沙盤模擬應(yīng)用于巖土工程專業(yè)分析

摘 要 沙盤最初是一種軍事術(shù)語，將沙盤模擬應(yīng)用于巖土工程專業(yè)，符合巖土工程專業(yè)教學(xué)發(fā)展實(shí)現(xiàn)巖體工程和土體工程共同發(fā)展、擴(kuò)大教學(xué)內(nèi)容涵蓋面、實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法革新的要求。本文著重論述了沙盤模擬應(yīng)用于巖土工程專業(yè)的設(shè)計(jì)，從傳統(tǒng)沙盤應(yīng)用于巖土工程專業(yè)和電子沙盤應(yīng)用于巖土工程專業(yè)兩個(gè)方面進(jìn)行論述。指出沙盤模擬應(yīng)用于巖土工程專業(yè)需要注意理論知識教學(xué)和沙盤模擬應(yīng)用的“度”，提高巖土工程專業(yè)教師制作沙盤的質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞 沙盤模擬 巖土工程專業(yè) 教學(xué) 分析

中國人自古重視土木建設(shè)，土木工程一度是專業(yè)中的熱門，但隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，土木工程教學(xué)面臨著重大的挑戰(zhàn)，要求土木工程專業(yè)的學(xué)生具備更強(qiáng)的分析問題、解決問題的能力，這也就要求土木工程的教學(xué)需要進(jìn)行相應(yīng)的改革。其中，巖土工程專業(yè)更需要進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的革新。

一、沙盤及沙盤模擬

沙盤最初是一種軍事術(shù)語，是根據(jù)實(shí)地地形，按照一定比例，利用泥土、軍旗或其他材料模擬再現(xiàn)作戰(zhàn)雙方或多方的地形、樹木、鐵路、橋梁和特殊地物等情況的模型，從而正確分析軍事形勢、作出戰(zhàn)略決策。由于沙盤在軍事作戰(zhàn)中的重要意義，沙盤模擬應(yīng)用涉及電力、水利、交通、公安指揮、旅游、軍事等多種行業(yè)。

沙盤模擬在巖土工程專業(yè)教學(xué)中，可以較為真實(shí)地再現(xiàn)復(fù)雜工程、地形地貌、橋梁建筑結(jié)構(gòu)等，感性直觀。尤其是電子沙盤的多維立體性，適合放大縮小，變換觀察角度，使學(xué)生易于掌握工程設(shè)計(jì)、施工，現(xiàn)場勘查中需要注意的問題，提高學(xué)生的專業(yè)思維、專業(yè)能力。

二、巖土工程專業(yè)教學(xué)發(fā)展及現(xiàn)狀

第一，教學(xué)注重土體工程和巖體工程的共同發(fā)展。在課程設(shè)置上，國內(nèi)相關(guān)院校巖土工程專業(yè)設(shè)置了巖體工程方面的課程，在課時(shí)上，保證了巖體工程的教學(xué)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了土體工程和巖體工程的相互促進(jìn)、共同發(fā)展。

第二，教學(xué)內(nèi)容涵蓋面擴(kuò)大。教學(xué)內(nèi)容從以往以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占主要教學(xué)課時(shí)，逐步轉(zhuǎn)向建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程加固設(shè)計(jì)、災(zāi)害防治等全面發(fā)展。學(xué)生不僅要對教科書中的專業(yè)理論知識，還要具備創(chuàng)新精神和探索能力。

第三，教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)充要求教學(xué)方法的革新。當(dāng)前，巖土工程專業(yè)的教學(xué)方式較為傳統(tǒng)，有經(jīng)驗(yàn)的教師往往是帶著一支粉筆、一份教案或者一個(gè)U盤來到課堂，以及利用PPT、Word、視頻等多媒體教學(xué)方式，仍然不能激活學(xué)生的思維，給學(xué)生展現(xiàn)直觀的工程面貌。

三、沙盤模擬應(yīng)用于巖土工程專業(yè)的設(shè)計(jì)

沙盤模擬應(yīng)用于巖土工程，是為增強(qiáng)教學(xué)直觀性，方便學(xué)生理解工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理而引入的一種教學(xué)方法。在當(dāng)前巖土工程專業(yè)教學(xué)中，教師可以通過合理運(yùn)用傳統(tǒng)沙盤和電子沙盤模擬巖土工程專業(yè)遇到的各種復(fù)雜工程。

第一，傳統(tǒng)沙盤應(yīng)用于巖土工程專業(yè)。傳統(tǒng)沙盤能夠讓學(xué)生近距離接觸、感受，因而直觀性比較強(qiáng)。對于一些便于拆卸的沙盤教具，可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造性，自主設(shè)計(jì)、制作。對于提高學(xué)生的動手能力、空間思維和設(shè)計(jì)組合能力有很強(qiáng)的實(shí)踐意義。

第二，電子沙盤應(yīng)用于巖土工程專業(yè)。電子沙盤適合展示復(fù)雜的工程，當(dāng)傳統(tǒng)沙盤不能滿足對工程狀況的呈現(xiàn)時(shí)，電子沙盤以其多維立體、3D展示、動態(tài)呈現(xiàn)、直觀真實(shí)的優(yōu)越性，給學(xué)生學(xué)習(xí)工程建造提供了巨大的便利。

一是通過線條的組合呈現(xiàn)簡單的地形和建筑。通過AutoCAD軟件，全部以線條為繪圖工具，呈現(xiàn)出山脈的具體地形地貌。學(xué)生在對地形有了宏觀把握后，可以根據(jù)這種地形狀況進(jìn)行具體的工程設(shè)計(jì)。二是通過簡單圖的精加工制作直觀復(fù)雜的工程模型。簡單圖的精加工是指對簡單工程圖進(jìn)行組合、配色渲染等，將復(fù)雜的工程面貌呈現(xiàn)出來。例如，大壩的修建包括導(dǎo)流建筑物的設(shè)計(jì)、灌漿廊道、引水洞等小工程的設(shè)計(jì)。因此，在大壩的教授過程中，教師通過電子沙盤的大壩設(shè)計(jì)，展現(xiàn)大壩的各個(gè)建筑組成部分，對于學(xué)生掌握工程全貌，在模擬的工程中感受巖土工程專業(yè)的學(xué)習(xí)樂趣。

四、沙盤模擬應(yīng)用于巖土工程專業(yè)需要注意的問題

第一，注意理論知識教學(xué)和沙盤模擬應(yīng)用的“度”。沙盤模擬給巖土工程專業(yè)的教學(xué)提供了巨大便利，但教師不可以過分依賴沙盤模擬的呈現(xiàn)，忽視對專業(yè)基礎(chǔ)知識和理論知識的傳授。

第二，提高巖土工程專業(yè)教師制作沙盤的質(zhì)量和效率。制作沙盤主要運(yùn)用AutoCAD軟件，因此教師的主要任務(wù)就是提高運(yùn)用AutoCAD軟件的素質(zhì)，了解命令SKETCH、PEDIT等，將簡單圖導(dǎo)入3ds Max中，以及將圖形轉(zhuǎn)化為AVI格式的小動畫等。教師在教授工程結(jié)構(gòu)時(shí)，在對工程設(shè)計(jì)建造理念進(jìn)行專業(yè)解說的情況下，能夠高效率制作出工程對象，快速展現(xiàn)教師的專業(yè)素養(yǎng)，這對增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的興趣和專業(yè)能力都有極大的作用。

五、結(jié)語

沙盤模擬應(yīng)用于巖土工程專業(yè)具有實(shí)質(zhì)性的教學(xué)意義，使學(xué)生有效把握工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、建造流程，能夠在動態(tài)的工程模擬中，在輕松的教學(xué)氛圍中享受巖土工程專業(yè)學(xué)習(xí)的快樂，培養(yǎng)學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神和鉆研進(jìn)取的品質(zhì)。

（作者單位為桂林理工大學(xué)）

[作者簡介：趙忠波（1987—），巖土工程專業(yè)，就職于廣西有色勘察設(shè)計(jì)研究院。]

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