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摘要：
分析了目前土木工程實踐教學面臨的困難，結合廣西科技大學土木建筑工程實踐教學體系改革，利用虛擬仿真軟件平臺，提出了“虛實結合”的教學模式及考評體系。
關鍵詞：
土木工程；實踐教學；虛擬仿真；虛實結合
隨著社會的不斷進步，科學技術飛速發展，國家對素質高、能力強的優秀人才迫切需要。工程實踐教學是高等教育的重要組成部分，作為實踐教學重要的環節的工程訓練，在提高大學生工程實踐能力和科技創新能力方面，是其它課程不可替代的。但是，由于土木建筑工程的特點（體量大、空間組合復雜、建造過程繁瑣、內部構造多樣、生產周期較長、建成后難以移動、建造成本較高、現場危險源多等），目前土建類專業學生在進行實驗實訓以及綜合創新技能培養時，很多實驗及實踐教學過程在真實條件下是不具備或難以完成的。這就要求我們依托現代科學技術的進步，完成舊有體系的蛻變。
1土木工程實踐教學的困難
在傳統的土木工程專業實踐教學中，生產實習及土工實驗是極其重要的教學內容。但是，在施工中，往往“一個構架拼裝要1周，一個基坑施工要1年”；對于實驗，傳統的校內實驗經常會受到設備與技術的制約，同時，通過觀察也發現，學校實驗形式單一、內容有限、知識分散，對建筑業提出的關于人才培養的相關要求完全不能適應。這就迫使人們結合現代技術做出創新，與實踐相互補充，彌補實踐教學的不足。在開展實踐教學過程中遇到的難題，具體包括：（1）土木類專業實驗具有綜合性強、設備體量大、實驗環境惡劣、資源消耗大、成本較高的特點，特別是危險性高、體量大、結構復雜但與實際工程結合緊密的實驗在實驗室內無法讓本科生直接深入參與。（2）土木工程專業學生人數多，企業接待能力有限，面對規模如此大的實習隊伍，對企業來說要安排集體生產實習難度是很大的。任何一家企業也沒有這樣的接待能力，即使以分班輪流的方式進行生產實習，實習周期疊加起來也會很長，對企業的正常生產活動也會有影響。（3）由于建筑自身組成及建造過程的影響，學生在生產實習過程中，只能看到建造某階段建筑表露在外面的建筑形式，大大拉低了生產實習的效果。
2虛擬仿真技術
虛擬仿真實驗教學是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，2013年，教育部根據《教育信息化十年發展規劃（2011－2020年）》，決定開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作。鼓勵高校深入研究虛擬仿真技術，切實做到“虛實結合”的教學方式，研究與實踐對教學方法、實驗手段等方面的改革，使實踐訓練與相關技術的發展相適應。虛擬仿真技術對于實踐教學的主要功能包括：（1）虛擬仿真實驗室建設應緊密結合土木類專業實驗教學需求，使學生能夠利用實驗室對實驗的相關參數利用虛擬儀器進行操作，搭建實驗系統。如利用鋼筋混凝土簡支梁靜載實驗模擬系統，學生可以自行設置梁的截面尺寸、配筋、長度等幾何參數以及混凝土、鋼筋等材料參數，達成特定實驗的特定實驗場景配置，并在虛擬場景中通過學生親自選擇支座形式，布置分配梁、加載點等加載條件，增加學生對實驗的參與度，更加有效地增長學生的學科技能。（2）利用虛擬仿真技術實現工程設計的數字化和虛擬施工。通過BIM（BuildingInformationModel-ing，建筑信息模型）技術建設工程施工虛擬仿真平臺，對土木工程關鍵施工過程進行動畫模擬，基本實現對土木工程施工關鍵過程的虛擬再現；通過對校內外實驗場地條件以及各種工程測量實驗儀器設備參數的模擬完成工程測量虛擬仿真平臺的搭建，再現現實條件下人機交互操作場景，將工程測量課程中主要實驗環節的工作流程一一展現在學生面前。（3）利用虛擬仿真實驗室的網絡化，協同教學工作的開展。實驗室通過構建網絡訪問平臺，滿足用戶通過平臺進行教學信息交流，使老師能夠通過平臺教學任務、檢查學生任務完成情況，學生能夠通過平臺接受教學信息、提交成果，方便教學的進行。
3“虛實結合”實踐教學的實現途徑
面對土木工程專業生產實習及大型實驗存在的問題和困難，最好的解決方法之一就是采用計算機及其他信息技術進行虛擬仿真實習及實驗，目前國內許多相關嘗試和探索已經在很多高校內逐步開展。廣西科技大學結合區外高校建設虛擬仿真中心的先進經驗，結合自身特點，建立了廣西區內第一個土木建筑工程專業虛擬仿真實驗室，積極推進實踐教學改革。為推進“虛實結合”實踐教學需要進行的相關舉措如下：
3．1“土木建筑工程虛擬仿真實驗
教學中心”建設研究開發LED微間距虛擬現實仿真沉浸式硬件環境以及開放式虛擬仿真實驗教學的管理和共享平臺的建設，提升學?；A設施技術水平。
3．2支持“虛擬實驗＋實物實驗”融合的實驗教學模式，增設虛擬仿真實驗項目16項
在原有實物實驗的基礎上，對培養方案進一步調整、結合實驗室及虛擬仿真實驗教學管理平臺，增設16項虛擬仿真實驗項目（基于BIM技術的仿真建模及漫游虛擬仿真實驗、基于BIM模型的碰撞檢測虛擬仿真實驗、基于BIM模型的施工進度虛擬仿真實驗、基于BIM模型的施工現場三維場布虛擬仿真實驗等），為學生的實驗教學提供豐富的題材。
3．3建設開放式虛擬仿真實驗教學管理平臺，實現所有網絡教學資源局域網內7*24小時不間斷訪問
結合先進的計算機語言與CG技術，確立虛擬仿真中心，并在此基礎上，結合數據庫及Web，把虛擬仿真中心打造成開放的虛擬仿真教學管理平臺，實現平臺與學校原有管理平臺的對接，讓管理員，老師，學生時刻可以訪問平臺，完成平臺管理及教學任務，使得原有低速的教學任務，在網絡的支持下，變得順暢、高效。
3．4在開放實驗室的基礎上，推進大學生創新創業項目及學科競賽活動開展
在高校的教學活動中，學院在實驗室全面開放的前提下，積極調動學生興趣，以學科競賽的形式，讓學生在空閑之余，參與到學習中來，逐步提高學生對本專業學科知識的掌握情況。與此同時，以培養學生的創新精神和實踐能力為目的，通過與企業的全方位合作，舉辦創新創業大賽，讓學生能夠積極參與進來，使大學生的綜合素質不斷提高。
3．5基于“BIM創新創業基地”，學生參與工程實踐活動
2013年以來，學院抓住“互聯網＋”機遇，在土木工程施工及項目管理課程教學內容中添加當今建設領域中最炙手可熱的BIM技術，依托學院BIM研究所，創建“大學生BIM創新創業實踐基地”，與當地企業全面開展合作，讓學生在學校期間就參與到實體項目中去，現已完成的建筑項目有廣西金融廣場、廣西凱業花園、百色干部學院以及柳州中醫院東院等多個大型項目。通過這些實際項目，提高了學生解決實際工程問題的能力，也調動了學習積極性。
4結論
總之，土木類專業應該以培養學生的創新能力、自主學習能力、工程實踐能力為目的，堅持“虛實結合、相互補充、能實不虛”的理念，完成虛擬仿真實驗教學中心建設。積極跟進時代步伐，結合社會需要，不斷把優秀畢業生投向社會，讓學院成為科技進步的風向標，引領時代的進步。
作者：陳華 王鵬凱 趙軍 鐘壯林 楊東輝 單位：廣西科技大學土木建筑工程學院
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