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虚拟仿真实验“炼”出真本领——《水工建筑学》SC教改实践
来源:土木工程学院
作者:张玉巧
时间:2026-08-13

走进兰州信息科技学院《水工建筑学》课堂,王珍珍老师正结合地质剖面图,系统讲授土石坝渗流分析的理论框架与达西定律的工程应用。台下学生不是被动抄录,而是围绕真实工程案例,在教师引导下推演稳定渗流与管涌形成的力学逻辑。这是知识“输入”的关键环节——为学生后续在虚拟仿真实验中实现能力“输出”奠定理论基础。

理论入脑,真本事却要靠动手“炼”出来。课后,学生转战BIM实训室,没有“排排坐”的听讲,只有屏幕闪烁和此起彼伏的讨论。这里是《水工建筑学》教学改革的核心场域——学生以小组为单位,通过“土石坝渗流演进虚拟仿真实验”,在近乎真实的工程情境中完成从“听懂”到“会做”的关键跨越。

“以为点两下鼠标就行,结果第一步就卡住了。”2023级学生刘同学说。课堂上达西定律背得滚瓜烂熟,可真到在系统里设置坝体参数时,他才发现理论与实操之间隔着不小的距离——渗透系数刚调高一档,浸润线便穿透坝体,屏幕上的红色预警格外刺眼。

这不是失误,而是教师刻意为之的教学设计。传统教学靠板书讲渗流,学生往往停留在“眼睛会了”的层面,缺乏动手试错的切身体会。为打破僵局,王老师将实验拆解为参数设定、边界加载、渗流场初始化等四个环节,每组四人各认领一环,每人都是“第一责任人”。从调试系数到研判异常,每个操作都在平台留下独立记录,个人贡献直接关联小组总分——这套机制的设计初衷,正是让“学习效果”可追踪、可量化。

“我们卡了20分钟,负责参数的同学反复翻课本推导,又对照地质剖面图调整,才让浸润线安全下来。”张同学展示的实验报告上,三次失败的数据与原因标注得清清楚楚。实验得分按个人操作质量与小组协作成果加权计算,每个环节的失误都会影响团队总分。“组里谁也不敢马虎,怕拖累大家。”张同学说。

实验结束,各成员提交数据,协作完成包含“问题描述—假设提出—操作验证—结论反思”的完整项目报告。教师观察进展、适时提示,对每位成员进行量表化评分。“这种作业比考试还难,但收获实实在在。”学生们感叹道。

这一场景,正是兰州信息科技学院对标本科教学合格评估、深化SC改革的缩影。学校坚持以评促建,引导教师从知识搬运工转向学习设计师。此次改革以虚拟仿真实验为载体,以学习效果为导向,将课堂讲授、课后实验、过程评价有机贯通,让教学从完成任务变为攻克难题,契合了学校培养应用型人才的目标。

合格的教学,不是把知识“灌”进脑子,而是帮学生提高解决问题的能力。王老师表示,未来将在更多环节推广“形成性评价+真实性任务”模式,让课堂真起来、让学生动起来、让评价实起来。