施工工藝虛擬仿真實訓項目開發探索

曹紹江

摘 要：建筑工程需要規范化、制度化、信息時代發展，一方面為了適應日益競爭的市場需要，學生必須具備一定的實踐動手能力，另一方面學校教學實訓項目開發和創新應用才能滿足學生對知識渴望與上心。建筑專業實訓開發與應用處在創新的的臨界點上，隨著虛擬仿真技術的推廣應用建筑專業的實訓項目建設將迎來一個大發展。本文針對建筑施工技術人才培訓中存在的問題及這些問題進行了相關的探討與研究，以期為后續的建筑施工虛擬仿真在建筑行業的服務和開發提供一定的參考與借鑒價值。解決模擬施工與實際生產之間相互關聯的問題，可以在很大程度上有效提高學生的操作技能、專業理論知識及職業素養。

關鍵詞：實踐教學 ；虛擬仿真；創新應用

1 引言

建筑施工工藝是整個建筑過程中至關重要的環節，因為它比其他的建設程序都復雜，所以如何在保證工期的前提下提高工程質量和節約成本，對于每位施工技術人員綜合素質要求是很高。由于建筑產品生產周期長、風險高、規模龐大、參與生產管理需要的人員眾多、建筑材料絕大部分不能回收和重復使用等因素，使學生無法真正參與到建筑產品的實際生產過程，現場項目教學難以真正實現，制約了校內實訓有效開展，也極大地限制了學生專業技能的學習與訓練。因此，尋找適合校內實訓開展的項目和任務驅動的載體是建筑工程技術專業校內實訓設計的一大難點。。然而當下的建筑虛擬仿真技術就很好的解決這一問題。

2建筑虛擬仿真實訓項目開發的思路與內容

通過建筑仿真模擬教學平臺的搭建，將學校教育方式轉化為以學生為中心的教學模式。讓學生對整個建筑周期的施工工藝有很全面的認識，幫助提升崗位核心競爭力，為學校提供新的理實一體化教學模式，提高信息化教學水平，為學校節約實訓成本，而且整個實訓過程安全、高效、有趣。最終提升學生的社會服務能力。

從目前高職院校主要開設的專業、社會崗位需求和培養目標，對核心職業崗位（施工員崗位）工作任務與專業能力的要求，按照虛擬企業、虛擬場景、虛擬設備以及虛擬工程項目、企業生產工具、生產對象、生產場景、基地管理制度等原則，開發專業仿真實踐教學體系內容。開發構建一個完整的虛擬仿真施工工藝實訓項目。

3 虛擬仿真實訓項目開發

虛擬實訓項目的開發以構建符合高職高專仿真教學實際的“教、學、管、評、控”的運行模式為原則，以深化學校“理實一體”的人才培養理念，深入分析建筑技術應用與施工管理教學過程，通過虛擬技術緊扣施工工藝、直擊教學難點，實現多維仿真和真實場景模擬，提高學生學習的主動性；通過網絡技術輔助學生課下練習、及時鞏固知識，實現單人訓練、多人競賽和互動交流，提高學生學習的積極性；同時，通過數據庫技術跟蹤學生學習軌跡，實現學生知識點掌握情況的統計與分析，提高教學評價的科學性。

3.1 開發仿真教學“教、學、管、評、控”的運行模式

圍繞“教”與“學”建立虛擬仿真教學系統、資源庫系統、題庫系統、數據管理評價系統；圍繞“管、評、控”實現統一登錄用戶界面、數據信息系統的建立，實現教學信息的有效傳遞與分析反饋，合理安排和及時調整教學進度。實現平臺功能與內容的嵌入。要求學生以學號為賬號登入系統，老師可以針對每個學生的實際情況制定相應的教學內容，最后對每個學生的實訓成績，錄入該課程考核成績 。對不合格的學生進行反復教育培養。該系統內設導入導出數據功能，我們可以直接查看學生的整體實訓情況和到課率，高效快捷。

3.2 針對專業差異，開發相應實訓項目

仿真虛擬教學系統的建設，著重專業特色培養，擴充專業側重教學和信息資源，利用技術優勢，直擊教學難點，減輕教師教學壓力。比如房建專業和市政專業的好多專業課既有一致性又有差異性。教師可以通過虛擬仿真實訓項目開發結合實際的教學內容，設計差異的仿真實訓項目。以學校專業化的教學師資為依托，輔以企業成熟技術與先進技術應用為基礎，通過項目的頂層開發設計、需求調研、規范專業教學基本要求、制訂專業教學標準，開發核心課程及其針對性強的實訓項目，不斷提高教學質量。

3.3 開發應用平臺數據庫，高效安排教學實訓任務

建立完善虛擬仿真數據系統，實現教學實訓任務安排的規范性及時搜集教學信息反饋信息，便于合理調整教學進度與內容。通過資源、課程的開發管理，讓專業教師高效、針對性的安排課程及其實訓項目；通過訓練、考試、經驗積分的管理，實現教學成果的考察及數據信息反饋搜集。

4建筑仿真模擬實訓的成果

4.1 學生提升知識整體銜接能力，提高學生崗位競爭力

仿真虛擬實訓項目的開展實現了信息化教學資源的任意調用，它以學生對建筑領域核心崗位項目的學習作為一個整體，以虛擬技術還原真實的施工場景（如下圖），通過施工現場的三維展示和立體情境漫游，針對《建筑識圖》、《建筑施工技術》、《建筑材料》等實踐性較強但又難做實訓的課程，通過虛擬仿真實訓平臺為學生提供系統化的技能知識點串聯和全天候的校內實踐操作機會，剔除了以往學生實踐的時間和空間限制，將理論與實踐相融合，讓學生更好的掌握教學內容，熟悉技能實際應用需求，培養學生獨立分析和解決工程實際問題的能力，有效的提高了學生崗位核心競爭力，為職業發展奠定良好的基礎。

4.2 學校以教學信息化建設帶動教學改革，促進專業建設

在教學過程中靈活引入慕課、微課、翻轉課堂、虛擬仿真等現代技術，解決了理論課堂抽象生硬枯燥，施工細節講解不到位、工藝操作方法難以實踐的問題，其次，通過仿真實訓項目的開發教學，將學生碎片化的知識進行系統性的整合，提高學生的專業知識和技能運用，為專業教學改革提供了全新的思路，有助于提升本專業的建設水平， 帶動專業群的發展。

4.3 有利校企合作項目的開展，促進學校與社會人才的接軌

在仿真虛擬項目實踐環節聯合建筑類優勢企業，運用其優勢資源（案例圖紙、生產項目等）共同進行課程的二次開發，實現學校人才培養與企業的無縫對接。學校老師在仿真平臺上做微課的形式分享優質工藝視屏，企業可以分享施工一線的案例，這樣優勢互補、資源共享。其次，利用仿真虛擬教學易于理解的特點和直觀的場景，與企業合作開展建筑系統六大員培訓、建筑工人技術交底等項目，提升專業服務產業的能力。

4.4 服務社會，增效創收

學校為社會人員做培訓工作，我們知道建筑施工行業是高危行業，每年發生事故率很高，企業在對底層技術員的安全教育和技術交底很困難的，那么虛擬仿真實訓項目就剛好可以解決這一難點，我們可以針對培訓的目標，制定相應的培訓體制。一方面可以直接體現學校的社會服務職能，另外一方面可以為學校創造一定的效益。學院可以主動和當地人力資源社會保障培訓中心聯系，將我們的培訓計劃納入當地外來務工人員的培訓計劃中，經當地職業培訓中心核準后，由當地財務局按照相關規定給予補貼，農民工不用自己交培訓費，這樣極大促進更多社會人員來我學院培訓，大大提高培訓實效、節約維護成本。

參考文獻

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