王秀丽

吉林建筑大学 吉林长春 130118

土木工程包含基础建设的计划、建造和维修等，是建造各类土地工程设施的学科。土木工程学科具有很强的实践性，以培养具有理论知识、实践能力、协作能力和创新能力的“复合型”工程技术人才为目标。目前，土木类专业仍存在实验经费少、实验周期长，设备要求高、实验风险大等问题，导致部分实体实验在本科教学阶段难以有效开展。虚拟仿真实验具有学生自主设计、循环实验、机理可见、破坏可逆等实体实验不具备的优势，对于培养学生的专业素养、动手能力、团队精神等均具有重要意义。因此，通过虚拟仿真实验驱动土木工程专业的人才培养模式创新将会是教育信息化应用模式创新的重大突破[1]。

1 传统实验存在的问题

二维相似材料模拟实验是《矿山压力与岩层控制》课程理论学习的基础上，在实验室利用细砂、碳酸钙、石膏等材料，依据煤岩赋存状况，按照相似材料理论和相似准则制作模型，然后进行模拟开采，观测覆岩运动情况及支承压力变化等，从而反推该条件下现场岩层运移规律等。传统的二维相似材料模拟实验，存在实验不可重复性，实验周期较长，学生工作量大等缺点。而且课内实验学时较少，很难完成整个实验过程。为弥补上述不足，通过引入虚拟仿真技术，建立虚拟实验场景，可以在短时间内再现实验的全部过程，达到实验教学的目的。

2 虚拟仿真试验对土木工程专业实践教学改革影响实证研究

2.1 虚拟仿真实验教学项目建设方案

通过对建筑材料课程实验教学项目的梳理，确立以水泥性能及水泥混凝土综合性能实验和沥青混合料综合性能实验为核心的虚拟仿真实验教学项目建设方案。……