虛擬實驗在工程教學上之應用 – 以單向度壓密試驗為例

Abstract

單向度壓密試驗係研究土壤壓密行為的土壤力學試驗之一，也是土木工程科系大學部課程中耗費時間最長的實驗。實驗必須在長達七天的期間內改變土壤試體荷重並記錄土壤試體體積變化，進而求得該土壤試體之壓密相關參數。 近年來，多媒體輔具已被廣泛運用於教育學習，亦發展了許多教學平台與軟硬體技術，並有許多研究討論教學輔具功能之多樣性。然而，目前大多數的網路教學系統，多以瀏覽器為其使用介面，僅提供一般廣泛性功能，如科目進度公告、作業繳交、個人作業成績、即時的同步影音等，但對專業或大學級別等特殊科目的需求，如實驗模擬，則很少對此進行功能開發。 本研究以單向度壓密試驗為例，建構一網路化虛擬實驗教學系統。依據相關理論與技術，模擬土壤受力後之壓密情形，並利用資料庫記錄實驗過程，可反覆檢視過程以達到學習效果。 本研究完成開發一套單向度壓密試驗網路模擬程式系統。先給予土壤參數範圍，進行公式計算後，再模擬土壤試體體積變化。並利用測試後的問卷調查，探討實驗模擬化之實用性與程式本身優劣處。