中国现代教育装备
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 教育科技  
虚拟仿真技术在道路与桥梁工程技术专业教学中的应用研究
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2025-9-28 11:51:47
  [导读] 随着道路与桥梁工程技术的复杂性和多样性不断增加,原有教学模式在培养高水平技术人才方面逐渐显现出其局限性。通过分析道路与桥梁工程技术专业教学中的“三高三难”问题,探讨了虚拟仿真技术的应用价值,其不仅能有效降低教学成本、提升学生的实践操作能力,而且能在确保安全的前提下进行高危操作的模拟练习。通过校企合作和虚实结合的教学模式,虚拟仿真实训基地的建设为道路与桥梁工程技术专业的教学创新提供了重要支持,显著提升了学生的学习效果和实践操作能力。

  随着全球经济的持续增长和城市化进程的加速,基础设施建设特别是道路与桥梁工程,已成为推动国家经济发展的重要支撑[1-2]。2019年中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》提出,科技创新富有活力、智慧引领,强化前沿关键科技研发,大力发展智慧交通。2021年中共中央、国务院发布的《国家综合立体交通网规划纲要》指出,要注重科技赋能,促进交通运输提效能、扩功能、增动能;推进交通基础设施数字化、网联化,提升交通运输智慧发展水平。通过科技创新和技术进步提升交通基础设施建设水平,推动智能交通和智慧基础设施的广泛应用,培养适应现代化发展的高素质技术人才。这对道桥工程技术人员提出了更高要求,既要具备扎实的理论知识,又要具备较强的实践操作能力。道路与桥梁工程技术专业属于交通运输大类,在高等教育体系中占据重要地位,肩负着培养高素质工程技术人才的重任。

  然而,随着工程技术的快速发展,原有教学模式的局限性逐渐显现[3-4]。道路与桥梁工程技术专业教学通常依赖课堂讲授和有限的现场实训,面对现代工程技术的复杂性和多样性,这种模式显得力不从心,难以满足培养高水平技术人才的需求。特别是专业教学中的“三高三难”问题,即高投入、高难度、高风险,难实施、难观摩、难再现,已经成为阻碍教学效果提升的瓶颈[5-6]。实验设备和材料成本的上升、理论与操作技能的传授难度以及实训中的安全风险,进一步限制了学生的实践机会,导致理论与实践脱节。

  虚拟仿真技术是一种基于计算机的模拟技术,通过虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等手段,创建与真实环境相似的虚拟世界,为有效解决道路与桥梁工程技术专业教学中的“三高三难”问题提供了新的方案。它能够在安全、可控的环境中模拟复杂的工程操作,使学生能够在不受时间、空间和材料限制的条件下反复进行练习,从而提高学习效果[7-8]。因此,建设虚拟仿真实训基地成为提升道路与桥梁工程技术专业教学质量的重要举措。本研究探讨了虚拟仿真实训基地的建设与应用,分析其在解决“三高三难”问题中的作用,为专业教学创新提供理论支持和实践指导。

  1 道路与桥梁工程技术专业教学现状

  2 虚拟仿真技术在专业教学中的应用

  3 虚拟仿真实训基地的建设路径

  4 虚拟仿真实训基地的应用与推广

  5 结语

  本研究围绕道路与桥梁工程技术专业的“三高三难”问题,探讨了虚拟仿真技术在专业教学中的应用与推广。虚拟仿真实训基地的建设不仅解决了原有教学中的高投入、高难度和高风险问题,而且显著提升了学生的实践能力和学习效果。通过虚实结合的教学模式,学生能够在安全、可控的环境中反复练习复杂操作,掌握实际技能。

  随着技术的不断进步,虚拟仿真系统将趋于更加完善,更接近真实的施工环境,能够进一步提升教学质量。同时,校企合作的深化将推动虚拟仿真实训基地成为行业人才培养的重要平台,助力道路与桥梁工程技术专业教学与工程实践的紧密结合。通过不断探索和实践,虚拟仿真技术将在工程教育中发挥更大的作用,为培养高素质技术人才提供坚实的支撑。

  参考文献

  [1] 赵海燕,杨效宇,张云珂,等.虚拟仿真技术在土木工程施工中的应用[J].百科知识,2024(21):26-27.

  [2] 王英杰,孙玉周,边亚东.新工科背景下土木类专业核心课程虚拟仿真实验探索研究[J].河南教育(高教),2024(4):84-85.

  [3] 蒋雅君,晏启祥,赵菊梅,等.土木工程专业课程视域虚拟仿真实验教学实践[J].中国建设教育,2023(3):135-138.

  [4] 杨萌萌.交通控制类虚拟仿真实验教学模式探究[J].中国现代教育装备,2024(3):36-39.

  [5] 姚晓荣,叶兰洲.高职院校基于虚拟仿真的实验教改与实践研究[J].现代商贸工业,2024,45(4):267-268.

  [6] 孙国强,祁越,张金喜,等.道路建筑材料课程科研反哺与虚实结合教学研究[J].实验室研究与探索,2023,42(7):166-172.

  [7] 才西月.职业教育虚拟仿真实训教学模式研究:以《道路工程勘测》课程为例[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2023,25(2):83-86.

  [8] 张俊娟,卫少阳.高职道桥专业虚拟仿真实训基地建设研究与实践:以隧道与桥梁工程虚拟仿真实训中心建设为例[J].科技风,2023(9):54-56.

  [9] 魏明汉.虚拟仿真在土木工程施工PBL教学改革中的应用[J].创新创业理论研究与实践,2023,6(2):184-187.

  [10] 刘宁,杨艳敏,徐丽娜.虚拟仿真技术在土木工程结构实验中的应用[J].科技视界,2022(28):162-164.

  [11] 高伟,田亮,刘姹,等.道路桥梁工程虚拟仿真实训系统开发与研究[J].实验科学与技术,2020,18(1):155-160.

  [12] 徐勋倩,葛文璇,项宏亮,等.桥梁技术状况评定虚拟仿真实验实践与探索[J].高等建筑教育,2022,31(4):184-190.

段鹏鹏 赵岩荆 南京交通职业技术学院


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