中南大学“土木工程虚拟仿真实验教学中心”以土木工程专业为基础，以铁路为特色，利用互联网与信息化技术开发了一系列虚拟仿真实验教学资源，建立了与“土木工程实验教学中心国家示范实验室”相辅相成、优势互补的教学资源。

随着我国经济的发展与技术的进步，以高速铁路为代表的一系列重大土木工程项目正在如火如荼的建设中。这些工程项目通常具有体量巨大、结构复杂、施工周期长、管理难度高等特性。传统的土木工程实践教学由于时间、安全、经费等条件的制约无法实现对这些工程项目总体的全面了解，也无法满足对关键技术的深入认识。此外，校内实验室教学资源受设备与技术的制约，实验教学形式相对单一，内容相对局限于简单的基础性实验项目，已不能适应社会对培养富有实践能力与创新精神的高层次人才的需求。因此，教学中迫切需要建设虚拟仿真实验教学资源，以形成与现有实体实验与实践教学相辅相成、优势互补的新型实验教学模式。

以高速铁路建设为例，其建设过程包括勘测、选线、基础、结构、轨道、线路等诸多步骤，整个工期动辄数年，而且工程现场情况复杂、危险性高，不适合开展现场实验或实践教学。此外，对于铁路大跨度桥梁、大型站房等结构还需要研究其在地震、台风等极端条件下行为特性，这对于现场实验来说往往是不可及的，而实验室中的振动台、风洞实验也具有不可逆、实验成本高等特点，他们直接大面积服务于土木工程实验教学并不现实。

为解决土木工程传统教学与培养具有创新精神与实践能力的高水平人才之间的矛盾，拓展实验及实践教学的深度和广度，实现科研反哺教学、紧密结合工程实际的教学模式，同时也尽可能降低实验成本、实验风险，在现有实体实验、认识实习和生产实习的基础上，利用互联网技术与信息技术，构建具有贴近工程、高度仿真、开放共享的虚拟仿真实验教学资源，是对实体实验及实践教学的有益补充和创新。

通过多年的教学、科研积累，形成了比较完备的虚拟仿真实验教学体系，积累了丰富的虚拟仿真实验教学资源，研发了具有原创性的虚拟仿真实验教学项目。

特色的教学体系

中心本着“虚实结合、相互补充、能实不虚”的总体原则，以土木工程为基础、以铁路为特色、以培养学生创新意识创新能力为宗旨，立足科研反哺教学的工作思路，将实验教学与科学研究、工程实践相结合，建立了“基础型、专业型、创新型”3个层次，16个实验模块、61个实验项目的土木工程虚拟仿真实验教学资源体系，如图1所示。

图1土木工程虚拟仿真实验教学资源体系

“基础型”虚拟仿真实验资源服务于全校19个相关工科专业低年级本科生，以激发学生的专业学习热情、夯实专业基础为目的，与基础课程实体教学实验相互配合，建成了基础力学、土木工程材料、工程测量等3个虚拟仿真实验模块，共13个虚拟仿真实验项目，如表1所示。形成“虚实结合”的实验教学体系。充分发挥虚拟仿真实验灵活、互动的特点，作为实体实验的补充。

“专业型”虚拟实验资源主要针对土木工程实际问题，以铁路工程建设为特色，发挥“教研结合”优势，建设有铁路选线、道路工程、工程地质、隧道工程、防灾与安全、建筑结构、桥梁工程、工程施工与项目管理等8个虚拟仿真实验模块，共33个虚拟仿真实验项目，如表2所示。专业型虚拟实验仿真资源服务于高年级本科生专业课实验教学，涵盖了土木工程学院各专业，做到了“虚实结合、相互补充”，满足了专业虚拟实验教学需求，形成了紧密结合工程实际、紧密结合科研项目、紧密结合教学需求的虚拟仿真实验教学资源。

“创新型”虚拟实验资源主要是培养学生创新精神与实践能力。中心结合“土木工程实验教学中心国家级示范实验室”下属的本科生创新实验实体平台，创建5个虚拟仿真实验模块，共15个虚拟仿真实验项目，如表3所示。满足本科生各类创新训练计划与学科竞赛需求，在激发学生科学思维、创新意识和培养创新型人才方面发挥了显著作用。