从虚拟到智能：AI驱动材料力学实验教学新模式研究

从虚拟到智能：AI驱动材料力学实验教学新模式研究

任士贤

兰州博文科技学院土木工程学院，甘肃兰州

摘要：目前，材料力学实验是连接理论与工程实践的桥梁，却面临设备紧张、安全风险高、缺个性化指导等难题。因此，本研究通过将人工智能与虚拟仿真技术的融合，研究突破这些瓶颈的新方法。该方法基于传统实验教学现状问题，构建了AI驱动的“虚拟操作—智能分析—个性化反馈”三位一体的材料力学实验教学新模式。该模式以高精度虚拟仿真环境为基础，集成智能导学、智能答疑与智能评估三大功能模块，并基于学生操作数据构建学习者画像，实现差异化实验项目推送。研究进一步设计了包含调研诊断、体系构建、效果验证三个阶段的教学实施方案，提出技术融合深度化、实验设计差异化、评估体系动态化于一体的集成化体系。AI与虚拟仿真的深度整合不仅是工具层面的教学辅助，更是对实验教学范式的根本性重构，为新工科背景下创新型工程人才培养提供了可行路径。