湖北工业大学土木工程与建筑学院开设有土木工程（含有建筑工程、道路与桥梁、地下工程、防水材料与工程四个方向）、工程管理、建筑学（含有建筑学、室内设计两个方向）、交通工程、风景园林和城乡规划6个本科专业。其中，土木工程一级学科为湖北省重点学科、湖北省特色学科，结构工程二级学科为湖北省有突出成就的创新学科。有四个省级平台——湖北省土木工程与建筑实验教学实验示范中心、湖北省桥梁安全监控技术与装备工程技术研究中心、湖北省虚拟仿真实验教学中心、湖北省大学生实习实训示范基地，有七个研究所——岩土及地下工程研究所、工程结构与数字化模拟研究所、湖北工业大学建筑设计二所、BIM工程技术研究中心、高性能混凝土材料研究所、防水工程技术研究所、绿色建材与建筑节能研究所，学院组织结构如图1所示。

图1湖北工业大学土木工程与建筑学院组织结构

土木工程与建筑虚拟仿真实验教学中心依托土木工程与建筑学院设立，其建设理念、发展历程、虚拟仿真实验教学体系和实验教学管理平台如下。

（1）建设理念

湖北工业大学土木工程与建筑虚拟仿真实验教学中心的建设是在建筑产业转型和教育信息化的大背景下实施的。中心秉承“集中校企优势资源，高度融合学生需掌握的专业基础知识、基本技能训练与行业前沿科学技术，覆盖建设项目全寿命周期，实现资源高度共建共享， 培养具有强烈创新意识和实践能力的土木工程与建筑类专业技术人才”的建设理念。

中心的建设思路紧紧围绕教育部“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的指导思想，着眼建筑产业现代化，以绿色建筑、建筑信息化、新型工业化等技术为导向，以促进学生创新能力和实践能力培养为宗旨，遵循土建类各学科专业教学规律和要求，系统规划了“学科基础”、“专业应用”、“自主创新”三个层次的虚拟仿真实验教学资源，内容涵盖“基础技能”、“规划与设计”、“施工与管理”、“运营与维护”、“产业前沿”、“实践探索”等六个模块。

中心通过自主研发、校企联合开发等手段，以教师科研成果、教学研究成果、特色工程案例、关联知识点集成等为素材，采用典型案例开发、实验单元集成、实验专题规划等建设方式，运用大型软件虚拟化和游戏引擎等技术,实现了一批在传统实验室中无法做到，或者具有高风险和高成本的土木工程与建筑类虚拟仿真实验教学资源，学生可以根据专业特点和自身兴趣自行选择实验项目，通过因材施教、个性化人才培养的方法，达到多层次人才培养的效果。中心建设思路如图2所示。

图2中心建设思路

（2）发展历程

土木工程与建筑实验教学中心开展虚拟仿真实验教学的历程大致可分为4个阶段，分别是全面开展实体实验阶段、小型虚拟仿真实验开发与应用阶段、重新规划虚拟仿真实验教学体系阶段和发展提升阶段，如图3所示。

图3中心虚拟仿真实验教学发展历程

第一阶段：全面开展实体实验（1985-1999）

湖北工业大学土木工程与建筑实验教学中心始建于1985年，是土木工程、交通工程、建筑学等专业教学、科研的重要基地。中心设有测量、材料、力学、路基路面、结构工程和岩土工程等实验室，该实验室以开展实体实验和基础科研活动为主。

第二阶段：开展小型虚拟仿真实验（1999-2007）

随着实验教学任务加重和土建行业新兴技术的发展，实体实验室增设了建筑结构实验室、建筑模型实验室和建筑物理实验室。为适应土建行业信息化技术发展，中心从上世纪末开始逐步设立了工程结构与数字化模拟、虚拟施工与管理等实验室。规划开发了测量（水准仪、经纬仪）、地基与基础工程施工、砌体与模板工程的小型虚拟实验教学项目。2007年，湖北工业大学土木工程与建筑实验教学中心被评为湖北省实验教学示范中心。

第三阶段：重新规划虚拟仿真实验体系，持续投入阶段（2007-2012）

中心以与土建行业设计、施工、虚拟仿真设备标杆企业合作为契机，以计算机技术、信息技术、网络技术和BIM技术为支撑，以“教师典型科研成果、特色工程案例转化成实验教学内容”为创新手段，不断丰富虚拟仿真实验教学内容，壮大教学队伍和软硬件投入。针对土木工程与建筑类实体实验中无法完成，或具有高成本、高风险、不可逆的实验教学功能，中心启动了仿真实验项目的研发，并于2009年成立了虚拟现实实验室。2011年，中心与美国欧特克、法国达索等世界知名软件公司合作，增设了绿色建筑设计与环境仿真分析、数字建筑设计等实验室。2012年，为进一步推进绿色建筑的发展，中心组建了涵盖规划、设计、施工与管理等阶段的仿真实验教学平台。

在实验室规划建设过程中，深度剖析实体实验与虚拟实验的关系，线下实验与线上实验的关系，结合学科交叉与专业特点，重新规划土木工程与建筑虚拟仿真实验教学体系，设计开发虚拟仿真实验项目，积极探索校企合作共享、共建共管的途径。开始在土木工程与建筑学科部分专业采用虚拟现实、仿真、多媒体、人机交互及网络通信等信息技术进行实验教学，良好的实验教学效果开始显现。

第四阶段：发展提升阶段（2012-至今）

随着学校多学科、可持续发展需要，土木、建筑、工程管理等学科对虚拟仿真实验教学的需求不断扩大，深入研究虚拟仿真实验教学技术，并开始通过校企合作方式探索虚拟仿真实验教学系统、教学资源的自主研发工作。2012年与深圳国泰安信息技术有限公司合作，开发了虚拟仿真实验教学管理平台，实现了实验教学资源的共享和远程访问，进一步扩大了受益范围。继续完善基础实验和专业实验，深度挖掘科研成果、教研成果、特色工程案例转化为实验教学内容的可能性，积极探索校企共建共管共享的途径，努力推动优质实验教学资源的共享范围和途径。2013年学校虚拟仿真实验教学中心成功获批湖北省虚拟仿真实验教学中心，为中心今后的发展提供了更好的平台。2014年，对中心资源进行了整合，组建了学科基础虚拟仿真实验室，与曼恒科技共建了先进的虚拟仿真教学中心，中心组织结构如图4所示。

图4土木工程与建筑实验教学示范中心实验室设置情况

学校虚拟仿真实验教学中心的发展历程也体现了中心的质量管理提升路径，如图5所示。经过多年发展建设，通过自主研发、校企联合开发等形式，已建成服务于多个学院、十余个专业的15个虚拟仿真实验教学专题、78个虚拟仿真实验项目，其中自主研发项目32个；另有8个虚拟仿真实验项目在建。近三年实验教学工作量约21.5万人时。目前，中心已基本满足校内外相关专业的实验需求，并在校校、校企多途径合作方面发挥重要作用。

图5中心质量管理提升路径图

中心现有虚拟仿真实验教学场地1050㎡，配置了三面五通道虚拟仿真投影系统，9台高性能服务器及图形工作站，380台电脑，拥有价值达1100万元的虚拟仿真实验研发平台、运行平台等软件。

中心现有专兼职教师58人，其中教授19人、副教授20人，博士34人，高级实验师4人，高级工程师1人，软件开发人员5人；另从深圳国泰安、维启科技等知名企业聘请了开发人员18人。中心的实验教学队伍中，45岁以下教师占67%，青年教师占45%，人员结构合理，在虚拟仿真实验项目开发、软硬件维护、中心管理等方面具有稳定的人员。

（3）“3-6-15-X”虚拟仿真实验教学体系

“3-6-15-X”虚拟仿真实验体系的含义为3个层次，6大模块，15个实验专题和若干个开放式实验项目。为适应建筑产业转型和学科发展，各模块下的实验项目可以逐渐拓展或动态改进，形成了开放式的实验体系。中心根据建筑产业发展特征和相关学科特点，借助教师雄厚的教学科研实力和良好的产学研合作平台，利用虚拟现实、网络、人机交互等信息化技术，针对传统实验室中无法完成，或具有高风险和高成本的土木工程与建筑类实验教学项目，规划了面向“学科基础、专业应用和自主创新”3个层次的6大虚拟仿真实验教学模块，开设了15个教学专题，多个实验项目，形成了“3-6-15-X”虚拟仿真实验教学网络体系，如图6所示。

图6“3-6-15-X”虚拟仿真实验教学体系简图

“3-6-15-X”实验体系从纵向而言由层次、模块、专题和实验项目构成。

学科基础层次以土建学科基础类实验为主，下设基础技能虚拟仿真实验教学模块，包括工程测量、力学和三维识图3个实验专题，以基础操作和专业知识储备为主要内容。学科基础类实验项目已列入相关专业培养计划，为必修实验项目。

专业应用层次包括规划与设计、施工与管理和运营与维护等3个过程紧密衔接的专业实验教学模块，设置了城乡规划、建筑设计、结构设计、建筑施工、工程管理、安全监控与应急管理、能耗监控等8个实验专题。专业应用类实验项目以提高学生专业知识和动手技能为主，也已列入相关专业培养计划，为必修实验项目。

自主创新层次类实验以培养学生探索精神和创新意识为主，包括产业前沿和实践探索两个模块，其中产业前沿模块以建筑产业转型、前沿技术为导向，设置了绿色建筑、BIM、建筑工业化三个专题；实践探索模块设置了成果转化、教改探索两个专题。该类实验项目以中心教师自主研发为主，主要包括科研项目、特色工程案例转化的虚拟仿真实验项目；或在历年教学改革过程中积累的大型竞赛项目、课程改革成果转化为虚拟仿真实验项目。已开展了13个自主创新类实验教学，还有2个在转化过程中。自主创新类实验项目为选修项目，师生可以根据自身需要有选择性的开展项目，学生完成后可获得相应学分。

该实验体系从横向而言体现了基础、专业和创新不同层次的进阶，从而形成了条块分明、点面结合的“3-6-15-X”虚拟仿真实验教学体系。

中心在近几年的持续建设过程中，依靠校企深度合作，创新产学研用循环，形成了“科研反哺教学”资源建设模式；发挥团队技术优势，创新资源共享模式，满足了多学科、多专业、不同层次的“教-学-练-赛-考-用”实验教学要求。

（4）实验教学管理平台

土木工程与建筑虚拟仿真实验教学管理平台主要由实验教学管理子系统、虚拟仿真实验应用子系统、实验数据查询分析子系统和拓展资源管理子系统4部分构成。通过建设一个跨学科的虚拟仿真实验教学平台，整合校内的实验教学应用资源，进行汇总和统一管理并实现开放式共享式地远程教学和实验。通过统一门户（）、统一用户身份认证、统一数据平台和程序虚拟化设计，解决了当前实验教学应用管理分散、不能最大限度开放与共享的问题。中心的“实验教学管理平台”访问网址为：，实验教学平台界面如图所示

图7中心实验教学管理平台界面