軟件模擬教學法在高校建筑類專業課程教學中的應用

尹海文

軟件模擬教學法是教師借助計算機及專業軟件對所授課程的內容進行仿真模擬，帶領學生進入模擬現場，通過對模擬現場事實的參觀、分析、研究和總結來學習專業知識的一種教學方法。軟件模擬教學一般由模擬現場、媒介、事實、學生和教師五個要素組成。模擬現場為課堂、計算機及專業軟件為媒介、事實為教材、學生為主體、教師為主導。軟件模擬教學法具有直觀性、體驗性、激發性均強的特點，教學效果顯著。伴隨著計算機科學技術和工程技術的不斷發展和完善，建筑類的專業軟件除品種越來越豐富外，其功能也日趨完善，并在工程領域中得到了廣泛應用。目前，很多專業軟件在高校的實踐教學中也得到大力的推廣和廣泛應用，卻很少應用到高校的課程教學中。因此，需充分利用專業軟件的相應功能，使之科學合理地應用到高校的課程教學中，為高校的課程教學提供優質高效的服務。

一、軟件模擬教學法在高校建筑類專業課程教學應用中的可行性

高校課程教學方法改革是個持續研究和不斷改進的研究課題，許多高校為了提高教學質量并使學生由被動學轉為主動學，不斷涌現出效果明顯的課程教學新方法，如行為導向法、項目教學法等。軟件模擬教學法在高校教學中很早就在一些實踐課程教學中得到應用，但并沒有得到系統的研究和廣泛的應用。目前，理論教學法、對比分析法、案例教學法、圖示教學法、軟件模擬教學法和現場教學法等在高校建筑類專業課程教學中得到應用。在這些教學方法中，理論教學是對課本知識的提煉和概括；對比教學是對相關連知識的對比分析以加深學生的記憶，但仍停留在對課本知識的概括；案例教學比理論教學生動有趣，可案例畢竟是對事實的一種闡述，與事實還是有一定的差距；圖示教學比理論教學顯得直觀，但還是停留在課堂上畫高樓的二維狀態；現場教學最貼近實際，但場地的選擇難度大，組織不易且費時費力。而軟件模擬仿真性強，讓學生體會工作現場，教學組織容易，省時省力，教學效果顯著。軟件模擬教學法是一種以獲取良好教學效果為目的的教學方法，通過理論和模擬實踐相結合的教學讓學生走進實踐的前沿，避開了缺乏實踐性的理論堂教學。軟件模擬教學法是在課程上讓學生置身于模擬現場，邊看邊聽講解，直觀性和實踐性強，讓知識在體驗中得到加深和理解，使學生在看中學、學中練，使學生難以忘卻。軟件模擬教學法的這些特性正是高校課程教學中應該加以推廣和應用的。另外，在高校建筑類專業很多課程教學中均可以采用軟件模擬教學法，如“建筑制圖與房屋構造”“鋼筋翻樣及加工”“建筑工程定額與預算”“建筑施工技術”等課程。

二、軟件模擬教學法的特點

1.增強學生的感性認識。不同的教學方法有不同的特點，而軟件模擬教學法的最大特點在于其直觀性和體驗性，克服了現場教學法的場地局限性，并建立了學生對現場的感性認識。通過專業軟件在多媒體教室將教材內容模擬出現在課堂，把學生帶進逼真的三維模擬現場，讓學生身臨其境般看到各種建筑物、構筑物和施工機械設備等，克服了課堂教學上的一些缺陷，提升了學生的認識活動結構。例如，在講解高校建筑類專業必修課“建筑制圖與房屋構造”時，可以采用軟件模擬教學法。當講解課程中條形基礎時，可通過專業軟件繪制出條形基礎三維形狀，當學生看到三維逼真的條形基礎，再對比回憶下課本上的二維條形基礎時，立刻加深了學生對該構件的感性認識，也同樣加強了學生對該知識點的理解和記憶。

2.提高學生的學習興趣。三維逼真的現場模擬有效刺激了學生的感觀，激發了學生的想象力，讓學生置身其中，外界的刺激與學習環境的融合充分調動了學生的學習興趣。在軟件模擬教學中，通過專業軟件模擬出的逼真現場及真實實例，讓學生置身其中，感受到整個教學過程的理論聯系實踐，學習如何分析問題和解決問題，再加上任課教師有針對性的講解，讓學生的被動學習變成主動積極地參與。

3.提高教學效率及保證教學效果。在很多高校建筑類專業課程的教學中，經常需要采用圖示教學法。在黑板上繪制相應的圖例進行講解，而這種二維的平面圖缺乏直觀性，讓缺乏實踐經驗的學生很難一下理解與接受。軟件模擬教學是把課堂變成了模擬現場，走進實踐前沿，克服了現場教學的場地局限性，讓學生置身于模擬現場，邊觀看邊聽講解，直觀性強、實踐性強，使學生容易理解、容易掌握，而且印象深刻。軟件模擬教學匯集了圖示教學的啟發性、案例教學的體驗性、現場教學的直觀性，并且直接避開了影響現場教學一些因素，在提高教學效率的同時，又保證了教學質量。

三、軟件模擬教學法實施的主要環節

1.課前準備。要保證軟件模擬教學取得良好的教學效果，同樣需要做好充分的教學準備工作。在高校建筑類專業課程教學中實施軟件模擬教學法的課前準備應做到以下三點：首先，時間上的準備宜“前”。主要是軟件模擬教學法比一般的教學方法課前準備的內容要多。它除了需要進行一些日常的分析教材、撰寫教案、制作課件等準備工作外，還需要事先通過專業軟件模擬好教學內容，預先演練模擬效果。其次，課程內容上準備宜“實”。因為課程教學的核心就是課程內容，它是取得教學效果好壞的關鍵，再加上每次準備軟件模擬教學要比一般的教學方法花費的時間要多。因此，我們應根據課程的重點、難點等和學生畢業后崗位的技能要求來確定教學內容，并有針對性地選擇專業教學軟件，做到課程內容和專業軟件的相適相宜，讓學生在軟件模擬的體驗環境中做到學中練、練中學。最后，細節上準備宜“細”。很多情況下，細節決定成敗，課程教學中的很多細節同樣不容忽視，而軟件模擬教學中的很多細節更加需要認真對待和考慮周全，并做到準備充分。比如，多媒體教室的設施配置情況、專業軟件的運行情況等都應考慮到。總之，課前準備越充分，課程教學中我們才能越從容。

2.課堂實施。為了保證不斷提高課程的教學質量，精講多練，突出重點、難點內容的教學和專業技能的訓練在高校課程教學中也越來越重視。精講多練同樣適應軟件模擬教學，在軟件模擬教學中同樣需要事先制訂好教學計劃，并根據課程的重點、難點知識點進行演示與講解，并突出學與用的引導。軟件模擬教學讓學生掌握課程知識是基本要求，同時還應訓練學生空間思維和分析問題能力，使他們置身其中，來體驗模擬環境下的工作現場。在軟件模擬教學過程中，授課教師邊演示邊講解時，應注意學生的課堂反應情況，以避免走馬觀花似的學習，及時引導學生進入身臨其境的學習狀態，避免學生當作好奇式的參觀，以加深學生的理解和記憶。另外，要根據課程內容的特點來選擇相應功能的專業軟件，以保證軟件模擬教學的效果。如“建筑結構”課程可以結合PKPM軟件進行組織教學，通過軟件計算和手算相結合的方法，兩者相互驗證，提高計算的合理性和準確性。再如“建筑制圖與房屋構造”課程可以利用工程造價軟件的三維顯示功能。在講到一些建筑構件時，像構造柱，可以通過造價軟件事先繪制好，然后在課程講授時邊展示邊講解，這樣節省了黑板上繪制二維圖的時間。而且構造柱的二維平面圖很難形象地繪制，三維的構造柱既形象又直觀，學生也易接受，增強了學生的學習積極性。因此，合理地選擇和利用好相應的專業軟件也是軟件模擬教學得以順利實施的重要保障。

3.課堂討論與課后總結。課程教學實施過程中，在軟件演示和講解完后應組織開展課堂討論活動，讓學生把模擬現場掌握的第一印象感性材料反映出來。對于學生反映的一些疑點和難點，任課教師應及時地引導和解惑。盡量利用學生反映出的問題進行升華，引導學生自己參與到解決問題中，同時激發學生的想象力和挖掘學生解決問題的潛能。通過有計劃和有組織地開展課堂討論活動，加深學生對所學知識的印象，激發他們探索新知識和學習專業的濃厚興趣，同時教學效果也顯著。在課堂討論和課程教學結束后，任課教師除了要對本次討論進行總結外，還需對本次教學進行分析和總結，評價得與失，為教學質量的持續提高積累經驗。

四、軟件模擬教學法實施中應注意的問題

軟件模擬教學實施的效果離不開軟件和硬件的支持，教師和學生即是軟件，專業軟件和多媒體教室就是硬件。要使軟件模擬教學在高校建筑類專業課程教學中效果顯著，在其實施過程中應注意以下兩個問題：

1.軟件的建設問題。專業軟件本身具有專業性、操作性、科學性很強等特點，再加上高校建筑類專業課程大多數也具有專業性、實踐性、綜合性很強等特點，因此要求專業任課教師具有很高的綜合素質。它要求專業任課教師不但要有較強的專業知識和實踐能力，還要具備相當的計算機操作能力和教學組織能力。所以高校專業任課教師的綜合素質培養應從平常的工作中著手，自己要有危機感，做到主動學習、不斷學習，多向企業能手和行業專家學習，及時學習先進技術和技能，在學習中不斷提升自己。同時，另一個軟件的建設就是學生專業知識和學習能力的培養。在平時授課中要多鼓勵學生主動學，主動預習課本內容，培養他們的主動學習意識，引導他們去探索和想象，使學生能把自己所學的專業知識系統地聯系起來。只有通過教師和學生的共同努力，才能保證軟件模擬教學取得良好教學效果。

2.硬件的建設問題。硬件建設面臨的第一個問題就是專業軟件的選擇問題，因為軟件模擬教學的成功與否與專業軟件的選擇息息相關，所以要做到全面、綜合地來選擇專業軟件。應根據課程的授課內容來因地制宜地選擇課程教學軟件，即課程內容與軟件功能相適宜，否則就很難達到預期的教學效果。硬件建設面臨的第二個問題就是多媒體教室的建設問題。由于軟件模擬教學的課堂需要在多媒體教室開展，為保證能全面展示專業軟件的相關功能，這就要求多媒體教室的設施配置要相對齊全，并由專職人員維護以確保正常使用。所以高校在建設了多媒體教室時，應充分考慮到多媒體教室設施配備的完備性及正常使用的維護性。另外當專業軟件確定下來后，教師應結合課程內容和教學的難點及重點，提前到多媒體教室進行演練，做到準備充分，為軟件模擬教學的成功實施奠定堅實基礎。