摘要：
分析了目前土木工程实践教学面临的困难，结合广西科技大学土木建筑工程实践教学体系改革，利用虚拟仿真软件平台，提出了“虚实结合”的教学模式及考评体系。
关键词：
土木工程；实践教学；虚拟仿真；虚实结合
随着社会的不断进步，科学技术飞速发展，国家对素质高、能力强的优秀人才迫切需要。工程实践教学是高等教育的重要组成部分，作为实践教学重要的环节的工程训练，在提高大学生工程实践能力和科技创新能力方面，是其它课程不可替代的。但是，由于土木建筑工程的特点（体量大、空间组合复杂、建造过程繁琐、内部构造多样、生产周期较长、建成后难以移动、建造成本较高、现场危险源多等），目前土建类专业学生在进行实验实训以及综合创新技能培养时，很多实验及实践教学过程在真实条件下是不具备或难以完成的。这就要求我们依托现代科学技术的进步，完成旧有体系的蜕变。
1土木工程实践教学的困难
在传统的土木工程专业实践教学中，生产实习及土工实验是极其重要的教学内容。但是，在施工中，往往“一个构架拼装要1周，一个基坑施工要1年”；对于实验，传统的校内实验经常会受到设备与技术的制约，同时，通过观察也发现，学校实验形式单一、内容有限、知识分散，对建筑业提出的关于人才培养的相关要求完全不能适应。这就迫使人们结合现代技术做出创新，与实践相互补充，弥补实践教学的不足。在开展实践教学过程中遇到的难题，具体包括：（1）土木类专业实验具有综合性强、设备体量大、实验环境恶劣、资源消耗大、成本较高的特点，特别是危险性高、体量大、结构复杂但与实际工程结合紧密的实验在实验室内无法让本科生直接深入参与。（2）土木工程专业学生人数多，企业接待能力有限，面对规模如此大的实习队伍，对企业来说要安排集体生产实习难度是很大的。任何一家企业也没有这样的接待能力，即使以分班轮流的方式进行生产实习，实习周期叠加起来也会很长，对企业的正常生产活动也会有影响。（3）由于建筑自身组成及建造过程的影响，学生在生产实习过程中，只能看到建造某阶段建筑表露在外面的建筑形式，大大拉低了生产实习的效果。
2虚拟仿真技术
虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，2013年，教育部根据《教育信息化十年发展规划（2011－2020年）》，决定开展部级虚拟仿真实验教学中心建设工作。鼓励高校深入研究虚拟仿真技术，切实做到“虚实结合”的教学方式，研究与实践对教学方法、实验手段等方面的改革，使实践训练与相关技术的发展相适应。虚拟仿真技术对于实践教学的主要功能包括：（1）虚拟仿真实验室建设应紧密结合土木类专业实验教学需求，使学生能够利用实验室对实验的相关参数利用虚拟仪器进行操作，搭建实验系统。如利用钢筋混凝土简支梁静载实验模拟系统，学生可以自行设置梁的截面尺寸、配筋、长度等几何参数以及混凝土、钢筋等材料参数，达成特定实验的特定实验场景配置，并在虚拟场景中通过学生亲自选择支座形式，布置分配梁、加载点等加载条件，增加学生对实验的参与度，更加有效地增长学生的学科技能。（2）利用虚拟仿真技术实现工程设计的数字化和虚拟施工。通过BIM（BuildingInformationModel-ing，建筑信息模型）技术建设工程施工虚拟仿真平台，对土木工程关键施工过程进行动画模拟，基本实现对土木工程施工关键过程的虚拟再现；通过对校内外实验场地条件以及各种工程测量实验仪器设备参数的模拟完成工程测量虚拟仿真平台的搭建，再现现实条件下人机交互操作场景，将工程测量课程中主要实验环节的工作流程一一展现在学生面前。（3）利用虚拟仿真实验室的网络化，协同教学工作的开展。实验室通过构建网络访问平台，满足用户通过平台进行教学信息交流，使老师能够通过平台教学任务、检查学生任务完成情况，学生能够通过平台接受教学信息、提交成果，方便教学的进行。
3“虚实结合”实践教学的实现途径
面对土木工程专业生产实习及大型实验存在的问题和困难，最好的解决方法之一就是采用计算机及其他信息技术进行虚拟仿真实习及实验，目前国内许多相关尝试和探索已经在很多高校内逐步开展。广西科技大学结合区外高校建设虚拟仿真中心的先进经验，结合自身特点，建立了广西区内第一个土木建筑工程专业虚拟仿真实验室，积极推进实践教学改革。为推进“虚实结合”实践教学需要进行的相关举措如下：
3．1“土木建筑工程虚拟仿真实验
教学中心”建设研究开发LED微间距虚拟现实仿真沉浸式硬件环境以及开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台的建设，提升学校基础设施技术水平。
3．2支持“虚拟实验＋实物实验”融合的实验教学模式，增设虚拟仿真实验项目16项
在原有实物实验的基础上，对培养方案进一步调整、结合实验室及虚拟仿真实验教学管理平台，增设16项虚拟仿真实验项目（基于BIM技术的仿真建模及漫游虚拟仿真实验、基于BIM模型的碰撞检测虚拟仿真实验、基于BIM模型的施工进度虚拟仿真实验、基于BIM模型的施工现场三维场布虚拟仿真实验等），为学生的实验教学提供丰富的题材。
3．3建设开放式虚拟仿真实验教学管理平台，实现所有网络教学资源局域网内7*24小时不间断访问
结合先进的计算机语言与CG技术，确立虚拟仿真中心，并在此基础上，结合数据库及Web，把虚拟仿真中心打造成开放的虚拟仿真教学管理平台，实现平台与学校原有管理平台的对接，让管理员，老师，学生时刻可以访问平台，完成平台管理及教学任务，使得原有低速的教学任务，在网络的支持下，变得顺畅、高效。
3．4在开放实验室的基础上，推进大学生创新创业项目及学科竞赛活动开展
在高校的教学活动中，学院在实验室全面开放的前提下，积极调动学生兴趣，以学科竞赛的形式，让学生在空闲之余，参与到学习中来，逐步提高学生对本专业学科知识的掌握情况。与此同时，以培养学生的创新精神和实践能力为目的，通过与企业的全方位合作，举办创新创业大赛，让学生能够积极参与进来，使大学生的综合素质不断提高。
3．5基于“BIM创新创业基地”，学生参与工程实践活动
2013年以来，学院抓住“互联网＋”机遇，在土木工程施工及项目管理课程教学内容中添加当今建设领域中最炙手可热的BIM技术，依托学院BIM研究所，创建“大学生BIM创新创业实践基地”，与当地企业全面开展合作，让学生在学校期间就参与到实体项目中去，现已完成的建筑项目有广西金融广场、广西凯业花园、百色干部学院以及柳州中医院东院等多个大型项目。通过这些实际项目，提高了学生解决实际工程问题的能力，也调动了学习积极性。
4结论
总之，土木类专业应该以培养学生的创新能力、自主学习能力、工程实践能力为目的，坚持“虚实结合、相互补充、能实不虚”的理念，完成虚拟仿真实验教学中心建设。积极跟进时代步伐，结合社会需要，不断把优秀毕业生投向社会，让学院成为科技进步的风向标，引领时代的进步。
作者：陈华 王鹏凯 赵军 钟壮林 杨东辉 单位：广西科技大学土木建筑工程学院
参考文献
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