,以工程教育的CDIO模式为指导,在开放的实验教学体系下,探索教学资源建设的流程和转化途径,持续增加虚拟仿真实验项目,并对其内容进行不断改善和优化,以达到提高实验教学效果的目的。     

土木建筑虚拟仿真实验教学中心建设与实践

河南工业大学土木建筑虚拟仿真实验教学中心坚持以服务本科教学为核心，以培养学生创新意识和创新能力为宗旨，以粮油仓储建筑为特色，将实验教学与科学研究、工程实践相结合，利用虚拟现实、计算机网络以及多媒体等技术建立了"基础型、专业型、特色创新型"三层次的土木建筑虚拟仿真实验教学资源体系。创新虚拟仿真实验教学方法，增强学生创新精神和实践能力，为本科实验教学、实习实训和援外培训等教学与对外交流合作提供了丰富的虚拟仿真资源。     

虚拟仿真实训视频在建筑材料课程中的应用

建筑材料课程是土木类专业的一门十分重要的专业基础课,具有知识点多、每种材料又各有自身的特点。为增加建筑材料课程的生动性,减少学生在建筑材料实验课程时学习材料属性的时间,把虚拟仿真实训视频引入建筑材料课程。本文首先给出建筑材料试验虚拟仿真实训系统简介,然后以硅酸盐水泥的技术性质里的体积安定性实验为例,详细说明虚拟仿真实训视频在理论教学中的实际应用情况。揭示了虚拟仿真实训视频的应用思考,即短期来说调动了学生学习建筑材料课程的主动性,长期来说缩短了毕业从事建筑材料学生的上岗适应时间。     

水利工程虚拟仿真实践教学探索

综合性、探索性实验项目缺乏,实习实践训练不足是制约南昌大学水利工程专业实践创新型人才培养的瓶颈。基于"立足教学、科教融合、面向工程"的虚拟仿真实践教学理念,将工程实践与科研成果转化为教学内容,建立了具有区域特色和学科特点的多模块虚拟仿真实验平台,开设了多门基于虚拟仿真平台的综合性、探索性实验项目课程。实践表明,开放自主式的虚拟仿真实验能有效提高水利工程专业实践教学效果,有利于培养学生的实践创新能力。     

注册师制度下的土木工程专业教学体系构建

土木工程专业实践性强,学生毕业后将面临多项注册师资格认证考试,为使他们适应市场需要,合理构建与注册师制度相适应的土木工程专业教学体系,是教育工作者必须面对的问题。文章从课程体系设置、教学内容改革和师资队伍建设等方面,探索与注册师制度相适应的土木工程课程教学体系,力求使土木工程专业的人才培养目标与注册工程师制度接轨,与国际工程教育接轨,加强中国土木工程人才培养的实用性。     

土木工程施工实验教学平台建设探讨

文章介绍了同济大学土木工程施工实验教学平台的规划、建设及教学实践中所积累的一些经验。对土木工程施工这类应用性、实践性非常强的课程,建设一个可供学生实践操作的教学平台,对加强理论教学与实际的联系,激发学生的学习兴趣,培养学生动手能力和创新能力具有重要意义。     

混凝土结构设计原理教学细节探讨

混凝土结构设计原理课程是土木工程专业必修的一门专业基础课,在课程体系中居于重要地位。文章从课程的特点及实际课堂教学经验出发,梳理和剖析教学中需要注意的若干细节问题,旨在带动学生的学习热情,确保课堂教学质量与效果,提高学生的专业素养,为其进一步的学习和工作奠定基础。     

基于“3+1”模式的结构力学课程教学改革与实践

以结构力学教学为中心,结合计算机辅助设计与高层建筑两门课程的教学,以及各专业课的课程设计与毕业设计等实践性教学环节,从教学内容体系规划、教学方法改革等方面,加强对土木工程专业结构力学课程的建设,形成了"知识—训练—实践"良性循环的新型结构力学课程教学模式,从而提高土木工程专业学生面向工程实际的力学分析与计算能力。