產(chǎn)品詳細介紹1、模擬實驗室建設的必要性
化解實驗硬件不足與實驗課時之間的矛盾：學校的實驗室數(shù)量或者實驗設備數(shù)量不足，不能滿足教學實驗課時的需要，利用模擬實驗室，可以采用多種手段：計算機仿真技術、視頻、實物，以彌補實驗室硬件缺少的不足，在滿足學生實驗課時的同時減少實驗室的經(jīng)費投入；
學生的實習受時間和環(huán)境條件的限制：學校教學和社會實踐在時間上不能協(xié)調(diào)好，學生不能將理論知識和生產(chǎn)實踐相結(jié)合，影響教學效果；
傳統(tǒng)教學缺少學生綜合實踐的場所：傳統(tǒng)的實驗和教學手段是針對一個具體的課程，而不能將有關課程進行有機的結(jié)合，模擬實驗室提供了一個有效的綜合實驗的工具，可以讓學生將所學的課程進行綜合集成實驗。
2、模擬實驗室建設的意義
改變傳統(tǒng)的教學模式：利用計算機仿真技術充分調(diào)動學生的積極性，真正做到“寓教于樂”，分角色的設計實驗提高了學生的創(chuàng)新和應變能力；
培養(yǎng)學生利用工具軟件的能力：使得學生能在一個仿真的工作環(huán)境中進行實驗實習，為畢業(yè)后進入工作角色提供條件；
加強理論與實踐的結(jié)合：能使學生隨著教學進度能感性理解教學內(nèi)容，克服理論與實踐脫節(jié)的問題。
3、模擬實驗室的建設思路
實驗室的建設思路是：“工程管理基礎實驗室”包括硬件平臺和軟件平臺兩個層次，硬件平臺按照大平臺、單元化的總體思路，力爭實現(xiàn)現(xiàn)實與虛擬互動，建造以“土木實驗”為中心的實驗環(huán)境和以“工程造價” 的網(wǎng)絡環(huán)境為一體的硬件平臺；軟件平臺主要是指實驗課程體系的構建，也包括實驗室運行制度與機制的設計。初步設想是構建一個面向工程管理、工程造價和工程保險本科專業(yè)的實驗平臺體系，實現(xiàn)專業(yè)建設、學科建設與實驗室建設的良性互動。
人才培養(yǎng)思路：加強基礎與增強適應性結(jié)合；培養(yǎng)適任、敬業(yè)為特色的高級應用人才；畢業(yè)生要有三種能力：創(chuàng)新設計能力、工程實踐能力、通用管理能力。
通過以上兩者的互相結(jié)合，達到良好的人才培養(yǎng)效果。
5、模擬實驗室試驗類型設置
認知型實驗：按照實驗要求，準備一系列圖片、文字、動畫等實驗素材供學生進行學習，最后以單項選擇題的方式對學生進行考核，以上素材和考核題目均由相關教師準備。系統(tǒng)提示學生按正確的步驟進行，并最后對學生的考核情況自動給出分數(shù)，反饋給教師，例如“構件的認知實驗”。
交互型實驗：開發(fā)相關的人機交互模擬軟件程序，學生模擬實際實驗情況，進行操作，最后由系統(tǒng)記錄其操作并自動生成實驗報告（doc等格式），教師審閱后給出分數(shù)，例如“混凝土梁的彎曲實驗”。
設計型實驗：根據(jù)某知識領域的相關知識和課堂內(nèi)容，教師指定設計題目，學生自行設計，最后提交電子形式的設計報告，上傳至系統(tǒng)。教師需要準備設計題目，審閱學生的設計報告并打分，例如“房屋建筑學課程設計”。
操作型實驗：不需要實驗報告（或者不以電子形式提交的設計報告），學生按照指定實驗的要求，進行操作或者演習。教師需要準備實驗題目，并根據(jù)學生的實際表現(xiàn)進行考核，例如“招投標管理實驗”。
6、模擬實驗室系統(tǒng)功能介紹
土木工程模擬實驗單元
該單元主要結(jié)合學生的專業(yè)課進行設計。與該單元相關的專業(yè)課程有：房屋建筑學、鋼筋混凝土結(jié)構、建筑施工等。通過該單元的設計，使學生能獲得直觀的學習效果。
在建筑構件認知中，根據(jù)不同的工程類別對建筑構件進行分解，在分解的過程中能顯示建筑構件的名稱，使得學生能非常直觀的掌握某一構件在結(jié)構中的位置，同時，系統(tǒng)還根據(jù)結(jié)構的構成，按照不同的部位提供各種構件的三維模型，讓學生了解各種構件的受力特點和具體的使用條件。
系統(tǒng)提供繪圖功能，使學生在經(jīng)過一段時間的學習以后，能根據(jù)教師布置的作業(yè)要求，完成相應的作業(yè)或者課程設計，并能實現(xiàn)在網(wǎng)上提交給教師評閱，減少以往圖版繪圖的工作量，同時培養(yǎng)學生使用現(xiàn)代管理工具的能力。
鋼筋混凝土梁的受彎試驗克服以往提前預制試驗構件的困難，隨時都能為學生提供試驗環(huán)境。學生只要輸入構件的幾何尺寸和混凝土標號以及鋼筋的布置，系統(tǒng)即可進行仿真試驗，能顯示裂縫的變化和撓度的變化，使得試驗更直觀，試驗結(jié)果可以和學生在試驗前的計算結(jié)果進行對比，這培養(yǎng)了學生現(xiàn)代科研的能力，同時也降低了學校開設傳統(tǒng)試驗課程的費用成本。
系統(tǒng)能通過動畫、錄像等形式進行施工技術的教學，克服傳統(tǒng)的靜態(tài)圖片教學的弊端，使學生能快速、直觀的進行施工技術的學習，為以后的實際工作打下良好的基礎。
在力學教學中，傳統(tǒng)的教學手段只是讓學生了解和掌握單構件在荷載作用下的變形情況，而對結(jié)構的整體變形學生沒有整體的概念。本系統(tǒng)中，我們采用真實的案例，根據(jù)計算結(jié)果，將結(jié)構在不同荷載下的變形情況通過錄像的形式表現(xiàn)，使得學生對結(jié)構在荷載作用下的變形有感性的認識。
工程力學模擬實驗單元
本單元提供了金屬的拉伸試驗、壓縮試驗、彎曲正應力試驗以及彈性模量的測定試驗。這些虛擬試驗，提供了從試驗設備操作、試驗各步驟的操作，試驗結(jié)果分析等各個過程，學生通過這些虛擬試驗，能感受到真實試驗的環(huán)境，克服了傳統(tǒng)試驗中多個學生一組，不能每個人都進行操作的弊端。
建材模擬實驗單元
建材試驗單元提供水泥和混凝土的試驗步驟演示。通過動畫和錄像的結(jié)合，讓學生掌握真實的水泥和混凝土的試驗步驟，有條件的學校還可以輔以簡單的試驗設備，軟硬結(jié)合，達到良好的教學效果。
工程造價模擬實驗單元
按照教學要求，系統(tǒng)根據(jù)教學進度，能提供工程量的計算和定額計價的試驗，學生可以將教師布置的作業(yè)圖紙通過軟件錄入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)根據(jù)輸入的圖紙，根據(jù)學生輸入的計算部位，進行工程量的計算，同時學生也能掌握工程量的計算規(guī)則。在工程量的計算基礎上，學生還能進一步的選擇需要的定額，進行工程造價的計算。針對學生的課程設計和畢業(yè)班的畢業(yè)設計，系統(tǒng)提供全過程的量價計算，讓學生進行工程造價全過程的模擬實驗。
工程過程管理模擬實驗單元
該試驗單元提供項目可研分析、招投標管理、進度管理等功能，能讓學生通過系統(tǒng)進行有關投資指標的計算，也能在系統(tǒng)中根據(jù)教師的布置，完成招標投標的全過程的試驗模擬，并能回答教師提問的問題，進行知識點的考核。
同時系統(tǒng)中還提供三維現(xiàn)場施工布置圖的設計軟件。學生能進行施工現(xiàn)場的布置，并且能根據(jù)一定的要求完成有關施工現(xiàn)場布置的說明文檔，并將文檔和布置圖從網(wǎng)上提交給教師進行審批。
7、模擬實驗室系統(tǒng)的角色設置
系統(tǒng)提供三種角色：管理員、教師和學生。
管理員：對系統(tǒng)進行維護，對參與試驗的教師進行授權，使教師能順利的進入系統(tǒng)，完成教學任務。
教師：教師根據(jù)管理員的授權，進入系統(tǒng)，完成試驗任務的布置和有關試驗學生的授權，同時還能在系統(tǒng)中與學生進行互動交流。
學生：在系統(tǒng)中完成相關的試驗任務，提交試驗報告，對于與學習中遇到的問題，能在系統(tǒng)中同教師進行交流。
中國建筑科學研究院 建筑工程軟件研究所
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