基于新工科背景的高校測繪工程中虛擬仿真技術的應用研究

周晨虹

摘要：伴隨工業化進程加快的大環境下，社會對各類測繪人才需求不斷增加。面對新工科發展形勢，如何轉變測繪工程教學形式、創新專業教學方法，提升測繪人才的工程實驗和實踐能力，成為高校面臨的重要挑戰。通過實現虛擬仿真技術與測繪工程教學的融合，能夠將一線工程場景、項目實例引入教學中，降低學生認知、理解難度。基于此，本文結合測繪工程專業教學實際，重點分析虛擬仿真技術在教學中的應用策略。

關鍵詞：新工科;高校測繪工程;虛擬仿真技術

在數字化時代下，云計算、大數據、互聯網技術成為助力工程教育改革的利器，為培養擁有卓越工程實踐能力人才提供了技術支持。在當前測繪工程專業教學中，存在大量原理性、實踐性強的知識，只有重視實物演示、實驗教學活動，讓學生結合工程參觀情況、生產實習所見，才能順利理解相關工程原理、工程應用實例和技術。但是，上述實驗教學活動容易受儀器設備、實踐場地的影響，學生很難真正了解具體工程技術。而基于現代計算機技術的支持，教師可將測繪工程專業教學與虛擬仿真技術結合起來，不僅能夠全面呈現相關實景，幫助學生理解原理，還能有效降低教學成本，保證理論和實踐教學的安全性。基于此，本文結合測繪工程專業實際，探索虛擬仿真教學策略。

一、開發虛擬實驗教學資源

測繪地理信息能夠為教師提供大量開放性的軟件，憑借這些開源軟件，教師可結合專業課程修改軟件，為教學演示提供豐富的資源。以全站儀模擬器為例，專業教師可結合課程教學需求，選取不同型號的模擬器，組織學生操作儀器積累操作經驗，提升其操作熟練度。同時，憑借高校測繪工程專業的發展特色，教師可積極轉化現有科研成果，如工程項目類、軟件類成果。通過修改和轉化，形成適用于專業教學的虛擬仿真教學資源、軟件系統。在當前諸多大型工程監測項目中，多需要遠程監測系統的支持，形成了一系列監測數據。對此，教師可通過校企融合、產學融合途徑，獲取一批真實的項目數據，為虛擬實驗教學提供保障。

二、運用虛擬技術仿真實驗場景

在運用虛擬技術開展測繪工程專業教學活動時，教師需要運用虛擬仿真實驗平臺，為學生提供模擬真實項目的場景，使其能夠結合理論去展開操作，為專業課程教學提供豐富實踐、實驗資源。在虛擬技術的支持下，學生可獲取與理論知識對應的實踐項目，根據虛擬軟件呈現的動畫內容、教師的原理解析，自主學習、了解動畫中的概念，加深對項目知識的印象。同時，教師也可發揮Web技術的優勢，引入開放式虛擬實驗平臺，組織學生建立虛擬測量小組，以虛擬的方式完成相關測量任務。比如，教師可綜合運用3dsMax、VRML編程語言，以建模的方式構建真實場景。這樣，在虛擬技術提供的實驗場景中，學生可直觀感知虛擬工程環境，明確專業學習的實驗環節，在教師的幫助下實施實驗步驟，提升自身學習效果。

三、實施理實虛擬一體化教學

在測繪工程專業課程中，諸多基礎知識和原理與空間信息相關，若直接分析和闡述原理性內容，學生很難從多角度想象和聯想。通過引入虛擬軟件，教師可專門構建虛擬空間環境，一邊呈現虛擬交互動畫，一邊呈現基本原理、空間關系，幫助學生降低學習困難。同時，對于存在一定危險性的項目，如變形監測現場，若仍按照工程參觀的方式，不僅很難在有限時間內獲取數據，還會影響項目施工。為了打破實踐教學的限制，教師可引入工程監測系統，實現現場監測數據與實驗室服務器的對接，在校內分析現場監測數據，為學生學習提供仿真教學實例。例如，教師可結合區域內施工項目，通過校企合作渠道獲取相關項目資源，利用軟件系統獲取監測數據，以虛擬的方式獲得施工平面，讓學生能夠接觸和了解項目變形監測的實際數據，提升理實虛一體化教學成效。

四、運用虛擬技術延伸工程資源

在測繪工程專業教學中，高校科研人員、教師應加強聯系與合作，共同引入先進的虛擬技術，再將測繪工程前沿的技術融入虛擬仿真教學中，轉化為課程教學資源。這樣，在專業課程教學中，行業人員、科研人員和教師可共同融合行業知識、教學內容，形成一批拓展類的線上虛擬課程，為工程測量教學提供條件。同時，教師可聯系行業人員，結合航空測繪、雷達仿真實驗、洞穴激光測量等課程，開發微課程，為學生課外學習提供資源。其中，在拓展相關課程時，教師應抓住重點、難點，運用網絡平臺、虛擬技術呈現，為設計工程教學資源、培養卓越工程人才提供條件。

五、結語

綜上所述，虛擬仿真技術與高校測繪工程專業教學的融合，影響著專業課程教學改革、學生理論認知能力、工程實戰能力。因此，教師應認識到虛擬仿真技術的應用價值，通過開發虛擬實驗教學資源、引入虛擬實驗場景、實施理實虛一體化教學、延伸虛擬教學資源等方式，優化傳統教學的現狀，以直觀、形象的方式開展理論和實踐教學活動，培養學生創新能力、實踐能力，促使其成為符合新工科測繪工程要求的人才。

參考文獻：

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