虛擬仿真技術在實踐教學中的應用研究

代端明　李科

【摘 要】文章從虛擬仿真技術在信息化教學中的應用出發，以建筑水電工程計價課程建設為例，闡述了虛擬仿真教學資源的建設思路、建設內容。同時，通過建立虛擬仿真教學資源庫、虛擬仿真實訓室和教學資源網絡共享平臺，有效地推動了虛擬仿真技術在實踐教學中的應用，為同類課程改革提供參考。

【關鍵詞】虛擬仿真；教學資源；實踐教學

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）04-0146-03

1 建設背景

1.1 國家政策的支持

根據《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》（教高〔2012〕4號）和《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》文件精神，要大力開展虛擬仿真教學中心的建設，以建設信息化教學資源為重點，持續推進信息化教學改革與創新。因此，在國家政策的大力支持下，將現代教育技術虛擬仿真應用到實踐教學環境中，建立一個虛擬仿真實訓室，進行模擬實習、實訓，對于解決實踐教學基地欠缺和學生不便去施工工地進行操作等問題具有非常重要的意義。

1.2 虛擬仿真教學資源在實踐教學中存在的問題

在國家政策的大力支持下，我國許多職業院校在虛擬仿真實訓室建設方面投入了大量的資金，以解決職業教學面臨的教學困境。在內因和外因的共同作用下，為了推動和鼓勵教師運用信息技術教學手段進行教學，各級教育行政管理部門或者各類學校都會舉辦信息化相關賽項來進一步提升學校教育信息化應用水平。但是虛擬仿真教學資源在實踐教學中也存在許多的問題，分析如下。

虛擬仿真教學軟件大多是由專業公司的技術人員開發設計出來的，軟件在三維動畫設計、交互性方面做得不錯。但是，開發軟件的技術人員由于不是工程技術人員，對專業規范要求、施工技術等方面的知識了解不透，因此所做的虛擬仿真教學資源就不能真實地反映施工現場的做法，容易讓學生誤解。比如，在開發建筑設備安裝方面的虛擬仿真軟件時，由于對給排水系統、電氣工程的施工規范和施工標準圖集沒有做深入了解，開發的教學資源就會存在一些不符合施工規范和施工標準圖集的做法，導致學校對虛擬仿真教學軟件的實際效率降低，教學效果不理想。因此，需要專業教師與IT技術人員共同開發教學資源，才能真正發揮虛擬仿真技術的作用。如何真正發揮虛擬仿真教學資源的作用，成為我們課題研究的目的。

2 建筑水電工程計價課程虛擬仿真教學資源的建設與應用

建筑水電工程計價課程的實踐教學是學生掌握安裝工程造價文件編制的一個重要環節。學好建筑水電工程計價，必須先掌握基本的建筑水電工程識圖與施工原理。但是，在建筑水電工程識圖與施工教學活動中發現，大多數高職學生獲取外部信息的心智風格屬直覺型，即偏重對視覺上的“整體”感受，不善于對知識點細節的思考。而且，建筑水電施工技術偏重于理論和基本概念，所以按傳統的灌輸式教學模式教學達不到預期效果。因此，建好虛擬仿真教學資源對于推動課程教學改革和提高教學效果就顯得非常的必要。

2.1 虛擬仿真教學資源庫的建立

2.1.1 擬定建設思路

通過校企合作模式，與企業共同開發虛擬仿真軟件。以某綜合性工程項目為原型，建立建筑設備安裝工程施工工藝技能實踐的虛擬場景，同時將施工工藝、規范要求及圖集做法等知識通過圖片和影像的形式嵌入場景內，場景虛擬漫游具有與部件交互的功能。

2.1.2 確定建設內容

根據建筑水電工程計價課程教學內容，列出重點、難點，確定需要制作虛擬仿真教學資源的知識點。同時，通過優質教學資源的有效整合，規范專業教學基本要求，使教學內容與行業需求相對應。建筑水電工程計價課程虛擬仿真教學資源具體建設內容見表1。

2.1.3 制訂實施方案

根據課程內容，按章節分工完成。具體實施方案如下：收集重點、難點的相關素材（包含建筑結構、水電安裝等分部工程的施工圖紙、施工方案、施工現場圖片、視頻錄像等）→編寫虛擬仿真模型制作腳本（包含土建結構主體模型、施工順序方案、水電施工工藝等系列腳本）→項目組專業教師與虛擬仿真專業技術人員合作制作虛擬仿真模型→試用、改進→推廣→建立虛擬仿真教學資源庫。

2.2 虛擬仿真教學資源共享型網絡平臺的建立

虛擬仿真網絡教學資源共享型網絡平臺是基于互聯網構建服務于教師、學生、企業、專家和社會的立體化應用平臺，旨在一體化解決示范校建設的信息化部分，核心目標是改革和優化職業教學模式，開發和積累教學資源。

2.2.1 平臺的建設思路

①能自建在線課程，老師可以根據個人需要和上課風格，整合平臺資源與自有資源構建自己的專屬在線課程。②能實現教學創新，支持混合式學習、翻轉課堂等教學創新實踐。③能助力人才培養，助力“互聯網+”時代的高素質技能型人才培養。

2.2.2 平臺建設的體會

①資源要分好類，做到易查、易選、易用、易操作和易變；要結合工程造價發展的趨勢、全過程工程咨詢、基于BIM的應用等。②為學生自主學習和老師授課提供技術服務，主要是讓老師帶領學生進行自主學習。根據統計，學生上網自主學習的人寥寥無幾，因此需要老師將課堂講授內容與教學資源庫緊密聯系，引導學生上網學習。③資源不是越多越好，要做精品，要能夠吸引別人去看或引用，最好采用動畫、微課。如果僅僅是教學錄像，那上網學習的會比較少，但如果是作為教學資源（如動畫、微課、圖片、PPT）被老師們引用，則會提高資源的使用率，如學生學習點擊數、教師上課的引用數等。

2.3 虛擬仿真教學資源庫的應用

通過近5年的建設，專業核心課程建筑水電工程計價課程教學資源已非常豐富，特別是虛擬動畫方面的教學資源。該課程于2013年12月獲得“國家精品資源共享課”稱號；在2015年3月又參與國家級工程造價資源庫的申報，2016年12月獲得通過，目前正在建設中；在2016年12月，該課程又獲得自治區級精品在線開放課程建設立項。同時，本項目依托于廣西工程造價示范特色專業及實訓基地建設項目，整合、開發系列虛擬仿真多媒體資源庫，通過建設虛擬仿真實訓室，將虛擬技術能夠使傳統的課堂教學與實景教學相結合進行實證分析。

目前，該課程不僅應用于2 000余名專業學生及3個涉工程造價相關課程，同時在廣西建設職業技術學院開辦的10期造價員培訓班授課中推廣使用，惠及廣西500余名工程造價從業人員。有效地推動了虛擬仿真技術在實踐教學中的應用，為同類課程改革提供了參考。

參 考 文 獻

[1]中華人民共和國教育部.教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）（教技〔2012〕5號）[Z].2012.

[2]中華人民共和國教育部.教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見（教高〔2012〕4號）[Z].2012.

[3]孫彬斌，王振敏，盧艷青，等.虛擬仿真技術在高職實踐教學中的應用研究——以高職金屬壓力專業為例[J].遼寧高職學報，2014（4）.

[4]王金崗.虛擬現實技術在高職實踐教學中的應用研究[J].中國職業技術教育，2011（6）.

[5]楊俊.虛擬仿真教學資源的建立及教學實踐應用研究[J].吉利工程技術師范學院學報，2016（8）.

[責任編輯：陳澤琦]