基于數(shù)字孿生技術(shù)的課程教學(xué)改革

摘" 要：砌體結(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)的重要課程之一，數(shù)字孿生技術(shù)在課程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，能夠促進(jìn)新時(shí)代大學(xué)教育的發(fā)展，具有重要意義。文章首先簡(jiǎn)要介紹了數(shù)字孿生技術(shù)的概念，然后探討了砌體結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，詳細(xì)論述了情境教學(xué)方法的應(yīng)用和課程教材的改進(jìn)和更新、融入了基于數(shù)孿技術(shù)設(shè)備的實(shí)踐性教學(xué)和多元化的大數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)，探討了校企同頻接軌、賽教結(jié)合的教學(xué)改革新方法。最后，基于數(shù)字孿生技術(shù)的實(shí)踐性教學(xué)方法先進(jìn)性、適用性較強(qiáng)，指出數(shù)字實(shí)體指導(dǎo)物理實(shí)體的“真實(shí)映射”能使課程教學(xué)更具備趣味性，值得在土木工程專業(yè)課程教學(xué)中推廣。

關(guān)鍵詞：數(shù)字孿生技術(shù)；砌體結(jié)構(gòu)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G640" "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1673-7164（2024）05-0057-04

基金項(xiàng)目：廣東省科產(chǎn)教融合實(shí)踐教學(xué)基地（項(xiàng)目編號(hào)：CXQX-ZL202103）；教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：220903 818194105）。

作者簡(jiǎn)介：寶鼎晶（1992—），女，碩士，廣東白云學(xué)院建筑工程學(xué)院工程師，研究方向?yàn)閿?shù)字建造與虛擬裝配；雷穎（1993—），女，碩士，廣東白云學(xué)院建筑工程學(xué)院工程師，研究方向?yàn)閿?shù)字建造與裝配式建筑。

黨的二十大報(bào)告指出：“全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家，最艱巨最繁重的任務(wù)仍然在農(nóng)村。”中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，鄉(xiāng)村人居環(huán)境的發(fā)展直接關(guān)系到鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施。目前，國(guó)內(nèi)村鎮(zhèn)地區(qū)主流建筑結(jié)構(gòu)仍以造價(jià)低廉、施工方便的砌體結(jié)構(gòu)為主。

砌體結(jié)構(gòu)課程是土木工程專業(yè)大三年級(jí)開(kāi)設(shè)的一門重要專業(yè)課，因其實(shí)踐性較強(qiáng)，傳統(tǒng)的講授法已不利于學(xué)生認(rèn)識(shí)砌體結(jié)構(gòu)的形象［1］。隨著數(shù)字化進(jìn)程的發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)可融入課堂，通過(guò)虛實(shí)結(jié)合的新模式，讓學(xué)生對(duì)砌體有感性認(rèn)識(shí)，有效幫助學(xué)生理解課程內(nèi)容。

數(shù)字孿生技術(shù)是指在虛擬世界構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)物體相對(duì)應(yīng)的虛擬物體，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)物體的實(shí)時(shí)性能展現(xiàn)。數(shù)字孿生技術(shù)通過(guò)現(xiàn)實(shí)物體和虛擬物體的實(shí)時(shí)映射，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)物體的性能提升和優(yōu)化。隨著信息技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用和融合，數(shù)字孿生技術(shù)為建筑行業(yè)虛擬與現(xiàn)實(shí)的交互提供了技術(shù)支撐［2］。

數(shù)字孿生技術(shù)可以將砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如磚柱、石板梁、砌塊墻等）的實(shí)體屬性、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、承載力狀態(tài)、力學(xué)性能、使用功能和動(dòng)態(tài)行為映射到虛擬世界，形成真實(shí)度很高的動(dòng)態(tài)化多維度、多尺度、多物理模型，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合，雙向真實(shí)映射、即時(shí)連接與交互。

一、砌體結(jié)構(gòu)課程特點(diǎn)與現(xiàn)狀

砌體結(jié)構(gòu)課程是土木工程專業(yè)中的一門重要課程，主要涵蓋砌體的組成材料與性能、砌體構(gòu)件承載力計(jì)算、混合結(jié)構(gòu)房屋砌體墻的設(shè)計(jì)、避免墻體開(kāi)裂構(gòu)造措施和砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)等。

（一）綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)

砌體結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分內(nèi)容密切相關(guān)，材料強(qiáng)度和受壓性能決定了構(gòu)件的承載力，構(gòu)件承載力計(jì)算是砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，減輕砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體開(kāi)裂的措施和抗震設(shè)計(jì)是砌體結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)的要求。該課程內(nèi)容在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛，如混合結(jié)構(gòu)房屋，就是人們常說(shuō)的“磚混結(jié)構(gòu)”。目前，隨著混凝土材料的普及，砌體材料在國(guó)內(nèi)外大中型城市鮮有出現(xiàn)，但在較多農(nóng)村地區(qū)的低層住宅或工業(yè)廠房中，還有很多混合結(jié)構(gòu)房屋或砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)用案例。例如普通磚材料砌筑的矩形泳池墻壁，高度為H，水的密度為ρ，在受到泳池內(nèi)的水壓力時(shí)，墻壁內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一定的彎曲內(nèi)力，將此工程實(shí)例轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型，即為懸臂梁受到三角形均布荷載的計(jì)算模型。因此，其內(nèi)部的彎拉內(nèi)力即為M=1/6qH3，當(dāng)驗(yàn)算該泳池的受彎性能時(shí)，若承載力不足，即受彎承載力計(jì)算結(jié)果為時(shí)，該如何解決這一具體問(wèn)題呢？也就是說(shuō)，當(dāng)利用砌體結(jié)構(gòu)受彎承載力公式M≤ftwW進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，該計(jì)算結(jié)果不符合結(jié)構(gòu)抗力ftwW大于外荷載效應(yīng)M的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理時(shí)，該如何處理呢？回到具體問(wèn)題本身，砌體材料砌筑的池壁，高度H是一定的，要想保證池壁的高度不變，就是外荷載在池壁內(nèi)部的內(nèi)力不變，只能改變砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值或是截面抵抗矩。在公式當(dāng)中很容易找到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f受組成磚砌體的砂漿和磚材料影響，也能找到截面抵抗矩W可以通過(guò)加厚墻壁來(lái)提高。通過(guò)改變池壁的厚度或是改變池壁的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值來(lái)提高砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲抗拉強(qiáng)度，讓結(jié)構(gòu)滿足承載力要求時(shí)，充分體現(xiàn)了砌體結(jié)構(gòu)這門課具備實(shí)踐性和綜合性的特點(diǎn)。

（二）設(shè)計(jì)計(jì)算公式難以理解

砌體結(jié)構(gòu)這門課作為土木工程專業(yè)的必修專業(yè)課，教材中有大量的計(jì)算公式、表格需要學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解、會(huì)用。例如無(wú)筋砌體的局部受壓模型中為什么有效支撐長(zhǎng)度比接觸長(zhǎng)度要小，拱過(guò)梁的剪壓承載力計(jì)算公式為什么會(huì)有正應(yīng)力的影響，配筋砌塊砌體的大偏心、小偏心受壓模型有什么區(qū)別。墻梁的施工階段受力轉(zhuǎn)換等問(wèn)題，僅僅依靠背誦、記憶計(jì)算公式不行，學(xué)生在沒(méi)有接觸過(guò)實(shí)際工程前，很難形成形象的認(rèn)識(shí)，很難學(xué)懂計(jì)算公式，更無(wú)法從感性上學(xué)會(huì)該公式。因此，砌體結(jié)構(gòu)這門課就需要多一些實(shí)踐性的案例、實(shí)踐性的操作來(lái)引領(lǐng)，加深理解。

（三）構(gòu)造措施的優(yōu)化不被重視

砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的混合結(jié)構(gòu)房屋當(dāng)中，最常出現(xiàn)的病害就是裂縫。例如溫度變化和地基不均勻沉降容易導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)房屋出現(xiàn)墻體開(kāi)裂的問(wèn)題，常用的解決方案是設(shè)置伸縮縫和沉降縫以減輕墻體的裂縫，通過(guò)設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱保證砌體結(jié)構(gòu)房屋的整體性。然而，這些構(gòu)造措施在工程中僅滿足了設(shè)計(jì)、施工的最低標(biāo)準(zhǔn)，亟待優(yōu)化。

（四）教學(xué)評(píng)價(jià)模式單一

傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)僅限于每學(xué)期期末的測(cè)試成績(jī)，無(wú)法充分體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力。在以往的實(shí)踐性教學(xué)中，對(duì)學(xué)生實(shí)踐性學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)一般是在學(xué)期末進(jìn)行考試，一張?jiān)嚲矶ǔ煽?jī)，這類評(píng)價(jià)方式往往只有目標(biāo)評(píng)價(jià)，缺少了過(guò)程評(píng)價(jià)，忽視了學(xué)生的綜合能力發(fā)展。

二、砌體結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革新方法

針對(duì)砌體結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，以及土木工程專業(yè)的培養(yǎng)要求，本研究提出以下課程教學(xué)改革的新方法：

（一）普遍采用情境教學(xué)和項(xiàng)目教學(xué)法

砌體結(jié)構(gòu)課程具有綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)。僅僅通過(guò)講授理論知識(shí)和公式推導(dǎo)的方式進(jìn)行教學(xué)，會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在砌體結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中，應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐意識(shí)，強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)。

引入工程實(shí)例輔助課堂教學(xué)，展開(kāi)情境教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。例如可以在課堂上提出問(wèn)題，在本校區(qū)內(nèi)建設(shè)一座以砌體材料為主要承重構(gòu)件的房屋，如何驗(yàn)算該砌體結(jié)構(gòu)房屋的磚墻和磚柱的承載能力，本校區(qū)內(nèi)新建的一座砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體出現(xiàn)較多裂縫，如何進(jìn)行修復(fù)，能夠采取什么樣的修復(fù)措施。

開(kāi)展項(xiàng)目教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。在一學(xué)期的32學(xué)時(shí)中，至少應(yīng)安排4-6學(xué)時(shí)的內(nèi)容進(jìn)行真實(shí)工程案例的課程設(shè)計(jì)。只有通過(guò)真實(shí)案例的實(shí)戰(zhàn)性項(xiàng)目訓(xùn)練，學(xué)生的綜合技能才能不斷提高，促進(jìn)學(xué)生從學(xué)校到企業(yè)的無(wú)縫轉(zhuǎn)換。

（二）與企業(yè)需求同步更新，改進(jìn)課程教材

為適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，高等院校需要提前對(duì)區(qū)域發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人才需求進(jìn)行調(diào)查研究，專業(yè)教學(xué)與產(chǎn)業(yè)布局發(fā)展規(guī)劃保持一致。新課程體系的建設(shè)需要及時(shí)引入新知識(shí)、新工藝，促進(jìn)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，課程教材要與企業(yè)需要同步更新，與行業(yè)前沿發(fā)展方向相適應(yīng)，以形成“產(chǎn)教融合、以產(chǎn)養(yǎng)教”的良性循環(huán)。

企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中的新產(chǎn)品、新工作方法應(yīng)及時(shí)納入教學(xué)過(guò)程、課題研發(fā)等教育教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)專業(yè)與產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展。在此基礎(chǔ)之上，教材應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，及時(shí)更新教學(xué)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將新技術(shù)、新工藝、工程案例動(dòng)態(tài)地納入教學(xué)內(nèi)容中，引導(dǎo)地方、行業(yè)、學(xué)校按規(guī)定建設(shè)工程行業(yè)適用教材、校本專業(yè)教材等。

（三）基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能平臺(tái)加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)

為適應(yīng)新時(shí)代大學(xué)生的發(fā)展特點(diǎn)，教師應(yīng)推動(dòng)現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。新型教學(xué)智能平臺(tái)——“數(shù)孿演訓(xùn)系統(tǒng)”展臺(tái)，旨在為學(xué)生構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的學(xué)習(xí)環(huán)境，也為教師教學(xué)的游戲化和人性化提供了可能。

“數(shù)孿演訓(xùn)系統(tǒng)”展臺(tái)是一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的實(shí)踐性教學(xué)智能平臺(tái)，它能夠幫助學(xué)生進(jìn)行虛擬協(xié)作。相較于傳統(tǒng)的虛擬仿真模型，數(shù)字孿生體具有更多的優(yōu)勢(shì)。它可以快速地獲取傳感器數(shù)據(jù)、模擬特殊條件、精準(zhǔn)預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)結(jié)果，并且能夠動(dòng)態(tài)地記錄實(shí)時(shí)操作。學(xué)生可以根據(jù)實(shí)踐性學(xué)習(xí)的需要，隨時(shí)切換操作狀態(tài)。

“數(shù)孿演訓(xùn)系統(tǒng)”展臺(tái)可提供4個(gè)顯示屏，分別對(duì)應(yīng)項(xiàng)目管理員、構(gòu)件工藝員、構(gòu)件裝配員和現(xiàn)場(chǎng)施工員四個(gè)角色。多名學(xué)生可圍繞數(shù)字孿生模型進(jìn)行操作演習(xí)，例如構(gòu)件工藝員，數(shù)字孿生技術(shù)支持虛實(shí)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，提供更多動(dòng)手操作機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)建筑施工圖與結(jié)構(gòu)施工圖的理解，幫助學(xué)生直觀地確定主筋直徑、預(yù)制梁柱的長(zhǎng)度截面等。數(shù)字孿生技術(shù)還可以支持學(xué)生進(jìn)行崗前預(yù)演和鍛煉，深入探究問(wèn)題的關(guān)鍵所在，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的洞察力和自我認(rèn)識(shí)的深度學(xué)習(xí)能力。數(shù)字孿生技術(shù)為裝配式建筑實(shí)踐性教學(xué)提供了突破傳統(tǒng)空間設(shè)備局限性的解決方案，讓離散學(xué)習(xí)者回歸課堂，形成“人人可實(shí)踐”的學(xué)習(xí)氛圍。數(shù)字孿生體的可視化能夠幫助學(xué)生判斷操作流程的合理性和及時(shí)收到教師的反饋，提高任務(wù)完成的質(zhì)量和效率。

（四）構(gòu)建多角度多元化教學(xué)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)體系

為了拓展評(píng)價(jià)深度，可以采用數(shù)字孿生技術(shù)的伴隨式評(píng)價(jià)體系來(lái)進(jìn)行實(shí)踐性教學(xué)評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)方式可以提高實(shí)踐性課程的考核比例，擴(kuò)大對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)的維度，豐富評(píng)價(jià)指標(biāo)，加強(qiáng)評(píng)價(jià)深度，促使教師不再以主觀感受為主開(kāi)展教學(xué)評(píng)價(jià)，而是以“數(shù)字化的上傳數(shù)據(jù)”為核心開(kāi)展智能化評(píng)價(jià)。教學(xué)系統(tǒng)記錄的實(shí)時(shí)映射數(shù)據(jù)可以提供可靠有效的反饋，形成“教學(xué)—數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)—計(jì)算結(jié)果反饋—再教學(xué)”的大數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)體系。

這種評(píng)價(jià)方式改善了傳統(tǒng)教學(xué)中死板的評(píng)價(jià)方式。基于數(shù)字孿生技術(shù)的虛實(shí)結(jié)合學(xué)習(xí)環(huán)境，將教學(xué)評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，采用多元評(píng)價(jià)方法，注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的控制與評(píng)價(jià)。通過(guò)綜合實(shí)踐系統(tǒng)評(píng)價(jià)、課堂評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)，可以考核具備知識(shí)考核和能力考核的雙重功效，以考查學(xué)生課程學(xué)習(xí)的整體效果和教師是否達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。這種評(píng)價(jià)體系充分體現(xiàn)了課程考核的全程化和多元化思想。

（五）引入規(guī)范，與企業(yè)工作接軌

針對(duì)砌體結(jié)構(gòu)課程的實(shí)踐性特點(diǎn)，可以采用情境教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)等方式，不斷改進(jìn)教材，并利用數(shù)字孿生技術(shù)的虛實(shí)結(jié)合學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行實(shí)踐性教學(xué)。由于砌體結(jié)構(gòu)課程的理論公式和構(gòu)造要求都將應(yīng)用于實(shí)際工程，因此為增強(qiáng)課程教學(xué)的有效性，引入國(guó)家規(guī)范是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。通過(guò)教學(xué)過(guò)程中的規(guī)范強(qiáng)化，可以增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)，讓他們?cè)谛?nèi)就適應(yīng)按“規(guī)范施工”的意識(shí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)，更好地為日后的工作做好準(zhǔn)備。

在進(jìn)行砌體結(jié)構(gòu)實(shí)際工程時(shí)，需要依據(jù)相關(guān)的規(guī)范，如《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ50003-2011）、《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50203-2011）以及《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）等。這些規(guī)范是建設(shè)工程設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)，也是實(shí)踐性教學(xué)的主要依據(jù)。引入這些砌體結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)、施工規(guī)范，或在教材中指出規(guī)范內(nèi)容，可以讓學(xué)生多了解企業(yè)工作的依據(jù)，幫助他們建立良好的責(zé)任意識(shí)，與企業(yè)工作接軌，縮短學(xué)生從學(xué)校到社會(huì)的適應(yīng)時(shí)間。引入砌體結(jié)構(gòu)課程相關(guān)規(guī)范，促進(jìn)學(xué)生對(duì)基本概念和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的深刻理解，更好地實(shí)現(xiàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)。如砌體構(gòu)件全面截面受壓的計(jì)算公式N≤φf(shuō)A，是選自砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算公式，該公式在實(shí)際工程中通常用來(lái)計(jì)算磚柱的承載力。在給學(xué)生講解此公式時(shí)，教師就可引入案例提升土木工程專業(yè)設(shè)計(jì)與施工的專業(yè)素養(yǎng)。

（六）賽教結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力

砌體結(jié)構(gòu)課程是土木工程專業(yè)的核心課程，實(shí)踐性較強(qiáng)。現(xiàn)階段，社會(huì)勞動(dòng)力短缺，高素質(zhì)技能型人才儲(chǔ)備嚴(yán)重不足。為適應(yīng)這一發(fā)展形勢(shì)，需要大力支持學(xué)生積極參加社會(huì)實(shí)踐和職業(yè)技能大賽，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能。

賽、教結(jié)合創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式要求改變常規(guī)的教學(xué)形式［3］，賽教結(jié)合是指通過(guò)職業(yè)技能大賽的鍛煉，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。長(zhǎng)期以來(lái)，各高校普遍開(kāi)展學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，大學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)已經(jīng)成為學(xué)生傾慕、學(xué)校重視的重要學(xué)習(xí)和展示平臺(tái)之一［4］。對(duì)砌體結(jié)構(gòu)課程而言，整個(gè)學(xué)期共32學(xué)時(shí)，至少應(yīng)安排4—6學(xué)時(shí)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練。例如，學(xué)習(xí)砌體結(jié)構(gòu)的局部受壓力學(xué)課程，可以指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位完成比賽。比賽任務(wù)可以是砌筑“梁下磚墻”模型或“柱下磚基礎(chǔ)”模型。在課程競(jìng)賽中，可以引入技能大賽的比賽制度，要求各小組在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)的任務(wù)。比賽完成后，從模型的尺寸、水平、垂直、墻面平整度等四個(gè)方面，進(jìn)行量化評(píng)分。同時(shí)，對(duì)該模型的外觀、施工安全、施工進(jìn)度、施工總用時(shí)等方面進(jìn)行主觀性評(píng)分。最后，將模型量化分析與教師主觀性評(píng)分綜合起來(lái)，進(jìn)行統(tǒng)一賦分。除此之外，還可以對(duì)砌體結(jié)構(gòu)這門課中的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，以小組為單位進(jìn)行比賽。比賽目的是砌筑混合結(jié)構(gòu)房屋的縮小模型，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)任務(wù)后，開(kāi)始評(píng)分。主要對(duì)模型的比例、尺寸，施工過(guò)程的工序、工作過(guò)程、耗時(shí)進(jìn)行主觀性評(píng)分，最后將各部分量化與教師主觀評(píng)分綜合起來(lái)。

這種基于賽教結(jié)合的教學(xué)模式，將專業(yè)技能競(jìng)賽與課程教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起，達(dá)到了“以比賽促進(jìn)教學(xué)、以比賽促進(jìn)探索性學(xué)習(xí)”的效果，提高了專業(yè)教學(xué)的趣味性。并且，這種三維培養(yǎng)模式能夠有效促進(jìn)課程教學(xué)創(chuàng)新改革，可以較好地提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，滿足土木工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求［5］。

三、結(jié)語(yǔ)

砌體結(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)的核心課程之一。其中，數(shù)字孿生技術(shù)在整個(gè)砌體結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐性教學(xué)的過(guò)程中起著重要的作用。數(shù)字孿生技術(shù)能夠滿足土木工程專業(yè)課程教學(xué)改革的實(shí)際需求，并與當(dāng)前的數(shù)字化發(fā)展進(jìn)程相適應(yīng)。在今后的教學(xué)過(guò)程中，數(shù)字孿生技術(shù)可以進(jìn)一步探索專業(yè)課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的融合路徑，推動(dòng)專業(yè)課程教學(xué)取得新的突破，更好地適應(yīng)全社會(huì)對(duì)土木工程專業(yè)人才的最新要求，保證土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

在新一代數(shù)字化智能制造相關(guān)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，這種實(shí)踐性教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)真實(shí)物理空間的實(shí)體與模擬信息技術(shù)空間內(nèi)的虛擬實(shí)體之間的雙向映射，還能實(shí)現(xiàn)即時(shí)性交互、上傳數(shù)據(jù)的教學(xué)效果。通過(guò)持續(xù)調(diào)控和迭代，最終優(yōu)化和提升學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)物理空間、信息空間和空間服務(wù)系統(tǒng)的全要素、全過(guò)程、全輸入數(shù)據(jù)的集成和融合，最終實(shí)現(xiàn)智能化實(shí)踐性教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

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（薦稿人：唐昀超，仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院城建學(xué)院土木工程系主任，副教授）

（責(zé)任編輯：鄒宇銘）