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教学体系

虚拟仿真实验教学体系

在地质工程与土木工程实践教学体系(图1)基础上,中心构建了模块化和层次化的地质与岩土工程虚拟仿真实验教学体系(图2),为强化学生实践和创新能力培养提供了重要保障。

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1 地质工程与土木工程实践教学体系

地质与岩土工程虚拟仿真实验教学中心拥有基于网络的虚拟仪器实验、基于模拟的数值仿真实验、基于模拟的物理仿真实验三大教学资源。其中,基于网络的虚拟仪器实验可以在多台计算机终端实现远程访问,便于学生熟悉实验细节,实现高危险性实验、无法开展的实验以及个性化实验的虚拟实训,学生可以在线完成不同层次的实验项目,提升了学生的个性化实验能力和综合实践能力。基于模拟的数值仿真实验基于模拟的物理仿真实验实现了对复杂岩土体变形破坏过程和地质灾害演化的模拟,为学生认识长期过程的地质现象提供了有效途径,极大提升了学生认识岩土体和改造岩土体的综合实践能力和创新能力。

中心采用基础型实验、综合设计型实验、个性化创新型实验三层次的虚拟仿真教学模式。基础型实验以验证性实验为主,是结合理论教学对学生基本实验技能和应知应会实验能力的培养;综合型实验是给定学生实验目的或解决问题的目标,让学生利用已有理论知识和实验设备以及实验技能,自主进行实验设计并完成实验,是提高学生综合实验能力的有效途径;个性化创新型实验是学生针对专业领域的科学技术问题开展个性化创新性实验探索,是结合科研对学生创新性思维的培养。目前,中心开出基础型、综合设计型以及个性化创新型虚拟实验项目共计89 项,其中,基础型项目15项, 综合型项目59项,个性化创新型项目15项。

说明: 技术图

2 地质与岩土工程虚拟仿真实验教学体系

在具体实验教学过程中,将教学阶段与教学层次相对应,分低年级本科生、高年级本科生、高年级本科生/研究生“三个教学阶段”培养学生综合实验能力。依托虚拟仿真实验教学平台,按照基础型、综合型和创新型三个层次进行虚拟仿真实验教学,实现低年级本科生-高年级本科生-研究生的贯通式培养。其中,基础型实验对应低年级本科生,综合型实验对应高年级本科生,创新型实验对应高年级本科生和研究生。