李俊梅 孫育英 喬雅心

摘要：以風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了探索。結(jié)果表明，盡管虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)在設(shè)備、場地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的不足，

具有實(shí)驗(yàn)資源豐富，成本低、效率高、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，但虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在實(shí)施過程中也存在一些問題。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開發(fā)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)定、過程實(shí)施以及成績評(píng)定等方面，應(yīng)考慮與專業(yè)本科教學(xué)實(shí)際以及傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容相結(jié)合，使虛擬實(shí)驗(yàn)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，從而達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和教學(xué)效果的目的。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真;建環(huán)專業(yè);實(shí)驗(yàn)教學(xué);本科教學(xué)

中圖分類號(hào)：G6420;TU?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?? 文章編號(hào)：1005-2909（2021）03-0165-06

2012年，教育部頒布了《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》和《普通高等學(xué)校本科專業(yè)設(shè)置管理規(guī)定》，將建筑節(jié)能技術(shù)與工程、建筑設(shè)施智能技術(shù)和建筑環(huán)境與設(shè)備工程三個(gè)專業(yè)合并為建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)（以下簡稱建環(huán)專業(yè)）。建環(huán)專業(yè)主要培養(yǎng)從事建筑環(huán)境控制、建筑節(jié)能和建筑設(shè)施智能技術(shù)領(lǐng)域工作，具有空調(diào)、供熱、通風(fēng)、建筑給排水、燃?xì)夤?yīng)等公共設(shè)施系統(tǒng)、建筑熱能供應(yīng)系統(tǒng)和建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行管理能力和建筑自動(dòng)化系統(tǒng)方案制定能力的高級(jí)工程技術(shù)人才和管理人才[1]。從建環(huán)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)可以看出，工程實(shí)踐能力對(duì)建環(huán)專業(yè)學(xué)生至關(guān)重要。學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)需要通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)、課外活動(dòng)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)來鞏固，工程實(shí)踐與應(yīng)用能力、獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力則需要通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)來培養(yǎng)[2-3]。通過搭建科研與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來輔助教學(xué)與實(shí)踐，一直是建環(huán)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、知識(shí)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的重要手段[4]。然而，當(dāng)前的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一些問題，在一定程度上影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提升。

一、當(dāng)前專業(yè)實(shí)驗(yàn)存在的問題

以北京工業(yè)大學(xué)為例，當(dāng)前建環(huán)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的突出問題有以下幾個(gè)方面。

（1）實(shí)驗(yàn)場地及實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)量不足。建環(huán)專業(yè)的大部分專業(yè)實(shí)驗(yàn)，如空調(diào)系統(tǒng)及空氣處理過程實(shí)驗(yàn)、鍋爐房工藝與設(shè)備綜合實(shí)驗(yàn)、制冷裝置調(diào)控特性及壓縮機(jī)性能實(shí)驗(yàn)等，所用的實(shí)驗(yàn)裝置體型龐大且價(jià)格較為昂貴，要配置多臺(tái)相同型號(hào)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有難度。這就造成在實(shí)驗(yàn)過程中，可能只有少部分學(xué)生能夠親自參與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作，而其他大多數(shù)學(xué)生只能充當(dāng)圍觀者，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力得不到鍛煉。此外，由于場地和經(jīng)費(fèi)的限制，部分實(shí)驗(yàn)裝置被設(shè)計(jì)成模型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)的水力平衡實(shí)驗(yàn)、熱網(wǎng)水力工程實(shí)驗(yàn)的管路多為簡化版的小比例模型裝置，這與實(shí)際工程中的系統(tǒng)和設(shè)備相差甚遠(yuǎn)，多數(shù)情況下實(shí)驗(yàn)變成了演示實(shí)驗(yàn)，很難達(dá)到促進(jìn)理論教學(xué)的目的。

（2）實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)缺乏導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新?lián)Q代慢，且有時(shí)候因?qū)嶒?yàn)設(shè)備維護(hù)不及時(shí)不得不減少部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（3）在實(shí)驗(yàn)實(shí)施方面，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、形式并沒有隨著專業(yè)領(lǐng)域的拓寬和社會(huì)對(duì)人才新的需求而及時(shí)更新。

由于暖通空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，冷熱源和末端之間需通過復(fù)雜的管路及輸運(yùn)設(shè)備相連，現(xiàn)有單一配合理論課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置盡管可強(qiáng)化學(xué)生對(duì)各學(xué)科知識(shí)的理解，但忽視了各學(xué)科內(nèi)容之間的聯(lián)系，學(xué)生對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的整體運(yùn)行缺乏認(rèn)識(shí)，這顯然不利于學(xué)生綜合能力的提升和工程素養(yǎng)的培育。

搭建綜合性的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將各學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使系統(tǒng)盡可能地接近工程實(shí)際，有助于加深學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，使學(xué)生的工程實(shí)踐能力得到進(jìn)一步鍛煉。但專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建耗費(fèi)巨大，對(duì)于多數(shù)學(xué)校來說并不現(xiàn)實(shí)。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，依托虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互以及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)搭建建筑環(huán)境控制系統(tǒng)虛擬仿真綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使建環(huán)專業(yè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)際工程相結(jié)合成為可能。虛擬仿真可以將建環(huán)專業(yè)涉及的分散在建筑物內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)備集中呈現(xiàn)，給學(xué)生以接近實(shí)際的整體的系統(tǒng)概念，而非單個(gè)的設(shè)備及管路，使學(xué)生對(duì)設(shè)備及系統(tǒng)的運(yùn)行有更深入全面的了解，從而實(shí)現(xiàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)際工程的完美結(jié)合。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具有成本低、效率高、可擴(kuò)展性強(qiáng)、操作安全、高度開放、資源共享、隨技術(shù)發(fā)展更新?lián)Q代快等特點(diǎn)[5-7]。搭建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的不足，豐富實(shí)驗(yàn)資源，而且對(duì)于一些難以完成的真實(shí)實(shí)驗(yàn)，虛擬仿真系統(tǒng)具有無可替代的優(yōu)勢?；诖?，各高校紛紛搭建自己的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以輔助理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)。然而，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)作為專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種新型的方式和手段，在實(shí)施過程中也存在各種各樣的問題，如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)能否達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)等仍需通過相關(guān)的實(shí)踐來進(jìn)行檢驗(yàn)。本文以北京工業(yè)大學(xué)建環(huán)專業(yè)為例，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在建環(huán)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行初步的探索，對(duì)實(shí)施過程中存在的問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決方法，以進(jìn)一步完善虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升其教學(xué)效果。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐

（一）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建

針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，結(jié)合北京工業(yè)大學(xué)建環(huán)專業(yè)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際，學(xué)校先期開發(fā)了“空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)管網(wǎng)性能及風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”“室內(nèi)環(huán)境氣流組織仿真模擬平臺(tái)”“建筑能耗分析仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，用于現(xiàn)有專業(yè)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充與拓展。利用上述虛擬仿真平臺(tái)，在2013級(jí)、2014級(jí)、2015級(jí)、2016級(jí)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。

（二） 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施

選取北京工業(yè)大學(xué)“空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”為例，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的實(shí)施情況進(jìn)行介紹。

該實(shí)驗(yàn)在“空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)管網(wǎng)性能及風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”上完成。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開發(fā)的主要目的是克服實(shí)地測量真實(shí)風(fēng)管系統(tǒng)的不便，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠更直觀、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)并應(yīng)用管網(wǎng)壓力分布圖、風(fēng)機(jī)性能曲線、管網(wǎng)特性曲線以及風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)匹配等理論知識(shí)，初步掌握風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試的原理和方法[8]。

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的平衡調(diào)試是空調(diào)系統(tǒng)安裝完成、系統(tǒng)正式運(yùn)行前的重要環(huán)節(jié)，是通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)工程質(zhì)量施工驗(yàn)收的重要內(nèi)容。調(diào)節(jié)各送風(fēng)口的送風(fēng)量與總風(fēng)量，使之符合設(shè)計(jì)要求是風(fēng)量調(diào)試的首要任務(wù)，也是保證空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)其系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)的基礎(chǔ)。

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

該實(shí)驗(yàn)的目的：一是了解風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試的目的和相關(guān)規(guī)范要求;二是掌握風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試的基本方法和步驟。

2.實(shí)驗(yàn)對(duì)象

該虛擬實(shí)驗(yàn)的對(duì)象是一棟建筑的空調(diào)風(fēng)路系統(tǒng)。該建筑長46 m、寬17 m、高5 m（如圖1）?？照{(diào)系統(tǒng)采用一次回風(fēng)定風(fēng)量系統(tǒng)，室內(nèi)要求保持5Pa微正壓。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總風(fēng)量為33 600 m3/h，新/回風(fēng)量分別為4 000 m3/h和29 600 m3/h。新風(fēng)干管尺寸為500 mm×500 mm， 回風(fēng)風(fēng)干管尺寸為100 mm×100 mm;管路上共有28個(gè)送風(fēng)口，其中靠近左、右側(cè)墻的8個(gè)風(fēng)口（1#、2#支管上的風(fēng)口1、3，和6、7#支管上的風(fēng)口2、4）送風(fēng)量為1 700 m3/h，送風(fēng)口尺寸為425 mm × 425 mm，其余20個(gè)風(fēng)口的風(fēng)量為1 000 m3/h，送風(fēng)口尺寸為350 mm×350 mm。為進(jìn)行風(fēng)系統(tǒng)的平衡調(diào)試，在主管道和分支管道上均設(shè)置有風(fēng)閥，共37個(gè)。通過調(diào)節(jié)風(fēng)閥，改變管道局部阻力，從而調(diào)整系統(tǒng)的風(fēng)量分配。

3.調(diào)試目標(biāo)

調(diào)試后系統(tǒng)總風(fēng)量、新/回風(fēng)量與設(shè)計(jì)風(fēng)量的偏差不大于10%，風(fēng)口風(fēng)量與設(shè)計(jì)風(fēng)量的偏差不大于15%，符合《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（ GB50243-2016）[9]的要求。

4.調(diào)試前準(zhǔn)備工作

學(xué)生在系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試前，需進(jìn)行如下的準(zhǔn)備工作：1）查閱《空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行》《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等相關(guān)資料，了解實(shí)際工程中系統(tǒng)調(diào)試的一般規(guī)定和主要內(nèi)容;2）了解調(diào)試系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及資料，準(zhǔn)備好要測量的風(fēng)管系統(tǒng)圖及平面風(fēng)管、風(fēng)口編號(hào)圖;3）確定相關(guān)的設(shè)備是否可以開啟;4）檢查風(fēng)管及閥門安裝的實(shí)際情況，如與設(shè)計(jì)圖不符應(yīng)作記錄;5）備齊及整理所需的儀器及工具，保證所用儀器在使用前均經(jīng)過校檢，相關(guān)操作人員熟悉檢測儀表的操作方法和技巧;6）熟悉和掌握風(fēng)管系統(tǒng)風(fēng)管和風(fēng)口處風(fēng)量測量的主要方法及測點(diǎn)布置原則;7）理解和掌握風(fēng)量調(diào)試的原理和主要方法：流量等比分配法和基準(zhǔn)風(fēng)口調(diào)整法。盡管是虛擬仿真調(diào)試，但準(zhǔn)備工作仍然按實(shí)際工程中系統(tǒng)調(diào)試的要求進(jìn)行。

5.調(diào)試方案的編制

完成上述準(zhǔn)備工作后，編制相應(yīng)的調(diào)試方案。內(nèi)容包括調(diào)試依據(jù)、系統(tǒng)概況、進(jìn)度計(jì)劃、調(diào)試準(zhǔn)備、采用的調(diào)試方法、調(diào)試施工安排、安全操作等內(nèi)容。

6.調(diào)試工作的進(jìn)行

根據(jù)所采用的調(diào)試方法，編寫調(diào)試步驟。在確定調(diào)試步驟可行后，依據(jù)調(diào)試步驟開展相應(yīng)的調(diào)試工作，具體過程這里不作詳細(xì)贅述。

由于調(diào)試試驗(yàn)是在仿真模擬平臺(tái)上進(jìn)行的，風(fēng)管上風(fēng)量及風(fēng)口處風(fēng)量的測量等在此次實(shí)驗(yàn)中并不涉及。模擬實(shí)驗(yàn)中只涉及改變不同路上風(fēng)閥的大小以調(diào)節(jié)流量來完成系統(tǒng)的調(diào)試。

7.數(shù)據(jù)記錄與處理

依據(jù)調(diào)試步驟完成風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試。當(dāng)達(dá)到調(diào)試指標(biāo)要求后，在《管網(wǎng)風(fēng)量平衡調(diào)試記錄表》中記錄調(diào)試數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)調(diào)試結(jié)果;在系統(tǒng)單線透視圖上標(biāo)出調(diào)節(jié)閥門的開度。

調(diào)試過程結(jié)束后，在系統(tǒng)單線透視圖上標(biāo)出調(diào)節(jié)閥門的開度，填寫管網(wǎng)風(fēng)量平衡調(diào)試記錄。以調(diào)試后風(fēng)量與設(shè)計(jì)風(fēng)量偏差，以及調(diào)試完成時(shí)間為實(shí)驗(yàn)考核成績評(píng)定依據(jù)。

（三）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)

通過該仿真模擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，學(xué)生完整地走完了實(shí)際工程中空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)調(diào)試的所有流程，該流程與實(shí)際工程調(diào)試并無差別。學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，了解了風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試的目標(biāo)和要求，掌握了系統(tǒng)調(diào)試的原理和方法，熟悉了風(fēng)系統(tǒng)平衡調(diào)試的步驟和過程，具備了獨(dú)立制定空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)調(diào)試方案的能力，這對(duì)其工程能力及意識(shí)的提升將有極大的幫助。同時(shí)，參與實(shí)驗(yàn)全過程，也加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)管網(wǎng)知識(shí)的理解。

盡管仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的提升有較大的幫助，但在此次實(shí)驗(yàn)的調(diào)試過程中，較為重要的風(fēng)口及風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)量測量過程在模擬實(shí)驗(yàn)中卻無法有效完成，這顯然不利于學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的鍛煉。好在在先修課程建筑環(huán)境測試技術(shù)的課程實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了風(fēng)管及風(fēng)口風(fēng)量測量的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)掌握了風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)量測量的方法，以及相關(guān)測量儀器的選擇和操作，這可作為此次調(diào)試實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充?？梢?，對(duì)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中由于軟、硬件條件的限制，無法實(shí)施模擬的實(shí)驗(yàn)過程，可采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)，以充分發(fā)揮兩者

各自的優(yōu)勢，又相互彌補(bǔ)不足，最終到達(dá)提升學(xué)生實(shí)踐能力的目的。

在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)定方面，單一依靠虛擬仿真調(diào)試的數(shù)據(jù)記錄并不能反映學(xué)生的綜合能力和水平，考核內(nèi)容應(yīng)該涵蓋實(shí)際調(diào)試過程中所涉及的各個(gè)方面，如系統(tǒng)的單線圖是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能否正確表達(dá)原系統(tǒng)設(shè)計(jì)，標(biāo)注的數(shù)據(jù)是否正確;是否掌握風(fēng)量的測試方法以及測量儀器的選擇原則;是否掌握風(fēng)量的平衡調(diào)試原理和方法，能否正確地編制調(diào)試方案和步驟;調(diào)試結(jié)果是否達(dá)標(biāo)等，這樣才能使分?jǐn)?shù)評(píng)定更接近于完成實(shí)際工程的情況。

為了更好地了解學(xué)生對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，以及實(shí)踐過程中存在的問題，對(duì)參加實(shí)驗(yàn)的74名本科生進(jìn)行了問卷調(diào)查。調(diào)查的主要內(nèi)容包括有無必要開設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、開設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的好處、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的不足等方面，調(diào)查結(jié)果如下。

（1）您認(rèn)為建環(huán)學(xué)科有必要開設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)嗎？ [單選題]

選項(xiàng)

小計(jì)

比例

沒有必要

10

13.51%

有必要，模擬仿真是趨勢

64

86.49%

有效填寫人次

74

（2）您覺得虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)最有用的方面是什么？ [多選題]

選項(xiàng)

小計(jì)

比例

專業(yè)課程成績的提升

26

35.14%

對(duì)專業(yè)課程理論知識(shí)的掌握

58

78.38%

可以給課程增加一些樂趣

44

59.46%

對(duì)于將來就業(yè)有幫助

22

29.73%

可以提高自己分析和解決問題的能力

50

67.57%

有效填寫人次

74

（3）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)J(rèn)為哪個(gè)對(duì)您的學(xué)習(xí)能力有幫助？ [多選題]

選項(xiàng)

小計(jì)

比例

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)可以提高動(dòng)手能力和操作技能）

14

18.92%

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)（虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是未來發(fā)展的趨勢）

22

29.73%

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)（虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)含量高）

8

10.81%

兩個(gè)都有幫助

48

64.86%

有效填寫人次

74

（4）您認(rèn)為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的不足主要體現(xiàn)在哪些地方？ [多選題]

選項(xiàng)

小計(jì)

比例

對(duì)自己的動(dòng)手能力沒有提升

22

29.73%

沒有機(jī)會(huì)熟悉測量儀器的使用

28

37.84%

不了解仿真軟件編制的背景，感覺像在玩游戲，不像做實(shí)驗(yàn)

36

48.65%

對(duì)實(shí)驗(yàn)原理不能進(jìn)行深入了解

36

48.65%

實(shí)驗(yàn)結(jié)果千篇一律，不能體現(xiàn)出差異

12

16.22%

實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)不出團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神

14

18.92%

和真實(shí)實(shí)驗(yàn)的感覺有差距，實(shí)驗(yàn)過程過于理想化

36

48.65%

實(shí)驗(yàn)過程中不會(huì)出現(xiàn)實(shí)際實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的各種問題，無助于解決問題能力的提升

24

32.43%

有效填寫人次

74

通過上述調(diào)查，可以看出虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開設(shè)得到了絕大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的實(shí)施效果也得到了多數(shù)學(xué)生的肯定。但同時(shí)學(xué)生也認(rèn)識(shí)到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)存在的不足，如虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)差距大、過程過于理想化、沒有出現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的突發(fā)性問題、不能熟悉測量儀器的使用等。另外，不了解仿真軟件編制背景，也在一定程度上影響了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的深入分析和判斷，需要在將來的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)一步改進(jìn)。

三、結(jié)語

建環(huán)專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)。針對(duì)建環(huán)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)前存在的突出問題，開設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是提升實(shí)驗(yàn)效果的有效途徑。但虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開設(shè)應(yīng)結(jié)合學(xué)校和專業(yè)的教學(xué)實(shí)際和學(xué)科特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)定、實(shí)驗(yàn)過程實(shí)施等方面密切聯(lián)系理論課程及傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能全面提升學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。針對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)中存在的問題，應(yīng)堅(jiān)持能“實(shí)”不“虛”的原則，虛實(shí)結(jié)合才是解決問題的根本途徑。

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Practical exploration of virtual simulation experiment teaching in building

environment and energy application engineering

LI Junmei， SUN Yuying， QIAO Yaxin

（College of Architecture and Civil Engineering， Beijing University of Technology， Beijing 100124， P. R. China）

Abstract：

Taking the virtual simulation experiment of ventilation system balance adjusting as an example， the application of virtual simulation experiment to undergraduate experimental teaching in building environment and energy application engineering is explored. The implementation results show that although virtual simulation experiment can make up for the deficiencies in conventional experimental equipment， such as insufficient experiment instruments， experiment venues， teaching expenses， etc.， and can enrich the experimental resources， it is low-cost， high efficiency， and strong scalability. There are still certain problems of this kind of experiment. Practical teaching and traditional experiment for undergraduates should be considered for virtual simulation experimental platform developing， experiment content setting， process implementation and grade evaluation. Virtual experiments and conventional experiments should complement each other， so as to achieve the purpose of improving the experimental teaching level and teaching effect.

Key words： virtual simulation; building environment and energy application engineering; experimental teaching; teaching for undergraduates

（責(zé)任編輯 王 宣）