創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育視域下的土建類虛擬仿真實踐教學路徑初探

熊平

【摘 要】隨著十三五時期信息化戰(zhàn)略的逐步推進，虛擬仿真實踐和移動通訊技術(shù)將會越來越廣泛的應(yīng)用到教學之中，教與學的形態(tài)正在發(fā)生深刻變革。探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育視域下的虛擬仿真實踐教學路徑，對于重構(gòu)應(yīng)用型課程體系、推進信息技術(shù)在課程中的廣泛應(yīng)用、創(chuàng)新技術(shù)人才培養(yǎng)模式、提升學生學習能力和創(chuàng)新潛力，具有重要的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);虛擬仿真;教學改革;路徑探索

中圖分類號： F239.63 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）20-0089-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.041

1 背景及意義

教育部《關(guān)于大力推進高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見》、《普通本科學校創(chuàng)業(yè)教育教學基本要求（試行）》提出，加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，創(chuàng)建高校行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才新機制[1-2]。隨著十三五時期信息化戰(zhàn)略的逐步推進，虛擬仿真實驗和移動通訊技術(shù)將會越來越廣泛的應(yīng)用到教學之中，教與學的形態(tài)正在發(fā)生深刻變革。探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育視域下的虛擬仿真實驗教學路徑，對于重構(gòu)應(yīng)用型課程體系、推進信息技術(shù)在課程中的廣泛應(yīng)用、創(chuàng)新技術(shù)人才培養(yǎng)模式、提升學生學習能力和創(chuàng)新潛力，具有重要的現(xiàn)實意義。

2 核心概念的界定

（1）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育：是培育造就大學生開創(chuàng)性教育，即培養(yǎng)首創(chuàng)獨創(chuàng)精神、開拓冒險精神、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)才能、獨立工作能力以及技術(shù)、交往、社會活動和管理技能的教育。

（2）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育微環(huán)境：是學生生成開創(chuàng)性個性、思考職業(yè)取向、自我檢視和內(nèi)化知識、積累創(chuàng)業(yè)體驗的特定空間、人員、事件和關(guān)系構(gòu)成的微生態(tài)系統(tǒng)。大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、能力、經(jīng)驗的獲取與積累，與微環(huán)境的關(guān)系最為密切。微環(huán)境為大學生創(chuàng)新性個性的形成“提供行動的舞臺”，是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、能力、經(jīng)驗的“發(fā)生地”和“營養(yǎng)基”。

（3）虛擬仿真實踐教學：運用虛擬仿真技術(shù)，推進土建類實驗實訓課程教學模式改革，將虛擬仿真實驗實訓教學與理論課程有機融合，驅(qū)動土建理論教學形象化、真實化、現(xiàn)場化，充分彰顯實踐課程在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的能力和作用。

（4）應(yīng)用價值與理論價值：對屬性、對象、指向和治理方法截然不同的兩個對象——“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”和“虛擬仿真實踐教學”，圍繞共同的焦點——高素質(zhì)土建類應(yīng)用型人才培養(yǎng)，重構(gòu)應(yīng)用型課程體系、推進信息技術(shù)在課程中的廣泛應(yīng)用、創(chuàng)新技術(shù)人才培養(yǎng)模式、提升學生學習能力和創(chuàng)新潛力，為高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供理論支撐和實踐范式。

3 圍繞培養(yǎng)目標、抓住重點、進行教學改革

（1）虛擬教學技術(shù)在土建類實踐課程中的應(yīng)用。土建類實踐教學投入高、難度大，真實項目對教學時間、空間、經(jīng)費等條件的要求很苛刻，本科階段難于全程使用真實案例教學。虛擬仿真技術(shù)在土建類實踐課程中的應(yīng)用，通常體現(xiàn)在三個方面：工程項目仿真、工程技術(shù)仿真、工程管理仿真。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對土建類學生進行項目化、實戰(zhàn)化訓練，讓學生建立理、實一體的工程思維模式，在畢業(yè)前獲得包括流程、技術(shù)和管理在內(nèi)的工程體驗和項目成果，對于畢業(yè)后縮短入職適應(yīng)期、提升崗位履職能力、獨立承擔工程項目，具有不可替代的作用。

虛擬仿真技術(shù)最大限度克服了真實項目在時間、空間和投入上的不利因素，學生可以隨時隨地利用二維碼或在手機客戶端，學生根據(jù)自己需要選擇相關(guān)實驗進行虛擬仿真操作，隨時隨地在虛擬平臺上進行操作，還可以根據(jù)實驗本身特征和性能改變相關(guān)模擬參數(shù)得到新的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，同時還可將線上獲得的知識經(jīng)驗，線下進行局部驗證，豐富學生的工程體驗。通過虛擬仿真實驗加深對理論的理解，了解相關(guān)理論的局限性，理論的適用對象及范圍，初步建立更符合工程實際的、更具廣泛適應(yīng)性的、更凸顯知識經(jīng)驗框架的“科學的技術(shù)化”和“技術(shù)的科學化”體系。

（2）夯實創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論、加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)改革。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育在高等教育教學改革中具有引領(lǐng)作用，研究創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育環(huán)境創(chuàng)設(shè)及其教育機理，對于構(gòu)建土建類特色創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理論體系，具有重要的開創(chuàng)性意義。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育微環(huán)境與日常教室、實驗室、實習基地、生產(chǎn)車間或服務(wù)處所等空間的主體、客體、關(guān)系、事件均有所不同，發(fā)揮好微環(huán)境的教育作用，可以有效拓展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育空間，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育質(zhì)量。

（3）打造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下的土建類虛擬仿真實驗教學樣板。筆者認為該樣板的成功打造，將把應(yīng)用技術(shù)型高校雙創(chuàng)教育背景下土建類虛擬仿真實踐教學推向一個全新的境界。通過《土木工程施工》與《土木工程施工設(shè)計》與《施工仿真實訓》三門課程相互交叉融合對接，打造理論與實踐教學改革樣板，探索理論與實踐的互饋教學模式和無縫銜接。結(jié)合現(xiàn)場教學，加強專業(yè)實習、現(xiàn)場參觀、工程實訓等實踐環(huán)節(jié)，利用多媒體、施工仿真教學等多種教學工具和手段，可有力提升教學質(zhì)量和效果，虛擬實踐教學驅(qū)動理論教學形象化、真實化、現(xiàn)場化。土木工程施工課程在教學過程中，隨著科學的進步和工程技術(shù)發(fā)展的需要，建構(gòu)和更新知識體系、標準規(guī)范，實時采用新技術(shù)、新工藝、新材料和先進的施工組織管理方法和思路完善授課內(nèi)容，讓學生了解前沿理論、技術(shù)與發(fā)展方向，通過對建筑物全生命周期的綜合仿真實訓，拓展專業(yè)素養(yǎng)、加強實踐操作交流與團隊協(xié)作，提高學生實踐技能、研究創(chuàng)新創(chuàng)造技能以及豐富學生的情感和語言表達能力、協(xié)調(diào)能力和管理能力。

4 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)視角下的土建類虛擬仿真實驗教學路徑

1）建設(shè)一核心、兩目標、三原則、四層次、五途徑、六保障的虛擬仿真實踐教學體系。通過實踐教學體系建設(shè)，拓展實體實驗的局限性，同步理論與實踐教學過程，提高理論教學效果。虛擬實習平臺和實訓平臺不受時間地點限制，系統(tǒng)整合基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)技能，形成完整的知識體系和系統(tǒng)的知識學習過程，實現(xiàn)理論、實驗和實習教學效果的最優(yōu)化。

（1）一核心：以學生能力培養(yǎng)為核心，建構(gòu)虛實結(jié)合實踐實訓模塊，培養(yǎng)學生工程理論、工程設(shè)計、工程管理、施工技術(shù)、工程檢測、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、學科專業(yè)競賽等方面的能力。

（2）兩目標：知識技能素養(yǎng)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展，理論、實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)水平綜合提高。

（3）三原則：采用虛實結(jié)合、虛實相互補充，能實不虛。

（4）四層次：基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實踐、綜合實訓、技術(shù)創(chuàng)新四層次。

（5）五途徑：與理論教學相結(jié)合、與實體教學相結(jié)合、與工程案例相結(jié)合、與競賽科研相結(jié)合、與校企合作相結(jié)合。

（6）六保障：制度保障、組織保障、經(jīng)費保障、設(shè)備保障、企業(yè)保障、師資保障。

2）建立完備的土木建筑虛擬仿真系統(tǒng)。包括：基礎(chǔ)實驗仿真平臺、專業(yè)實踐仿真平臺、綜合實訓仿真平臺、技術(shù)創(chuàng)新仿真平臺。讓學生開展仿真實習和實訓，可以克服專業(yè)實習資源和理論教學課時制約，延伸實訓和實習教學時間和空間，學生可完成實驗實訓項目全過程實習和沉浸式體驗，增加項目全周期綜合案例的全面實訓過程，減少盲目性。

3）系統(tǒng)建設(shè)與卓越工程師培養(yǎng)相適的虛擬仿真實驗實訓項目庫，編制虛擬仿真實踐教學大綱。包括：理論驗證、專業(yè)實踐、綜合實戰(zhàn)設(shè)計、技術(shù)與管理創(chuàng)新研究。通過對建筑物全生命周期的綜合仿真實訓，拓展專業(yè)素養(yǎng)、加強實踐操作交流與團隊協(xié)作，提高學生實踐技能、研究創(chuàng)新創(chuàng)造技能以及豐富學生的情感和語言表達能力、協(xié)調(diào)能力和管理能力。基于虛擬仿真資源建設(shè)，實現(xiàn)課程與實習環(huán)節(jié)的貫通教學和無縫銜接，探討基于多媒體教學、網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)、配套教材建設(shè)、施工仿真實驗室建設(shè)環(huán)節(jié)的一體化教學，探討土建類課程組理論教學與實踐教學聯(lián)系的途徑和措施。

【參考文獻】

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[7]教育信息化“十三五”規(guī)劃，2016.06.

[8]關(guān)于開展國家虛擬仿真實驗教學項目建設(shè)工作的通知，教育部，2018.05.