建筑材料虚拟实验的建设范文

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一、建筑材料虚拟实验的构建

1.实验的设计思路。建筑材料虚拟实验的构建目标是提供网络教育实验教学的新方式，将建筑材料实验从实验室搬到网络平台，使在职人员可通过网络平台做水泥、钢筋、混凝土、砂浆等多种基本建材实验，结合真实实验，从而更好地达到建筑材料实验教学的目的。建筑材料虚拟实验具体内容包括：（1）与实验原理相关的国家标准、规范以文本的形式导入网络平台。（2）实验操作步骤利用实际录像以视频的形式展现或者用数码相机拍摄实验主要过程图片加以滚动的字幕表示。（3）利用实验操作结果，手动进行数据的记录与处理。

2.实验的构建功能。该虚拟实验的构建功能如图1所示，主要包括原理规范、操作演示、视频演示和实验报告等内容，既包含了教学大纲中对实验的基本要求，又建立了辅助教学和在线交流功能。原理规范主要介绍了每个实验的基本原理、实验依据、实验设备和相应的取样、操作程序，其形式为文本。学生可以通过在线浏览和文档下载初步掌握实验的总体过程。操作演示是在实验原理的基础上，为刚开始进行实验操作的学生设计的一个作为参考用的实验指导步骤，采用图文混合方式，将实验步骤具体分解，能有效、快速地辅助学习者了解该实验的操作过程，是对实验的总体指导，其步骤是规范和标准的。视频演示是整个虚拟实验的核心，主要包含了水泥、混凝土、砂浆、钢筋等实验教学内容的录像资料。采用真实的设备、素材进行实验，以连续的活动图像，真实、有序、同步、形象地实现实验的全过程。通过视频演示，学生不仅可以掌握实验过程、实验原理，同时也能直观地掌握仪器设备的操作技术。在视频演示中还特别设计了局部放大功能，可以让学生清晰地观察到试件在加载过程中的变形状况及仪器设备的数据记录，使得实验数据不失真实，数据处理规范标准。实验报告是通过实验中的观察、分析、综合、判断，如实地把实验的全过程和实验结果用文字形式记录下来的书面材料。学生可以通过网络平台下载实验报告模板，根据模板要求填写实验数据并计算分析得出结果。辅助教学和在线交流功能使学生在实验过程中遇到的问题疑难点可以向教师请教，教师也可以随时发送测试题来检查学生的掌握程度。

3.实验的构建资源。（1）引入数字化仪器，建立实验硬件环境，建筑材料虚拟实验应结合课程特点，创建虚实结合、以实为主的实验教学模式。通过数字化仪器，提高实验硬件建设水平，增强实验教学功能，并能够在数字化实验环境下，完成常规的实验任务，培养学生基本实验方法、实验能力，同时通过网络把数字化实验环境扩展出去，使实验得到有效延伸，大幅度提高实验设备的利用率。（2）构建以计算机为主体的数字化实验平台，建筑材料虚拟实验要真正体现出其教学优势，必须以计算机为主体，构建虚拟实验平台。一方面计算机作为控制设备，能充分开发数字化仪器的功能，另一方面计算机构建起虚拟实验平台，学生可以通过平台直接进行在线实验学习，在时间和空间上大幅度地拓展了实验环境。（3）发挥网络优势，形成立体化实验教学模式，网络是建筑材料虚拟实验的神经线，它可以保证数字化实验的高效率运行，达到最佳效果。一方面网络把数字化仪器设备等硬件资源发散出去，开展远程实验，充分发挥数字化仪器设备的优势，提高了利用率。另一方面网络把虚拟实验平台、多媒体课件、实验辅导资料等软件资源发散出去，打破了传统实验的时空限制，提高了远程实验学习效果。（4）建设现代化管理手段，保障数字化实验顺利开展，网上实验管理可以实时监控学生的实验学习情况，实现实验预约、解惑答疑、报告提交、实验讨论、自我测试等功能，通过批阅学生的预习报告、查看学生的网上提问和测试结果，及时了解学生的学习情况，便于有针对性地安排辅导。

二、建筑材料虚拟实验的应用效果

1.全面推进了实验教学现代化。实验数据的实时采集、实时传输、实时记录、实时绘图、实时分析和实时分享使建筑材料实验环境无限扩展，同时教学实验模版、实验结果以及实验报告的电子化，使得教学评价和教学指导的模式更加现代化，从而可以进一步促进教学、优化教学。

2.有效加深了学生对实验现象和原理的理解。由于建筑材料虚拟实验的结果非常直观、精确，学生对许多实验现象的直接观察和定量记录得以实现，对实验结果的认可度和把握性大大提高，从传统的死记硬背地机械性学习转变为有意义的理解性、探究性学习，学习效率和效果也将随之提高。

3.建筑材料虚拟实验有助于培养学生综合应用现代科技的能力。作为未来世界的主人，当代学生需要体验并实践各种先进的实验理念和实验技术，数字化实验室建设为学生个体发展现代科技素养提供了契机，学生可以运用各类传感器、数据采集器、计算机以及必要的实验配件等硬件通过开放性的软件进行各类实验操作，实验的综合性和现代化是空前的。

21世纪是信息技术高速发展的时代，建筑材料虚拟实验作为网络实验教学的创新成果具备良好的发展前景。我们应密切关注现代化技术，使虚拟实验在网络学习中发挥更重要的作用，进一步扩大网络教育的规模。

作者：田丹单位：大连理工大学远程与继续教育学院