虚拟仿真实验教学中心建设必要性

发布时间:2016-05-19浏览次数:

  随着信息技术的发展以及高等学校对实验教学要求的不断提高,虚拟仿真实验教学在高等学校的应用日益增多。虚拟仿真实验可以弥补真实实验在实验条件、实验成本、交互性和安全性等方面的不足,与真实实验教学结合,相互补充,可以有效促进高校学生创新精神和实践能力的提高。2013年教育部正式启动了国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作,通过建设具有示范引领作用的虚拟仿真实验教学中心,持续推进实验教学信息 化建设,推动高等学校实验教学改革与创新。

  力学作为工科基础学科,其实验教学要贴近工程、 反映实际,力学虚拟仿真实验教学也要不断采用先进的技术,将复杂数值模拟的高性能计算系统、具有真实表现力的三维互动呈现技术与互联网技术进行有效融合,开发先进的高性能虚拟仿真实验教学项目。建设力学与工程虚拟仿真实验教学中心,是现代工程教育的必然要求。

  (1)虚拟仿真实验教学是基础知识拓展的需要。力学是工程科学的基础,而在各门力学课程知识的学习中,真实实验项目毕竟有限,虚拟仿真实验项目可以很好地弥补这样的局限。工程力学、土木工程、机械工程等专业是湘潭大学的特色和优势专业,学生通过虚拟仿真实验项目,不但将各门力学知识综合应用,而且能够在综合应用中增强创新意识和能力。

  (2)虚拟仿真实验教学是学科研究成果转化为人才培养资源的手段。湘潭大学一般力学与力学基础是国家中心点学科,师资力量雄厚,承担国家重点项目和省部级重大工程专项的研究,取得了一批标志性成果,将这些学科前沿研究成果或重大工程技术成果,转化成虚拟仿真实验教学资源,学生通过这些资源可以拓宽视野、激发兴趣和学习动力,显著提升理论联系实际、学以致用的创新能力。

  (3)虚拟仿真实验教学是现代工程教育不可或缺的先进手段。以土木工程为例,现在土木工程通常具有体量巨大、结构复杂、施工周期长、管理难度高等特性。传统的土木工程实践教学由于时间、安全、经费等条件的制约无法实现对这些工程项目总体的全面了解,也无法满足对关键技术的深入认识。此外,校内实验室教学资源受设备与技术的制约,实验教学形式相对单一,内容基本局限于简单的基础性实验项目,已不能适应社会对培养富有实践能力与创新精神的高层次人才的需求。因此,教学中迫切需要将一些典型工程案例转化成虚拟仿真实验教学资源,形成与真实实验及实践教学相辅相成、优势互补的新型实验教学模式。

  为了拓展力学与工程教育实验及实践教学的深度和广度,实现科研反哺教学、紧密结合工程实际的教学模式,同时也尽可能降低实验成本、实验风险,在现有真实实验、认识实习和生产实习的基础上,利用虚拟仿真技术,构建具有贴近工程、高度仿真、开放共享的虚拟仿真实验教学资源,是对真实实验及实践教学的有益补充和创新。