土建類虛擬仿真實訓資源教學設(shè)計

劉杰等

摘 要：土建類虛擬仿真資源的開發(fā)目前在我國處于急速發(fā)展期，各類土建類虛擬仿真實訓軟件不斷涌現(xiàn)。本文從教學設(shè)計的角度重點闡述了土建類虛擬仿真實訓資源應(yīng)解決的教學難題、達到的教學目標和教學特色。

關(guān)鍵詞：土建；虛擬仿真；教學設(shè)計

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)，特別是計算機多媒體仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，人們對在職業(yè)教育領(lǐng)域使用計算機虛擬仿真技術(shù)有了更進一步的認識。尤其是涉及到那些用語言難以表達，現(xiàn)場教學隱蔽性強，危險性大的教學內(nèi)容，運用信息化教學手段，創(chuàng)建一種三維仿真模擬教學環(huán)境，將教學過程直觀化、形象化，使教學效果獲得顯著提高。同時，近幾年來國家加大對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入，也為信息化教學的開展和信息化教學資源的建設(shè)提供了必要的前提和基礎(chǔ)。

1 土建類虛擬仿真實訓資源建設(shè)發(fā)展背景

2007年2月12日，遼寧省政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了省教育廳《關(guān)于推進職業(yè)教育信息化建設(shè)的若干意見》。2007年4月23日，信息化工作開始啟動，我院向遼寧省教育廳正式遞交項目申請書，并獲得批準，“建筑施工技術(shù)模擬實訓系統(tǒng)”項目成為全省22個信息化項目之一。2010年7月10日，遼寧省教育廳對“建筑施工技術(shù)模擬實訓系統(tǒng)”進行驗收，驗收專家對項目取得的成果給予高度評價。2011年起，國內(nèi)各省市紛紛加大對土建類虛擬仿真資源建設(shè)的投入，市場也陸續(xù)出現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品，土建類虛擬仿真實訓資源的建設(shè)進入了高速發(fā)展階段。

2 目前土建類專業(yè)項目教學存在的主要問題

為強化學生的實踐技能，目前各土建類院校廣泛采用項目教學模式，但建筑施工具有一定的特殊性，這些特殊性導致了項目教學的目標難以完全實現(xiàn)：

首先，建筑施工周期較長，學生在施工現(xiàn)場只能看到建筑施工中的局部環(huán)節(jié)，所以項目教學難以解決學生缺乏對建筑施工整體流程認識的難題。

其次，施工現(xiàn)場安全系數(shù)低，項目教學存在很大的安全風險。

第三，建筑施工具有隱蔽性和不可逆性，不利于學生的反復學習。

第四，建筑施工受季節(jié)限制，難以保證項目教學的連續(xù)性。

第五，項目教學大多采用學生看老師講的教學方法，學生在施工現(xiàn)場只看不做，缺乏對學生職業(yè)能力與職業(yè)意識的培養(yǎng)。

3 運用信息技術(shù)解決教學問題的方法

建筑施工技術(shù)模擬實訓系統(tǒng)以真實存在的建筑物為實訓載體，運用信息技術(shù)全過程高仿真模擬建筑施工過程，并創(chuàng)設(shè)虛擬情景、虛擬場景、虛擬人物、虛擬任務(wù)，有效解決了傳統(tǒng)教學模式存在的教學難題。

（一）運用信息化技術(shù)開展的建筑施工模擬實訓教學可在短時間內(nèi)完成實訓，有效提高了學習效率。

（二）運用信息化技術(shù)可將實訓地點由工地搬到機房，大大降低了教學安全風險。

（三）運用信息技術(shù)可實現(xiàn)反復學習與實訓，教學內(nèi)容不再受建筑施工隱蔽性和不可逆性的限制。

（四）運用信息技術(shù)可實現(xiàn)在任何時間進行實訓，教學時間不再受天氣、季節(jié)限制。

（五）運用信息技術(shù)虛擬工作情景，可達到既看又做的效果，有效解決了傳統(tǒng)教學模式學生在施工現(xiàn)場難以參與的教學困難。

4 土建類虛擬仿真實訓資源建設(shè)目標

（一）推動教學改革目標。通過項目的建設(shè)與應(yīng)用，創(chuàng)建創(chuàng)新型實訓基地，改變傳統(tǒng)實操型實訓模式，推動土建類專業(yè)職業(yè)教育教學改革，建設(shè)“虛、實”結(jié)合、虛擬仿真與實際操作有效融合的實訓基地；彌補傳統(tǒng)實操實訓模式中存在的工程隱蔽部位可視性差、學生缺乏職業(yè)參與、實訓安全隱患多、實訓成本高、實訓受季節(jié)限制等教學難題；提升專業(yè)教師信息化資源開發(fā)與應(yīng)用水平，為職業(yè)教育信息化實現(xiàn)建設(shè)常態(tài)化和可持續(xù)發(fā)展奠定人才基礎(chǔ)。

（二）提升教學質(zhì)量目標。建設(shè)完成以虛擬工地為主體、以虛擬工程項目為載體，以虛擬任務(wù)為引領(lǐng)、以虛擬操作為核心的虛擬仿真實訓資源，突出專業(yè)崗位群特點，將項目教學法與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合，優(yōu)化、整合現(xiàn)有資源，創(chuàng)設(shè)理實一體的虛擬工作情境，彌補實操實訓和現(xiàn)場教學的局限，形成科學、合理、完善的專業(yè)實踐教學體系。

（三）破解教學難題目標。通過資源應(yīng)用達到縮短實操實訓時間、降低實訓成本（經(jīng)濟成本和教師成本）、降低實訓安全風險、提高實訓效率及實訓內(nèi)容靈活性、實現(xiàn)安全質(zhì)量事故再現(xiàn)（小概率事件再現(xiàn)）、精準展示標準工藝（標準性）、支撐基于工作過程教學理念、培養(yǎng)學生職業(yè)意識與職業(yè)能力（參與性）、實現(xiàn)多角度可視化的授課手段、提升學生學習熱情、實現(xiàn)智能化和階段性考試考核等目的。

5 虛擬仿真實訓資源教學特色

（一）職業(yè)性與服務(wù)性。土建類虛擬仿真實訓資源應(yīng)根據(jù)建筑施工各工種的具體要求，通過對職業(yè)活動特征的分析，以信息技術(shù)模擬施工現(xiàn)場和施工過程，整體提升建筑施工技術(shù)教學的信息化水平，為培養(yǎng)建筑類技能型人才服務(wù)，為建筑行業(yè)從業(yè)人員素質(zhì)提高服務(wù)。

（二）情境性與仿真性。利用現(xiàn)代化教學手段、教學工具，在工作任務(wù)的引領(lǐng)下，創(chuàng)設(shè)仿真的教學情境，將抽象的概念、原理以及平常不容易見到的施工問題、事故等以形象、直觀的方式展示在教學過程之中，將復雜的知識簡單化，隱蔽工程形象化，實現(xiàn)傳統(tǒng)的單邊教學向新型的多邊互動的教學模式的轉(zhuǎn)變。

（三）實踐性與過程性。遵循以能力為本位、以技能為核心的職業(yè)教育理念，嚴格按照施工順序，將建筑施工過程細化分解，以信息化教學資源的形式進行直觀表述，引導并啟發(fā)學生系統(tǒng)了解施工特點和施工過程，掌握施工工藝，提高學生對所學知識的綜合運用能力。

（四）安全性與環(huán)保性。以仿真技術(shù)模擬現(xiàn)場施工，以計算機操作代替學生現(xiàn)場操作，避免了因施工現(xiàn)場的危險性產(chǎn)生的安全隱患，同時，最大程度降低了學生實訓過程中對鋼材、水泥等原材料的浪費，降低了教學成本，并將節(jié)約、環(huán)保的理念滲透于教學之中。

（五）社會性與開放性。資源開發(fā)在技術(shù)上應(yīng)具有開放性，可利用互聯(lián)網(wǎng)平臺，與同類學校、同類專業(yè)實現(xiàn)資源共享，以節(jié)約教學資源，降低教學成本；可根據(jù)行業(yè)發(fā)展、技術(shù)進步及學生特點進行拓展和完善，滿足多層次、多樣化、不同地區(qū)、不同時期中等職業(yè)教育的需求。

6 保障資源開發(fā)質(zhì)量措施

（一）成立項目研制核心組，負責項目總體思路策劃、教學設(shè)計?？朔W校工作忙的困難，抽調(diào)專職人員從事信息化資源建設(shè)工作。

（二）建立研討制度，定期舉行研制人員匯報會。聘請企業(yè)技術(shù)專家做技術(shù)顧問，針對出現(xiàn)的問題進行研討并提出改進和完善措施。

（三）學校提供財力、物力支持，為研制工作創(chuàng)造條件。

（四）減少主創(chuàng)人員工作量，集中精力搞研制。嚴格限制參與基地建設(shè)教師的校內(nèi)工作量，保證主創(chuàng)人員集中精力挖掘思路和素材。

（五）與施工企業(yè)密切合作。專業(yè)教師按自己的項目模塊內(nèi)容在確定腳本時到建筑工地進行對比檢驗，吸取現(xiàn)場技術(shù)人員的意見。從大量的建筑工地中精心選擇施工項目符合研制大綱要求的工地作為素材提供基地。

（六）實行腳本創(chuàng)作和現(xiàn)場實際任務(wù)施工比對制度。主創(chuàng)教師帶著創(chuàng)作腳本到施工現(xiàn)場和技術(shù)人員一起進行現(xiàn)場模擬比對，檢驗腳本創(chuàng)作的準確性，確保項目的實踐性和可行性。

（七）定期舉行各分項任務(wù)的思路匯報會，吸取其他人員的審核和建議。將完善后的創(chuàng)作思路報送施工企業(yè)技術(shù)專家進行審核完善。腳本隨寫隨審，確保知識的準確性。

（八）項目在開發(fā)過程中，專業(yè)教師與軟件制作人員應(yīng)加強溝通，從而保證制作人員能按腳本意圖進行制作。

（九）邀請相關(guān)專業(yè)院校共同研討創(chuàng)作思路、挖掘創(chuàng)作素材，互通有無，保證資源建設(shè)成果適用的覆蓋面。

參考文獻

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