土木工程专业虚实结合实验教学虚拟教研室建设探索

为了促进土木工程专业实验教学的数字化转型,设立了虚实结合实验教学虚拟教研室,以适应新工科建设背景下创新实践型人才培养的需求。首先,从名师名课支撑、资深专家加盟以及良好的前期成果等方面,阐述了虚拟教研室的组建基础;而后,阐明了组织建设、资源建设和教师团队建设等三方面的建设目标;并从平台建设、虚实结合实验教研创新、教学资源建设与共享、教学方法研究、教学能力提升等建设内容方面,分析总结了虚拟教研室的实施路径和特色之处,可为土木工程实验教学高质量发展提供有力支撑。     

服务土木工程三层次课程体系的虚拟仿真实验教学资源建设

为了培养学生的专业兴趣,以及应用创新能力和解决复杂工程问题实践能力,提出服务于土木工程三层次专业课程体系,即土木工程“核心—方向—拓展”课程体系的虚拟仿真实验教学资源的建设与应用思路。三层次课程体系具有将实验教学与理论教学、实践教学与工程实际有机结合的特点。新开设具有“虚实结合”特点的土木工程综合实验(含虚拟仿真)课程,包含土木工程专业急需的实验教学内容,以适应大学生成长的新特点和信息化时代教育教学的新规律。依托国家级实验教学示范中心、国家级虚拟仿真实验教学项目和多项教研教改课题,以虚拟仿真“金课”标准建成服务于三层次课程体系的虚拟仿真实验资源库,并结合虚拟仿真项目、课程建设及教材建设,构建立体化教学资源。     

深部地下空间热湿环境调控虚拟仿真实验教学系统的构建

虚拟仿真实验是将信息技术融入实验教学项目、提升实验教学质量和水平的重要举措,被列为教育部推出的5类国家“金课”之一,在创新人才培养方面发挥着重要作用。紧密依托学科优势和科研特色,基于“学生中心、自主交互”+“虚实结合、相互补充”+“科研前沿、特色明显”的设计理念,坚持需求和问题导向创新实验教学模式,将特色研究成果转化为实验教学资源,构建了“模块化+层次化+碎片化”的地下空间热湿环境调控虚拟仿真系统。学生可不受时间和地点限制,自主开展“沉浸式体验+专业化学习+交互式操作+全程化考核”线上虚拟仿真实验,弥补传统实体教学资源的不足,丰富实验教学手段和资源,提高学生动手实践及解决复杂工程问题的能力,有效提升人才培养的成效。     

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。     

新工科背景下土木工程材料实验教学改革探索

新工科建设背景下，实践能力与创新意识成为高校工科人才培养的重要战略目标，而课程实验是大学生动手实践能力与创新意识培养的重要环节。针对智能建造专业土木工程材料实验教学中的实验内容固化、教学模式老化等不足，提出了以学生自主创新实验为主的实验教学模式、实验内容多样化、考核评价多元化和实验室开放管理等举措，以期构建学生创新能力培养的实践教学体系，为培养创新应用型人才奠定坚实基础。     

土力学虚拟仿真实验模块的开发与建设

随着信息化技术的快速发展,虚拟仿真技术在许多领域得到了应用。传统的土木工程实验教学受时间和空间、人力和物力等方面限制,教学效果受到影响。在实验教学过程中结合使用虚拟仿真技术则能够有效解决教学中的问题。以北京交通大学土木工程虚拟仿真实验室的建设为例,采用公司开发和学生自主研发相结合的方式,实现土力学虚拟仿真实验模块的系统化建设。在土力学教学中,采用虚实相结合的方式,可有效弥补真实土力学实验的各种局限,提高土木工程实验教学质量和效果。     

融合虚拟技术的建筑结构抗火实验教学平台建设与教学探索

当前,建筑结构抗火实验教学逐渐成为土木工程防灾与减灾课程的一项重要授课内容。然而,国内仅有少数高校拥有建筑结构抗火实验实体平台,并且由于抗火实验的特殊性,相关教学资源非常有限。鉴于此,依托多媒体、网络通信和虚拟仿真等现代技术,先后建设了实体实验平台、虚拟仿真平台、虚拟教具、微试验以及MOOC等现代教学资源,构建了建筑结构抗火实验教学系统性教学资源与平台。利用该平台,突破传统实验教学模式,以趣为核探索虚实结合的施教方案,实现实验教学与理论教学的高度融合。建立了过程与结果并重的实验教学评价体系,并注重持续改进。强调学习的自主性与创新性,鼓励学生大胆尝试,增强学习的主观能动性,提升行业竞争能力。     

工程教育专业认证下的高校优化产学研用人才培养模式

专业教育认证为高校新工科建设与改革提出了标准和要求,以学生为中心,产出为导向,培养学生的工程实践能力是当前的任务。高度虚拟仿真的应用作为高校优化人才培养结构的有效应对措施,为产学研用的培养过程提供了承前启后的纽带。实验教学以仿真教学方法为感知方式,以大数据和互联网+为手段,以学生为中心,完全实现学生自主实验操作仿真模块和计算实验结果,统计实验数据,充分发挥教师和学生的主观能动性,教授知识,培养学生的各种能力,为学生就业提供指导。     

建筑学虚拟仿真实验教学设计的路径探索

由于工学和艺术学兼具的专业特性、惯用试验而非实验的教学思维,建筑学虚拟仿真实验教学项目的建设存在困难.文章通过分析说明2019年度省级虚拟仿真实验教学项目之一——《历史建筑保护前期残损调研虚拟实验——以砖木建筑中的潮湿问题诊断为例》的教学设计过程及成果,展示并提议"选题-选择实验类型-确定实验内容-选择实验材料-选择实验技术"的开发路径,以应对学科特点带来的教学设计上的局限.文章最终指出,在文理综合类学科的虚拟仿真实验教学设计中,探索适宜的教学思路,以产品经理的思维执行项目开发非常重要.     

高校金融学专业虚拟仿真实验教学探析

构建普通高校金融学专业虚拟仿真实验教学体系有利于培养既熟悉金融业务又掌握金融机构经营管理的高素质金融人才。高校应基于专业基础实验、专业技能实验、专业综合实验和跨专业创新实验四个层次构建金融学虚拟仿真实验教学内容体系,并依托现代技术建设金融虚拟仿真实验室,建设高水平的虚拟仿真实验教学队伍和高质量的实验教学资源。