工程地质学是土木工程专业核心课程，其实践性较强，野外地质灾害现场调查实验是该课程实践教学的一项重要内容。然而，野外地质灾害现场教学风险性高，经济成本消耗大，试验周期长。地方国土部门出于对学生人身安全的考虑，很少安排师生前往实际滑坡区进行实践教学。地质灾害监测与防治实验曾尝试采用室内人工实验的方式进行，但土木工程作业量较大，且难以确保每个学生均参与实验。原有的地质灾害实践教学无法有效锻炼学生的实践能力和专业素养，无法满足各类地勘类施工、设计单位对人才的需求。教育信息技术的发展，为高等教育实践教学的改革和深化提供了契机[1-8]。利用虚拟仿真技术为土木类专业本科或研究生建立了虚拟仿真实验教学环境[9-14]，通过交互式的操作在有限的时间内熟悉地质勘察、监测与工程治理的整个流程，有助于提高学生对工程地质学的学习兴趣，且促进学生实践能力和职业素养的锻炼。

　　我校土木工程专业紧密结合实践教学，利用3D仿真技术和Unity3D，3D Studio Max，Maya等开发工具建立了野外滑坡监测与工程防治虚拟仿真实验教学系统(简称实验教学系统)。该实验教学系统全方位展示滑坡勘察、监测、治理整个流程，允许学生自主进行滑坡治理工程设计，同时为学生提供安全和高仿真度的交互式实验环境，解决了现场实验条件高风险、高成本、师资力量不足等问题。本文介绍了该实验教学系统建设的必要性、建设内容、特色优势及存在的问题，为土木类专业及其他工科专业虚拟仿真实验系统建设提供借鉴与参考。

　　1 实验教学系统建设的必要性

　　2 实验教学系统构建

　　3 实验成绩评定标准

　　4 结语

　　虚拟仿真技术能够构建虚拟仿真实验场景，满足学生的沉浸式体验需求，为土木工程专业实践教学改革提供机遇。工程地质学实践教学中引入虚拟仿真技术，对野外滑坡勘察与治理进行三维虚拟仿真，解决了现场实验存在的高风险、不可逆等问题，同时弥补了室内实验与实际工程场景差距较大的不足。通过该实验，学生不仅能够迅速熟悉大型滑坡工程“勘察—监测—治理—风险防控”的全套流程，而且能够激发学生对地质工程的认知兴趣，有助于提升学生的工程实践能力和实践教学质量，为土木工程及相关专业的实践教学改革提供有益的参考。

　　我校已将该虚拟仿真教学实验纳入土木工程和城市地下空间工程专业教学大纲中，服务校内土木类专业300余名本科及研究生。实验教学系统全天向社会开放，为省内同类高校提供实验服务，初步取得了良好的应用效果。目前，实验教学系统尚在持续改进阶段。如何依托现有的实验教学系统建立虚实结合的教学体系，如何依托实验教学系统打造能够培养一流本科人才的虚拟仿真实验平台，还有待进一步研究与探索。因此，后续研究将重点围绕教学体系和虚拟仿真平台的建设开展工作。

　　参考文献

　　[1] 熊宏齐.国家虚拟仿真实验教学项目的新时代教学特征[J].实验技术与管理,2019,36(9):1-4.

　　[2] 李平,毛昌杰,徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索,2013,32(11):5-8.

　　[3] 朱珂,张思妍,刘濛雨.基于情感计算的虚拟教师模型设计与应用优势[J].现代教育技术,2020,30(6):78-85.

　　[4] 陈剑为,田君华,陈曦,等.土力学虚拟仿真实验模块的开发与建设[J].高等建筑教育,2018,27(6):155-160.

　　[5] 惠存,边亚东.垃圾土室内沉降虚拟仿真实验教学探索[J].实验技术与管理,2019,36(10):135-138,143.

　　[6] 胡振华,王颖,王崇革,等.土木工程虚拟仿真实验教学中心建设与思考[J].实验技术与管理,2019,36(10):218-220.

　　[7] 舒志乐,刘保县,魏于航.地方院校土木工程虚拟仿真中心建设实践[J].实验科学与技术,2017,15(4):146-151.

　　[8] 李炎锋,杜修力,纪金豹,等.土木类专业建设虚拟仿真实验教学中心的探索与实践[J].中国大学教学,2014(9):82-85.

　　[9] 陈晨,孙友宏,赵富章,等.基于虚拟仿真技术的钻探工艺实验平台研究[J].实验室研究与探索,2017,36(9):132-135,148.

　　[10] 韦猛,霍宇翔,李谦.虚实结合的地质工程实践教学方法改革探索：钻探虚拟仿真实验教学平台研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2017,44(1):87-92.

　　[11] 戚浩平,熊宏齐,陈峻,等.多场景动态变化基坑形变监测虚拟仿真实验设计与开发[J].东南大学学报(哲学社会科学版),2019,21(S1):146-148.

　　[12] 陈峻,熊宏齐,黄晓明,等.道路交通工程虚拟仿真项目的资源建设方案[J].实验室研究与探索,2017,36(4):98-102.

　　[13] 钟祥华,于岩,楼晓明,等.露天矿台阶爆破虚拟仿真系统的建设与实践[J].实验技术与管理,2020(7):140-144.

　　[14] 杨天鸿,张春明,于庆磊,等.金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真教学实验中心建设与教学实践[J].教育教学论坛,2019(17):140-145.

边亚东1,2 王凯1,2 袁振霞1,2 陈雨婷1,2 纠永志1,2

1.中原工学院建筑工程学院　2.河南省环境岩土工程与地下工程灾害控制工程研究中心