国家虚拟仿真实验教学一流课程选题与建设指南解析大学虚拟仿真实验与混合式课程交流汇报材料课件

国家虚拟仿真实验教学一流课程选题与建设指南解析大学虚拟仿真实验与混合式课程交流汇报材料课件11、指南的编制原则及呈现形式2、实验课程的选题与教学设计3、今年课程申报书的更改内容1、指南的编制原则及呈现形式2推动虚拟仿真实验教学项目的共享应用制定虚拟仿真实验教学项目建设指导框架（指南）实施实验教学队伍教师能力提升计划建立实验学习成果认证体系推进虚拟仿真实验教学产教融合推动虚拟仿真实验教学项目的共享应用3–实验内容重点解决真实实验项目条件不具备或实际运行困难，涉及高危或极端环境，高成本、高消耗、不可逆操作、大型综合训练等问题。–建设思路宏观：紧密结合经济社会发展对高校人才培养的需求；中观：紧密结合专业特色和行业产业发展最新成果；微观：紧密结合学校定位和人才培养特点。–实验内容重点解决真实实验项目条件不具备或实际运行困难，涉及4拓展实验教学深度和广度拓展实验内容深度和广度，凸显虚拟仿真的优势（高阶性、创新性）拓展互动式、研究型、团队式教学方法，推进探究式教学方法的普遍运用（创新性）拓展多途径、多方案、设计性实验方法，凸显学生综合设计与创新思维能力培养的深度和广度（高阶性、创新性、挑战性）拓展实验教学深度和广度5虚实结合，能实不虚实体+虚仿=完整实验教学内容体系项目为开展实验教学的基本单元（2学时，10个以上实验步骤，不是系列项目虚实结合，能实不虚6提升高阶性。课程目标坚持知识能力素质有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。内容强调广度和深度，突破习惯性认知模式，培养学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的精神和能力。突出创新性。教学内容体现前沿性与时代性，及时将学术研究、科技发展前沿成果引入课程。方法体现先进性与互动性，大力推进现代信息技术与教学深度融合，积极引导学生进行探究式与个性化学习。增加挑战度。课程设计增加研究性、创新性、综合性内容，加大学生学习投入，科学“增负”，让学生体验“跳一跳才能够得着”的学习挑战。严格考试评价，增强学生经过刻苦学习收获能力和素质提高的成就感。提升高阶性。课程目标坚持知识能力素质有机融合，培养学生解决复7满足人才培养标准、教学大纲要求教育部相关专业类教学标准相关行业标准满足毕业生应具备的知识、能力、素质要求内容适应性：尽量兼顾研究型、教学研究型、应用型方法灵活性：适应不同层次学生的需要满足人才培养标准、教学大纲要求8依据培养标准-制定完整体系-抽取形成指南构建“实体实验教学项目+虚拟仿真实验教学项目”项目体系，形成完整实验课程体系，匹配前述培养标准抽取虚拟仿真实验教学项目形成虚拟仿真实验教学课程（项目）指南依据培养标准-制定完整体系-抽取形成指南9专业基础类专业方向类专业平台类检测技术材料力学流体力学土木工程材料土力学与工程地质施工技术设计原理岩土工程模块桥梁工程模块建筑工程模块道路工程模块城市地下空间工程模块建筑环境与能源应用工程模块智能建造模块铁道工程模块给排水科学与工程模块建筑电气与智能化模块土木类专业实验课程结构，按10个方向编制专业基础类专业平台类检测技术材料力学流体力学施工技10序号工程专业认证案例：毕业生必须具备的12种能力要求1工程知识能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。2问题分析能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。3设计/

开发解决方案能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。4研究能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。5使用现代工具能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。6工程与社会能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。序号工程专业认证案例：毕业生必须具备的12种能力要求1工程知11序号工程专业认证案例：毕业生必须具备的12种能力要求7环境和可持续发展能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。8职业规范具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。9个人和团队能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。10沟通能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。11项目管理理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。12终身学习具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。、序号工程专业认证案例：毕业生必须具备的12种能力要求7环境和12课程模块实验实践课程属性建议学时专业基础类材料力学实验16流体力学实验16土木工程材料实验16土力学与工程地质实验16专业平台类工程结构设计原理实验16土木工程施工+现代施工技术8土木工程测试技术16专业方向类建筑工程模块16桥梁工程模块16岩土工程模块16道路工程模块16城市地下空间工程模块16铁道工程模块16智能建造模块16建筑环境与能源应用工程模块16给排水科学与工程模块16建筑电气与智能化模块16土木类专业实验课程体系重构，按10个方向编制课程模块实验实践课程属性建议学时材料力学实验16流体力学实验13举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准14举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准15举例：土木类专业学生实验能力培养标准举例：土木类专业学生实验能力培养标准16举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准17完整体系折射出的两个关键问题虚实结合，不同模块各有侧重专业基础实验以实为主专业主干实验能实则实、虚实并重专业方向实验以虚为主、结合实体验证因引入虚仿实验，体系匹配培养目标支撑度显著提升工程与社会环境和可持续发展职业规范个人和团队项目管理学生五个方面的素质得到显著改善完整体系折射出的两个关键问题职业规范学生五个方面的素质得到显18实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）材料力学实验专业基础类数字散斑干涉实验虚4综合选做数字散斑剪切干涉实验虚4综合选做数字图像相关实验虚4综合选做数字光弹实验虚4综合选做土木工程材料实验专业基础类木材力学性能实验虚4综合选做材料防水性能实验虚4综合选做材料保温性能实验虚4综合选做混凝土材料微观结构实验虚4综合选做土力学与工程地质实验专业基础类土体固结过程的虚拟仿真实验虚2综合虚水在土体中渗流的虚拟仿真实验虚2综合虚土体真三轴压缩虚拟仿真实验虚2综合虚地壳构造运动虚拟仿真实验虚2综合虚地震波在岩体中传播虚拟仿真实验虚2综合虚举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南数字散斑干涉实验虚4综合选做数字散斑剪切干涉实验虚4综合选做19实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）工程结构设计原理实验专业平台类预应力混凝土梁受弯性能实验虚2综合选做钢筋混凝土构件受扭性能实验虚2综合选做钢筋混凝土构件耐久性能实验虚2综合选做金属构件轴心受压整体及局部稳定性能实验虚2综合选做金属构件受弯整体及局部稳定性能实验虚2综合选做钢结构螺栓连接受力性能实验虚2综合选做钢结构焊接节点受力性能实验虚2综合选做土木工程施工技术实验专业平台类典型大跨空间结构施工全过程虚拟仿真实验虚2综合选做典型超高层建筑施工全过程虚拟仿真实验虚2综合选做装配式钢筋混凝土结构施工全过程虚拟仿真实验虚2综合选做土木工程测试技术实验专业平台类大型地震模拟振动台虚拟仿真实验虚2综合选做结构风洞虚拟仿真实验虚2综合选做数字化离心机虚拟仿真实验虚2综合选做建筑结构混合仿真实验虚2综合选做典型大跨空间结构健康监测虚2综合选做典型桥梁结构健康监测虚2综合选做典型大型基坑工程监测虚2综合选做举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）预应力混凝土梁受弯20实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）建筑工程模块专业方向类大跨空间结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做高层建筑结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做装配式钢筋混凝土结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做装配式钢结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做装配式木结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做输电塔结构设计与建造虚2综合选做冷却塔结构设计与建造虚2综合选做核反应堆保护壳设计与建造虚2综合选做建筑结构抗震实验虚2综合必做建筑结构隔震与减震实验虚2综合必做建筑结构抗火实验虚2综合选做建筑结构抗风实验虚2综合选做建筑结构抗爆实验虚2综合选做举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）大跨空间结构设计与建21实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）桥梁工程模块专业方向类桥梁荷载横向分布虚拟实验实2综合必做移动荷载下桥梁响应实验实2综合必做连续梁桥分阶段施工体系转换与成桥内力虚拟仿真实验虚2综合选做横向装配式桥梁装配施工及设计虚拟仿真及数字模型实验虚2综合选做节段预制拼装混凝土桥梁施工过程虚拟仿真实验虚2综合选做大跨度桥梁（拱桥、斜拉桥、悬索桥）施工过程虚拟仿真实验虚2综合选做桥梁虚拟地震荷载实验虚2综合必做桥梁数值风洞模拟实验虚2综合必做桥梁船撞动力响应模拟实验虚2综合必做桥墩抗爆虚拟仿真实验虚2综合必做举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）桥梁荷载横向分布虚拟22实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）岩土工程模块专业方向类地下综合管廊施工虚拟仿真实验及断面参数化设计虚2综合必做地铁盾构隧道掘进施工虚拟仿真实验虚2综合必做城市超深基坑逆作法施工虚拟仿真实验虚2综合必做顶管施工虚拟仿真实验虚2综合必做新奥法隧道施工过程虚拟仿真实验虚2综合必做超长隧道通风虚拟仿真实验虚2综合选做隧道照明虚拟仿真实验虚2综合选做隧道失火及抗火虚拟仿真实验虚2综合选做TBM隧道施工虚拟仿真实验虚2综合必做沉管隧道施工虚拟仿真实验虚2综合必做道路工程模块专业方向类沥青路面水损害虚拟仿真实验虚2综合选做路基路面压实特性虚拟仿真实验虚2综合选做路面病害虚拟仿真实验虚2综合选做举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）地下综合管廊施工虚拟23实验课程属性实验项目属性钢筋混凝土梁正截面承载力实验实2综合必做工程结构设计钢筋混凝土梁斜截面承载力实验实2综合必做轴心受压钢柱整体稳定性实验实2综合必做原理实验钢筋混凝土构件受扭性能实验虚2综合选做专业实验钢筋混凝土构件耐久性能实验虚2综合选做（平台）金属构件轴心受压整体及局部稳虚2综合选做定性能实验耐久性实验：耗时长、成本高受扭性能实验：加载/边界条件复杂轴压构件稳定实验：大批量参数化实验几何尺寸不同 碳钢/不锈钢 截面材料 /铝合金 形式举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南“能实不虚”原则（以“专业平台实验项目“

为例）实验课程属性实验项目属性钢筋混凝土梁正截面承载力实验实2综合24实验实践课程属性实验实践项目属性建筑工程方向专业实验（方向）建筑结构大跨空间结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做高层建筑结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做…………………………网架结构

网壳结构薄壳结构折板结构张弦结构弦支结构索桁结构索穹顶悬索结构斜拉结构索网结构索膜结构……………………举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南方向性项目选题实验实践课程属性实验实践项目属性建筑工程方向专业实验（方向25总结与建议总结8个专业领域；61个专业类；500余个专业方向；10490个实验项目方向。以纸质、电子资源混合的新形态方式出版，手机扫描二维码可以阅读必要性、内容简介等，并配置检索功能。总结与建议26总结与建议总结有效性帮助学生直观认识和理解实验对象，掌握一定的实验知识和能力，提高创造性和综合性解决问题的能力；坚持能实不虚；强调高阶性、创新性、挑战度；强调以学生为中心，准确适宜的教学内容和创新多样的教学方式方法。科学性强调面向具体实验教学目标的核心要素的仿真度，反映客观世界的真实运动规律，实现多路径真实实验过程。总结与建议27总结与建议总结系统性要求虚拟仿真实验教学课程纳入实验教学体系，纳入专业教学体系，与实体实验教学课程有机统一；又注重层次丰富、有选择，可以适应不同高校的需要。广泛性邀请了大量相关领域专家参与，面向社会广泛征求意见；组织专家进行统一审核。总结与建议28总结与建议建议是虚拟仿真实验教学课程建设选题的参考书有很好的选择余地，供全国高校建设项目参考；项目数量多，有具体选题，也选题方向，项目描述不可能太具体，具体建设过程可以参照《规范》开展。需要建立逐年优化迭代的机制参与编制学校数量有限，学科方向各有专攻，指南选题无法做到学科方向全覆盖，无法做到潜在的优质项目全覆盖；高校如有好的建设项目，建议写成指南，通过审议后入编新的指南；申报当年度的项目，可以不是指南上的项目。总结与建议29

实验一流课程—内容设计实验课程四类“金课”在专业人才培养方案中的位置类线下“金课”多数为公共基础和专业基础实验线下线上混合式“金课”多数为专业主干课程实验线上“金课”1、专业方向课程实验组成2、基础+专业+专业方向实验组成虚拟仿真“金课”能实不虚、分布于各位置总结与建议建议：实验类一流课程建设实验一流课程—内容设计实验课程四类“金课”在专业人才培养301、指南的编制原则及呈现形式2、实验课程的选题与教学设计3、今年课程申报书的更改内容1、指南的编制原则及呈现形式31① 实验内容要精彩② 实验构思要巧妙③ 实验技术要先进④ 实验做法要灵活⑤ 实验结果要可靠⑥ 实验评价要客观⑦ 背景素材要丰富⑧ 实现技术要合适我认为的好虚拟仿真教学项目内涵① 实验内容要精彩⑤ 实验结果要可靠我认为的好虚拟仿真教学项32①

实验内容要精彩–立德树人–国家战略、学科行业产业发展最新成果–专业特色鲜明–符合学校定位和人才培养特点–教学大纲要求的重要内容①实验内容要精彩–立德树人33①

实验内容要精彩关于立德树人与课程思政教学方法先进，中国引领性、前瞻性的科技和工程最新成果按照“四有”好教师的要求设计、运行虚拟仿真实验项目有理想信念：增强“四个自信”，扎根人民、奉献国家；有道德情操：通过实验特效、音响、动画等等，要根据学生特点和学科要求，创设学习情境，使学生如见其人、如闻其声、如临其境、如领其情，教育引导学生培育和践行社会主义核心价值观；①实验内容要精彩关于立德树人与课程思政34①

实验内容要精彩关于立德树人与课程思政教学方法先进，中国引领性、前瞻性的科技和工程最新成果按照“四有”好教师的要求设计、运行虚拟仿真实验项目有扎实学识：以学识为基础，搭建“科研、工程——教学”的桥梁，跨越科研与工程模式与教学模式之间的鸿沟，增长学生的知识见识，好教、好学，体验到创新的快乐和自信，激发学生的创新欲望；有仁爱之心：将仁爱之心要贯穿项目的每个环节：项目内容选择、教学方法设计、教学组织、课下交流、过程关爱、结果评价等。①实验内容要精彩关于立德树人与课程思政35②

实验构思要巧妙–来源于科研和工程最新成果–是教学项目，但核心要义高度凝练–用大家通晓的最普通方法进行教学实现–通过“形象展现抽象”展现教学问题–学：容易实现–教：容易组织②实验构思要巧妙–来源于科研和工程最新成果36案例：某校太阳能电池（特性测量）实验原来的实验（验证性）：太阳能电池板开路电压和短路电流的测试；太阳能电池板短路电流与不同光照强度的关系测试；太阳能电池板开路电压与不同环境温度的关系测试；不同光照条件下负载阻抗的变换对太阳能电池输出功率和光组件最大功率点跟踪控制

(MPPT)

的测试；太阳能电池的填充因子测试，等等。案例：某校太阳能电池（特性测量）实验原来的实验（验证性）：37案例：某校太阳能电池（特性测量）实验该实验优化设计型实验：让学生设计一个小型供用电自治系统：发电、送电、用电，有必要性学生必须首先弄清楚每块太阳能电池板的特性，必须进行相关的基本特性测量；根据这些特性，以及电站的容量，决定太阳能电池板用量；根据系统规范规范进行设计；这样将一个验证性实验，优化升级为一个设计性实验，达到培养学生的综合设计能力效果；对国家、民生、共同富裕有什么作用（如何课程思政？）案例：某校太阳能电池（特性测量）实验该实验优化设计型实验：让38③

实验技术要先进–技术与内容相辅相成–专业内核鲜明（教学内容）–实验技术涉及相关学科最新技术，实现学科交叉–提升学生解决专业问题的能力、结合各专业领域的能力，培养学生的创新能力③实验技术要先进–技术与内容相辅相成39排序学科名称贡献度排序学科名称贡献度1信息与通信43.024电子科学5.082计算机25.876经管4.803数学6.697生物医学2.184自动化5.088学习科学1.60东南大学各学科对计算机学科ESI排名的贡献ESI世界第11、国内第2国内学科评估排名第25左右排序学科名称贡献度排序学科名称贡献度1信息与通信43.02440④

实验做法要灵活遵循学生的学习习惯，知识内容及环节构成需层层递进，体现基本要求基础上的研究与探索；以综合设计型实验和研究探索型实验为主；综合设计型实验要包含多门课程原理、方法和技术，培养学生融会贯通专业课程、应用相关知识通过自主设计解决实际问题的能力；研究探索型实验以学科或行业发展前沿问题为选题，以学生自主设计为基本要求，面向前沿领域开设窗口，增加学生兴趣选择的灵活性，引导学生洞悉、探索学科前沿；④实验做法要灵活遵循学生的学习习惯，知识内容及环节构成需层41④

实验做法要灵活要创设路径，引导学生自主设计，不断激发学生的兴趣，把发现的“新”探究下去；综合设计型实验和研究探索型实验中，适当设计专业基本知识认知和验证的环节，以便学生顺利完成实验的后续环节；虚拟仿真实验环节构成要完整，且各个环节占比要合理，既要体现学生知识、能力、素质训练的基础性，又要体现提升项目的高阶性、突出教学的创新性、增加学生的挑战度；④实验做法要灵活要创设路径，引导学生自主设计，不断激发学生42④

实验做法要灵活不能程序性的简单的、毫无章法的“Yes”和“No”；或多个参数同时输入，输出结果无法分析；参数变化要有目的的调整，递进的探索输出结果变化规律，并根据变化规律决定是否调整自己的实验方案，切记不能盲目调整；多参数影响的结果数据的实验，要采用控制变量法，递进探索，让学生自主弄明白影响结果的内在规律，自主建立实验过程的具体路径，让实验结果逐步逼近实验对象的内在规律。④实验做法要灵活不能程序性的简单的、毫无章法的“Yes”和43⑤

实验结果要可靠–真实性：以仿真为主、模拟为辅，没有仿真不能称为实验–科学问题一定是仿真，过程示教可以是模拟–科研数据为项目的底层数据支撑–实验结果是科研结果的再现–通过“虚拟反映现实”再现科学问题⑤实验结果要可靠–真实性：以仿真为主、模拟为辅，没有仿真不44⑤

实验结果要可靠系统或对象模型建立从实际问题与实验对象入手，用定性或定量方法描述和仿真客观对象或系统，建立客观对象或系统的模型。在模型建立过程中要与原系统或对象的本质高度相似，可以根据教学需要抛弃一些原系统或对象中的次要因素，并用数学或其他形式表现出来。模型设计要实现人为调控与信息反馈，如参数设置，数据监控等，满足交互学习、多路径实验需要。⑤实验结果要可靠系统或对象模型建立45⑥

实验评价要客观–学习达成度评价要素包括：步骤序号、步骤内容、操作时间、考核内容、满分值、达成度赋分模型、实际达成度（即该步骤实际得分）；–客观评级为主、主观评价为辅；–实验的达成度评价模型反映整个实验的设计理念和思路，反映整个实验的完整性，反映实验教学与理论教学的关系，可以反映不同学校教学教学特点与优势。⑥实验评价要客观–学习达成度评价要素包括：步骤序号、步骤内46⑥

实验评价要客观步骤序号步骤目标要求步骤合理用时目标达成度赋分模型步骤满分成绩类型1操作成绩实验报告预习成绩教师评价报告23…步骤序号步骤目标要求步骤合理用时目标达成度赋分模型步骤满分成绩类型123…⑥实验评价要客观步骤序号步骤目标要求步骤合理用时目标达成度47⑥

实验评价要客观–是实验过程考核，也是学生能力结构考核–检验学生实验学习效果，并及时、在线给出相关反馈信息–要体现实验过程的规范性（知识有效、步骤与行为规范等）–鼓励学生提高实验的准确度–评价结果可以作为持续改进虚拟仿真教学项目的依据–实验评价要以有利于开放共享⑥实验评价要客观–是实验过程考核，也是学生能力结构考核48⑦

实验素材要丰富实验教学过程与实验方法要明确，引导学生学习注意实验方法，不是实验教学方法（95%以上的申报书描述有误）观察法、比较法、等效法、类比法、分类法控制变量法、模型法、科学推理法、转换法归纳法、放大法、积累法比值定义法、多因式乘积法、逆向思维法等等⑦实验素材要丰富实验教学过程与实验方法要明确，引导学生学习49⑦

实验素材要丰富–学生交互性操作步骤说明要详细操作目的：即需说明设计这一交互操作的目的是什么，包括解决什么问题，培养或考察哪些方面的技能或能力操作过程：详细说明操作的过程，包括操作方式、参数设置、材料预设、应答行为等，并附截图加以佐证操作结果：通过交互操作得到什么样的结果，包括结果形式、结果记录与保存等⑦实验素材要丰富–学生交互性操作步骤说明要详细50⑦

实验素材要丰富有丰富的实验项目辅助资源，帮助学生进行实验，帮助学生完成正确的决定，使学生不盲目的跟随“Yes”和“No”实验前置知识：基本理论、基本知识、基本技能、实验目的、实验要求、实验步骤、问题防范预案和措施等。视频讲解示范。实验原理、实验步骤、仪器使用方法、操作规程、注意事项。适时示范、演示，操作规范，演示课件条理清楚。实验过程提示：如文字形式、视频形式、动画人物解说形式等。实验在线指导：系统给学生提供快捷准确的指导和反馈，减少学习阻碍，提倡“智能指导”。实验过程设计、实验素材各占50%工作量⑦实验素材要丰富有丰富的实验项目辅助资源，帮助学生进行实验51⑧

实现技术要适合–不能过度的追求“炫酷”而缺失内涵–高效的技术，远程访问响应速度要快⑧实现技术要适合–不能过度的追求“炫酷”而缺失内涵52项目设计的一种模型——章鱼模型基本要求实验（蓝圈身体部分）+拓展探索实验（章鱼腿部）开窗口，实现基本要求基础上的研究与探索项目设计的一种模型——章鱼模型基本要求实验开窗口，实现基本要53人文社科类项目的设计基于案例或问题创设虚拟环境–一个故事、事件、案例等（历史与现代、国内与国外的）–心系中华、放眼世界设计方案–以学生、知识、评价、共同体为核心要素，设计方案开展实验–开展实验验证–学生依据自己对获得结果的满意度不断优化方案–最终到达所要的结果人文社科类项目的设计541、指南的编制原则及呈现形式2、实验课程的选题与教学设计3、今年课程申报书的更改内容1、指南的编制原则及呈现形式55今年申报书更改实验简介栏增加实验的必要性描述实验原理栏限制字数删除原有实验仪器设备和实验材料栏删除原有实验教学方法栏，可很好体现在实验过程与特色栏中强化实验教学过程与实验方法，单设一栏步骤要求栏特别增加以下表格，替代原有的实验考核要求栏今年申报书更改56关于教学方法教学方法是与一定教学目标和任务相关的具体操作程序，它规定了教学参与者在教学中的角色、不同角色之间的相互关系、以及每一个角色的具体任务。–

讲授法–

直观演示法、参观教学法、现场教学法–

讨论教学法、互动式教学法–

读书指导法、任务驱动教学法–

自主教学法、练习法–

合作学习法、探究教学法–

启发式教学法、发现式教学法关于教学方法57国家虚拟仿真实验教学一流课程选题与建设指南解析大学虚拟仿真实验与混合式课程交流汇报材料课件581、指南的编制原则及呈现形式2、实验课程的选题与教学设计3、今年课程申报书的更改内容1、指南的编制原则及呈现形式59推动虚拟仿真实验教学项目的共享应用制定虚拟仿真实验教学项目建设指导框架（指南）实施实验教学队伍教师能力提升计划建立实验学习成果认证体系推进虚拟仿真实验教学产教融合推动虚拟仿真实验教学项目的共享应用60–实验内容重点解决真实实验项目条件不具备或实际运行困难，涉及高危或极端环境，高成本、高消耗、不可逆操作、大型综合训练等问题。–建设思路宏观：紧密结合经济社会发展对高校人才培养的需求；中观：紧密结合专业特色和行业产业发展最新成果；微观：紧密结合学校定位和人才培养特点。–实验内容重点解决真实实验项目条件不具备或实际运行困难，涉及61拓展实验教学深度和广度拓展实验内容深度和广度，凸显虚拟仿真的优势（高阶性、创新性）拓展互动式、研究型、团队式教学方法，推进探究式教学方法的普遍运用（创新性）拓展多途径、多方案、设计性实验方法，凸显学生综合设计与创新思维能力培养的深度和广度（高阶性、创新性、挑战性）拓展实验教学深度和广度62虚实结合，能实不虚实体+虚仿=完整实验教学内容体系项目为开展实验教学的基本单元（2学时，10个以上实验步骤，不是系列项目虚实结合，能实不虚63提升高阶性。课程目标坚持知识能力素质有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。内容强调广度和深度，突破习惯性认知模式，培养学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的精神和能力。突出创新性。教学内容体现前沿性与时代性，及时将学术研究、科技发展前沿成果引入课程。方法体现先进性与互动性，大力推进现代信息技术与教学深度融合，积极引导学生进行探究式与个性化学习。增加挑战度。课程设计增加研究性、创新性、综合性内容，加大学生学习投入，科学“增负”，让学生体验“跳一跳才能够得着”的学习挑战。严格考试评价，增强学生经过刻苦学习收获能力和素质提高的成就感。提升高阶性。课程目标坚持知识能力素质有机融合，培养学生解决复64满足人才培养标准、教学大纲要求教育部相关专业类教学标准相关行业标准满足毕业生应具备的知识、能力、素质要求内容适应性：尽量兼顾研究型、教学研究型、应用型方法灵活性：适应不同层次学生的需要满足人才培养标准、教学大纲要求65依据培养标准-制定完整体系-抽取形成指南构建“实体实验教学项目+虚拟仿真实验教学项目”项目体系，形成完整实验课程体系，匹配前述培养标准抽取虚拟仿真实验教学项目形成虚拟仿真实验教学课程（项目）指南依据培养标准-制定完整体系-抽取形成指南66专业基础类专业方向类专业平台类检测技术材料力学流体力学土木工程材料土力学与工程地质施工技术设计原理岩土工程模块桥梁工程模块建筑工程模块道路工程模块城市地下空间工程模块建筑环境与能源应用工程模块智能建造模块铁道工程模块给排水科学与工程模块建筑电气与智能化模块土木类专业实验课程结构，按10个方向编制专业基础类专业平台类检测技术材料力学流体力学施工技67序号工程专业认证案例：毕业生必须具备的12种能力要求1工程知识能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。2问题分析能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。3设计/

开发解决方案能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。4研究能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。5使用现代工具能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。6工程与社会能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。序号工程专业认证案例：毕业生必须具备的12种能力要求1工程知68序号工程专业认证案例：毕业生必须具备的12种能力要求7环境和可持续发展能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。8职业规范具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。9个人和团队能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。10沟通能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。11项目管理理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。12终身学习具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。、序号工程专业认证案例：毕业生必须具备的12种能力要求7环境和69课程模块实验实践课程属性建议学时专业基础类材料力学实验16流体力学实验16土木工程材料实验16土力学与工程地质实验16专业平台类工程结构设计原理实验16土木工程施工+现代施工技术8土木工程测试技术16专业方向类建筑工程模块16桥梁工程模块16岩土工程模块16道路工程模块16城市地下空间工程模块16铁道工程模块16智能建造模块16建筑环境与能源应用工程模块16给排水科学与工程模块16建筑电气与智能化模块16土木类专业实验课程体系重构，按10个方向编制课程模块实验实践课程属性建议学时材料力学实验16流体力学实验70举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准71举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准72举例：土木类专业学生实验能力培养标准举例：土木类专业学生实验能力培养标准73举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准举例：土木类专业学生实验实践能力培养标准74完整体系折射出的两个关键问题虚实结合，不同模块各有侧重专业基础实验以实为主专业主干实验能实则实、虚实并重专业方向实验以虚为主、结合实体验证因引入虚仿实验，体系匹配培养目标支撑度显著提升工程与社会环境和可持续发展职业规范个人和团队项目管理学生五个方面的素质得到显著改善完整体系折射出的两个关键问题职业规范学生五个方面的素质得到显75实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）材料力学实验专业基础类数字散斑干涉实验虚4综合选做数字散斑剪切干涉实验虚4综合选做数字图像相关实验虚4综合选做数字光弹实验虚4综合选做土木工程材料实验专业基础类木材力学性能实验虚4综合选做材料防水性能实验虚4综合选做材料保温性能实验虚4综合选做混凝土材料微观结构实验虚4综合选做土力学与工程地质实验专业基础类土体固结过程的虚拟仿真实验虚2综合虚水在土体中渗流的虚拟仿真实验虚2综合虚土体真三轴压缩虚拟仿真实验虚2综合虚地壳构造运动虚拟仿真实验虚2综合虚地震波在岩体中传播虚拟仿真实验虚2综合虚举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南数字散斑干涉实验虚4综合选做数字散斑剪切干涉实验虚4综合选做76实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）工程结构设计原理实验专业平台类预应力混凝土梁受弯性能实验虚2综合选做钢筋混凝土构件受扭性能实验虚2综合选做钢筋混凝土构件耐久性能实验虚2综合选做金属构件轴心受压整体及局部稳定性能实验虚2综合选做金属构件受弯整体及局部稳定性能实验虚2综合选做钢结构螺栓连接受力性能实验虚2综合选做钢结构焊接节点受力性能实验虚2综合选做土木工程施工技术实验专业平台类典型大跨空间结构施工全过程虚拟仿真实验虚2综合选做典型超高层建筑施工全过程虚拟仿真实验虚2综合选做装配式钢筋混凝土结构施工全过程虚拟仿真实验虚2综合选做土木工程测试技术实验专业平台类大型地震模拟振动台虚拟仿真实验虚2综合选做结构风洞虚拟仿真实验虚2综合选做数字化离心机虚拟仿真实验虚2综合选做建筑结构混合仿真实验虚2综合选做典型大跨空间结构健康监测虚2综合选做典型桥梁结构健康监测虚2综合选做典型大型基坑工程监测虚2综合选做举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）预应力混凝土梁受弯77实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）建筑工程模块专业方向类大跨空间结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做高层建筑结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做装配式钢筋混凝土结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做装配式钢结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做装配式木结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做输电塔结构设计与建造虚2综合选做冷却塔结构设计与建造虚2综合选做核反应堆保护壳设计与建造虚2综合选做建筑结构抗震实验虚2综合必做建筑结构隔震与减震实验虚2综合必做建筑结构抗火实验虚2综合选做建筑结构抗风实验虚2综合选做建筑结构抗爆实验虚2综合选做举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）大跨空间结构设计与建78实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）桥梁工程模块专业方向类桥梁荷载横向分布虚拟实验实2综合必做移动荷载下桥梁响应实验实2综合必做连续梁桥分阶段施工体系转换与成桥内力虚拟仿真实验虚2综合选做横向装配式桥梁装配施工及设计虚拟仿真及数字模型实验虚2综合选做节段预制拼装混凝土桥梁施工过程虚拟仿真实验虚2综合选做大跨度桥梁（拱桥、斜拉桥、悬索桥）施工过程虚拟仿真实验虚2综合选做桥梁虚拟地震荷载实验虚2综合必做桥梁数值风洞模拟实验虚2综合必做桥梁船撞动力响应模拟实验虚2综合必做桥墩抗爆虚拟仿真实验虚2综合必做举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）桥梁荷载横向分布虚拟79实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）岩土工程模块专业方向类地下综合管廊施工虚拟仿真实验及断面参数化设计虚2综合必做地铁盾构隧道掘进施工虚拟仿真实验虚2综合必做城市超深基坑逆作法施工虚拟仿真实验虚2综合必做顶管施工虚拟仿真实验虚2综合必做新奥法隧道施工过程虚拟仿真实验虚2综合必做超长隧道通风虚拟仿真实验虚2综合选做隧道照明虚拟仿真实验虚2综合选做隧道失火及抗火虚拟仿真实验虚2综合选做TBM隧道施工虚拟仿真实验虚2综合必做沉管隧道施工虚拟仿真实验虚2综合必做道路工程模块专业方向类沥青路面水损害虚拟仿真实验虚2综合选做路基路面压实特性虚拟仿真实验虚2综合选做路面病害虚拟仿真实验虚2综合选做举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南实验实践课程属性实验实践项目（虚拟部分）地下综合管廊施工虚拟80实验课程属性实验项目属性钢筋混凝土梁正截面承载力实验实2综合必做工程结构设计钢筋混凝土梁斜截面承载力实验实2综合必做轴心受压钢柱整体稳定性实验实2综合必做原理实验钢筋混凝土构件受扭性能实验虚2综合选做专业实验钢筋混凝土构件耐久性能实验虚2综合选做（平台）金属构件轴心受压整体及局部稳虚2综合选做定性能实验耐久性实验：耗时长、成本高受扭性能实验：加载/边界条件复杂轴压构件稳定实验：大批量参数化实验几何尺寸不同 碳钢/不锈钢 截面材料 /铝合金 形式举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南“能实不虚”原则（以“专业平台实验项目“

为例）实验课程属性实验项目属性钢筋混凝土梁正截面承载力实验实2综合81实验实践课程属性实验实践项目属性建筑工程方向专业实验（方向）建筑结构大跨空间结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做高层建筑结构设计与建造虚拟仿真虚2综合选做…………………………网架结构

网壳结构薄壳结构折板结构张弦结构弦支结构索桁结构索穹顶悬索结构斜拉结构索网结构索膜结构……………………举例：土木类专业虚拟仿真实验教学课程指南方向性项目选题实验实践课程属性实验实践项目属性建筑工程方向专业实验（方向82总结与建议总结8个专业领域；61个专业类；500余个专业方向；10490个实验项目方向。以纸质、电子资源混合的新形态方式出版，手机扫描二维码可以阅读必要性、内容简介等，并配置检索功能。总结与建议83总结与建议总结有效性帮助学生直观认识和理解实验对象，掌握一定的实验知识和能力，提高创造性和综合性解决问题的能力；坚持能实不虚；强调高阶性、创新性、挑战度；强调以学生为中心，准确适宜的教学内容和创新多样的教学方式方法。科学性强调面向具体实验教学目标的核心要素的仿真度，反映客观世界的真实运动规律，实现多路径真实实验过程。总结与建议84总结与建议总结系统性要求虚拟仿真实验教学课程纳入实验教学体系，纳入专业教学体系，与实体实验教学课程有机统一；又注重层次丰富、有选择，可以适应不同高校的需要。广泛性邀请了大量相关领域专家参与，面向社会广泛征求意见；组织专家进行统一审核。总结与建议85总结与建议建议是虚拟仿真实验教学课程建设选题的参考书有很好的选择余地，供全国高校建设项目参考；项目数量多，有具体选题，也选题方向，项目描述不可能太具体，具体建设过程可以参照《规范》开展。需要建立逐年优化迭代的机制参与编制学校数量有限，学科方向各有专攻，指南选题无法做到学科方向全覆盖，无法做到潜在的优质项目全覆盖；高校如有好的建设项目，建议写成指南，通过审议后入编新的指南；申报当年度的项目，可以不是指南上的项目。总结与建议86

实验一流课程—内容设计实验课程四类“金课”在专业人才培养方案中的位置类线下“金课”多数为公共基础和专业基础实验线下线上混合式“金课”多数为专业主干课程实验线上“金课”1、专业方向课程实验组成2、基础+专业+专业方向实验组成虚拟仿真“金课”能实不虚、分布于各位置总结与建议建议：实验类一流课程建设实验一流课程—内容设计实验课程四类“金课”在专业人才培养871、指南的编制原则及呈现形式2、实验课程的选题与教学设计3、今年课程申报书的更改内容1、指南的编制原则及呈现形式88① 实验内容要精彩② 实验构思要巧妙③ 实验技术要先进④ 实验做法要灵活⑤ 实验结果要可靠⑥ 实验评价要客观⑦ 背景素材要丰富⑧ 实现技术要合适我认为的好虚拟仿真教学项目内涵① 实验内容要精彩⑤ 实验结果要可靠我认为的好虚拟仿真教学项89①

实验内容要精彩–立德树人–国家战略、学科行业产业发展最新成果–专业特色鲜明–符合学校定位和人才培养特点–教学大纲要求的重要内容①实验内容要精彩–立德树人90①

实验内容要精彩关于立德树人与课程思政教学方法先进，中国引领性、前瞻性的科技和工程最新成果按照“四有”好教师的要求设计、运行虚拟仿真实验项目有理想信念：增强“四个自信”，扎根人民、奉献国家；有道德情操：通过实验特效、音响、动画等等，要根据学生特点和学科要求，创设学习情境，使学生如见其人、如闻其声、如临其境、如领其情，教育引导学生培育和践行社会主义核心价值观；①实验内容要精彩关于立德树人与课程思政91①

实验内容要精彩关于立德树人与课程思政教学方法先进，中国引领性、前瞻性的科技和工程最新成果按照“四有”好教师的要求设计、运行虚拟仿真实验项目有扎实学识：以学识为基础，搭建“科研、工程——教学”的桥梁，跨越科研与工程模式与教学模式之间的鸿沟，增长学生的知识见识，好教、好学，体验到创新的快乐和自信，激发学生的创新欲望；有仁爱之心：将仁爱之心要贯穿项目的每个环节：项目内容选择、教学方法设计、教学组织、课下交流、过程关爱、结果评价等。①实验内容要精彩关于立德树人与课程思政92②

实验构思要巧妙–来源于科研和工程最新成果–是教学项目，但核心要义高度凝练–用大家通晓的最普通方法进行教学实现–通过“形象展现抽象”展现教学问题–学：容易实现–教：容易组织②实验构思要巧妙–来源于科研和工程最新成果93案例：某校太阳能电池（特性测量）实验原来的实验（验证性）：太阳能电池板开路电压和短路电流的测试；太阳能电池板短路电流与不同光照强度的关系测试；太阳能电池板开路电压与不同环境温度的关系测试；不同光照条件下负载阻抗的变换对太阳能电池输出功率和光组件最大功率点跟踪控制

(MPPT)

的测试；太阳能电池的填充因子测试，等等。案例：某校太阳能电池（特性测量）实验原来的实验（验证性）：94案例：某校太阳能电池（特性测量）实验该实验优化设计型实验：让学生设计一个小型供用电自治系统：发电、送电、用电，有必要性学生必须首先弄清楚每块太阳能电池板的特性，必须进行相关的基本特性测量；根据这些特性，以及电站的容量，决定太阳能电池板用量；根据系统规范规范进行设计；这样将一个验证性实验，优化升级为一个设计性实验，达到培养学生的综合设计能力效果；对国家、民生、共同富裕有什么作用（如何课程思政？）案例：某校太阳能电池（特性测量）实验该实验优化设计型实验：让95③

实验技术要先进–技术与内容相辅相成–专业内核鲜明（教学内容）–实验技术涉及相关学科最新技术，实现学科交叉–提升学生解决专业问题的能力、结合各专业领域的能力，培养学生的创新能力③实验技术要先进–技术与内容相辅相成96排序学科名称贡献度排序学科名称贡献度1信息与通信43.024电子科学5.082计算机25.876经管4.803数学6.697生物医学2.184自动化5.088学习科学1.60东南大学各学科对计算机学科ESI排名的贡献ESI世界第11、国内第2国内学科评估排名第25左右排序学科名称贡献度排序学科名称贡献度1信息与通信43.02497④

实验做法要灵活遵循学生的学习习惯，知识内容及环节构成需层层递进，体现基本要求基础上的研究与探索；以综合设计型实验和研究探索型实验为主；综合设计型实验要包含多门课程原理、方法和技术，培养学生融会贯通专业课程、应用相关知识通过自主设计解决实际问题的能力；研究探索型实验以学科或行业发展前沿问题为选题，以学生自主设计为基本要求，面向前沿领域开设窗口，增加学生兴趣选择的灵活性，引导学生洞悉、探索学科前沿；④实验做法要灵活遵循学生的学习习惯，知识内容及环节构成需层98④

实验做法要灵活要创设路径，引导学生自主设计，不断激发学生的兴趣，把发现的“新”探究下去；综合设计型实验和研究探索型实验中，适当设计专业基本知识认知和验证的环节，以便学生顺利完成实验的后续环节；虚拟仿真实验环节构成要完整，且各个环节占比要合理，既要体现学生知识、能力、素质训练的基础性，又要体现提升项目的高阶性、突出教学的创新性、增加学生的挑战度；④实验做法要灵活要创设路径，引导学生自主设计，不断激发学生99④

实验做法要灵活不能程序性的简单的、毫无章法的“Yes”和“No”；或多个参数同时输入，输出结果无法分析；参数变化要有目的的调整，递进的探索输出结果变化规律，并根据变化规律决定是否调整自己的实验方案，切记不能盲目调整；多参数影响的结果数据的实验，要采用控制变量法，递进探索，让学生自主弄明白影响结果的内在规律，自主建立实验过程的具体路径，让实验结果逐步逼近实验对象的内在规律。④实验做法要灵活不能程序性的简单的、毫无章法的“Yes”和100⑤

实验结果要可靠–真实性：以仿真为主、模拟为辅，没有仿真不能称为实验–科学问题一定是仿真