虚拟实验

实验简介

(1)实验必要性及实用性:

结构健康监测与振动控制作为土木工程的一门专业课程,其中的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。但是,计算机视觉方法涉及多学科交叉,监测系统构成复杂。在进行实际桥梁的健康监测试验时,受交通、光照、供电等多方面因素影响,存在安全隐患,难以在教学工作中实际应用;学院往届采取模型桥梁进行试验的方法,学生缺乏对实验系统的认识,难以设计合理的实验,同时受实验设备数量限制,学生实际操作时间无法满足熟练掌握设备的要求。

采用虚拟仿真系统,教育教学不再受实验设备数量限制,同时可以更深入形象地对知识点进行讲解。因此,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。

(2)教学设计的合理性

本项目为开放性、启发式实验,倡导学生独立思考,着眼于激发、促进学生的学习积极性,实现独立设计实验目的和方案,保证教学面向全体学生,促使大面积提高教学质量。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。

(3)实验系统的先进性

本项目结合虚拟仿真系统,避免了传统教学中存在的受实验设备数量限制、存在安全隐患等问题,可以将本课程的相关知识点如计算机视觉原理、模板匹配算法、频谱分析等方法,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。在实验结束后,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。