实验教学项目特色

实验方案设计思路

计算机视觉方法是一种新型的位移监测方法,可以有效避免接触式和非接触式位移测量方法的弊端,其远距离、非接触、低成本、高精度、抗电磁干扰的优点已经得到了广大土木工程研究人员的关注和认可。本项目基于计算机视觉方法,建设虚拟仿真试验项目,可以有效改善教学条件,拓展教学内容。

教学方法创新

本项目为开放性,启发式实验,倡导学生独立思考,设计实验目的和方案。同时为线上线下混合教学,通过线上的学习,掌握实验的原理和仪器的操作方法,并通过线下的实际操作进一步进行基础知识与实验方法的巩固。

评价体系创新

从实验操作、实验报告、成果展示等维度考察学生是否熟练掌握实验原理和操作方法,达到实验目的要求。

实验操作方法,将由虚拟仿真程序会自动记录学生实验操作过程,指出对学生的操作失误并指导正确的操作方法。实验报告和成果展示则考察学生对数据的处理能力,结论的归纳能力。通过三个方面对学生的学习情况做出综合评定。

对传统教学的延伸与拓展

对实际结构的健康监测试验是教学重要的组成部分,本项目对结构的监测内容包括位移频谱分析,模态识别从而分析结构健康状况。但是,对实际桥梁结构进行位移监测时,受到交通、设备等多方面的影响,同时存在安全隐患;使用模型实验也会遇到仪器数量不足,难以满足教学需求的问题。同时监测系统涉及的学科众多,理解和实际操作难度较大。学生很难系统掌握监测系统的构成,不能对其深刻理解和设计。

结合虚拟仿真系统,可以将本课程的相关知识点如计算机视觉的原理、频谱分析的方法和结果,给学生更加直观和近距离的体验和认识,便于学生理解和掌握计算机视觉和频谱分析,提高学生对位移监测的认识、增强学生实验能力、拓展知识面。在试验结束之后,虚拟仿真的项目也会对学生持续开放,方便学生的预习和复习等自主地练习。