实验教学项目特色

实验方案设计思路

超重力离心模拟试验是指在超重力环境下开展的各类试验,利用超重力的“时空压缩”效应可以实现实验室条件下全过程观测大尺度边坡高速流滑、场地岩土体瞬态地震灾变、污染物地下万年历时迁移等过程,为岩土工程领域的研究和教学提供了革命性工具。但掌握离心模型试验技术需要长期的理论学习和经验积累,进行离心模型试验的成本很高,难以直接运用于大众化的教学中。目前尚无专门针对离心机模拟实验方面的课程,对于离心机模拟手段在科研和教学中的重要性和前景的认识尚不足,本虚拟仿真实验课程拟将超重力离心模拟的概论、理论基础及工程应用等纳入教学内容,针对超重力离心模拟设立系统性课程,使超重力离心模拟技术在教育教学中获得更为广泛的应用。

教学方法创新

本虚拟仿真实验课程结合理论学习和虚拟实验操作的方法,基于深刻的理论认识和虚拟的重复性操作,让学生从原理上掌握超重力离心模拟实验,并通过多次的重复操作加以巩固、修正错误,而不是一味地机械操作,既可以像做真实超重力离心模拟实验一样让学生生动而有趣地掌握知识,又避免了真实离心模拟实验低容错率的问题。

评价体系创新

具有交互功能的系统评价体系,会自动记录学生实验操作过程,对学生学习及纠错能力进行评价,并提供学习记录查看功能,帮助学生提升对实验流程的熟练程度。学生在线操作的过程以报告形成提交,供老师批阅学生有关实验过程、实验数据和结果等处理情况,以此为基础评价学生的学习情况。

对传统教学的延伸与拓展

本虚拟仿真实验课程的建设,将传统土力学中如大尺度边坡高速流滑、岩土体瞬态地震灾变、污染物地下万年迁移等大尺度、长历时或瞬态的现象重演成为现实,对加深学生对土力学问题认识、掌握土力学相关知识有着重要作用。同时,由于离心机应用领域的广泛性,使得他对土木工程、海洋工程、材料科学与工程、地质工程等专业领域的教学都将起到重要作用。