虛擬仿真技術(shù)在高職建筑類(lèi)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

盧家勝

摘 要：虛擬仿真實(shí)訓(xùn)由于其可以模擬真實(shí)的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，能夠降低建筑類(lèi)實(shí)訓(xùn)的危險(xiǎn)系數(shù)，降低實(shí)訓(xùn)成本，提供相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，使實(shí)訓(xùn)者提高實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)的興趣，近年來(lái)，在建筑類(lèi)專業(yè)實(shí)訓(xùn)中變得不可缺少。本文以三好實(shí)訓(xùn)仿真平臺(tái)為例，介紹了虛擬仿真技術(shù)在建筑類(lèi)專業(yè)學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：實(shí)訓(xùn)；虛擬仿真；建筑；三好

引言：

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和國(guó)家對(duì)其大力要求，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)在職業(yè)教育領(lǐng)域得到大面積的推廣。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)具有多方面的優(yōu)勢(shì)，他能解決實(shí)際實(shí)訓(xùn)不能解決或者條件不允許解決的問(wèn)題。在建筑領(lǐng)域，學(xué)生實(shí)際參加實(shí)訓(xùn)具有危險(xiǎn)系數(shù)高，費(fèi)用高等問(wèn)題，學(xué)生得不到演示和個(gè)性化輔導(dǎo)，而且建筑行業(yè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容多，周期長(zhǎng)，系統(tǒng)銜接知識(shí)面廣。所以學(xué)生往往不能很好的全面掌握行業(yè)知識(shí)，就業(yè)后，實(shí)際工作會(huì)感到力不從心。

虛擬仿真技術(shù)是在仿真技術(shù)的基礎(chǔ)之上，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建實(shí)際存在或者需要的場(chǎng)景，從而進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)的技術(shù)。計(jì)算機(jī)可以構(gòu)建立體模型，相應(yīng)的參數(shù)也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行設(shè)置。學(xué)生可以通過(guò)視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)感受虛擬環(huán)境，使學(xué)生操作起來(lái)身臨其境，增加學(xué)習(xí)的興趣。

一、三好仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及建設(shè)理念

三好建筑工程仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是結(jié)合當(dāng)前最為流行的三維仿真技術(shù)，專門(mén)為開(kāi)設(shè)有建筑類(lèi)專業(yè)的中、高等院校而開(kāi)發(fā)，以解決建筑類(lèi)專業(yè)學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)任務(wù)為目標(biāo)而打造的一款綜合性系統(tǒng)軟件。整個(gè)軟件以當(dāng)前施工現(xiàn)場(chǎng)流行的施工工藝和施工管理為主線，以真實(shí)的施工項(xiàng)目為背景而開(kāi)發(fā)，人機(jī)交互加三維場(chǎng)景，將整個(gè)建筑工程搬進(jìn)實(shí)訓(xùn)室，使學(xué)生身臨其境，不出校門(mén)，即可完成實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)任務(wù)。從而達(dá)到學(xué)校育人和企業(yè)用人的無(wú)縫對(duì)接。

西安三好軟件通過(guò)建筑工程仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，將真實(shí)的項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)搬進(jìn)實(shí)訓(xùn)室，學(xué)生直接參與現(xiàn)場(chǎng)施工工藝和管理流程，從而了解施工現(xiàn)場(chǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、安全預(yù)案、施工方案等技術(shù)資料，以提高其在施工當(dāng)中的安全意識(shí)。同時(shí)，在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的仿真操作中，達(dá)到了理論結(jié)合實(shí)際的效果，更有力的幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)和技能，提升其應(yīng)用和管理水平。

二、三好實(shí)訓(xùn)仿真平臺(tái)包含的內(nèi)容及功能

1、強(qiáng)大的素材資料庫(kù)

以真實(shí)項(xiàng)目為背景，包含有全部CAD圖紙、施工方案、安全技術(shù)交底、交接檢查記錄、檢驗(yàn)批記錄、隱蔽工程檢查記錄單等。所在資料以國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，同時(shí)結(jié)合地方規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。從而使建筑類(lèi)專業(yè)的學(xué)生實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)無(wú)憂。豐富的視頻資料和動(dòng)畫(huà)，為教師的教學(xué)提供了大量的素材，為教師的備課和教學(xué)工作提供了有力的幫助。

2、完備的項(xiàng)目施工流程

模塊的設(shè)置按照施工流程順序，從開(kāi)工準(zhǔn)備到竣工，引導(dǎo)學(xué)生全程學(xué)習(xí)、參與，并生成該相應(yīng)的施工方案等資料；以實(shí)際工程為背景，三維場(chǎng)景還原施工現(xiàn)場(chǎng)，配套施工圖紙，使學(xué)生深臨其境、參與施工整個(gè)過(guò)程；配套實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)，以任務(wù)書(shū)指導(dǎo)學(xué)生完成每次實(shí)訓(xùn)，并生成實(shí)訓(xùn)報(bào)告，提升學(xué)生的動(dòng)手能力，掌握現(xiàn)行的規(guī)范和圖集。三好實(shí)訓(xùn)仿真平臺(tái)包含六大模塊：測(cè)量放線工程、地基與基礎(chǔ)工程、主體結(jié)構(gòu)工程、屋面工程、裝飾與裝修工程以及安全文明標(biāo)化工地。。同時(shí)平臺(tái)又分為平面控制網(wǎng)測(cè)量、高程控制網(wǎng)測(cè)量、基礎(chǔ)施工測(cè)量、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工測(cè)量、磚胎膜施工測(cè)量、主體結(jié)構(gòu)施工測(cè)量、機(jī)械挖土、回填土、土釘墻支護(hù)、沉管擴(kuò)夯灌注樁、磚胎膜施工、防水基層、高聚合物改性瀝青卷材防水層、地下防水細(xì)部構(gòu)造、防水保護(hù)層、鋼筋加工、鋼筋滾扎直螺紋連接、鋼筋電渣壓力焊連接、鋼筋閃光對(duì)焊連接等，共計(jì)50個(gè)子任務(wù)，基本包含整個(gè)建筑流程的主要部分。

3、身臨其境的動(dòng)態(tài)效果

三好仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)提供三維模型、仿游戲操作模式、工具箱、地圖等工具。三維模型：真實(shí)還原施工現(xiàn)場(chǎng)，將施工現(xiàn)場(chǎng)搬到實(shí)訓(xùn)室。施工現(xiàn)場(chǎng)、施工工藝以及施工管理，以創(chuàng)魯班獎(jiǎng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。仿游戲的操作模式：充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。工具箱：實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工過(guò)程當(dāng)中用到的材料、設(shè)備和工具。讓學(xué)生切實(shí)熟悉施工當(dāng)中所用到的器具，并掌握這些器具的用途和用法。地圖：在漫游的過(guò)程中，清楚自己在整個(gè)場(chǎng)地中的位置，并通過(guò)地圖中獨(dú)有的熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速跳轉(zhuǎn)。

三、虛擬仿真軟件能所不能--虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的局限性與對(duì)策

通過(guò)建筑工程仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，將真實(shí)的項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)搬進(jìn)實(shí)訓(xùn)室，學(xué)生直接參與現(xiàn)場(chǎng)施工工藝和管理流程，從而了解施工現(xiàn)場(chǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、安全預(yù)案、施工方案等技術(shù)資料，以提高其在施工當(dāng)中的安全意識(shí)。同時(shí)，在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的仿真操作中，達(dá)到了理論結(jié)合實(shí)際的效果，更有力的幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)和技能，提升其應(yīng)用和管理水平。由于是虛擬仿真實(shí)訓(xùn)，學(xué)生通過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)來(lái)鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，往往動(dòng)手機(jī)會(huì)較少或者動(dòng)手能力超差，對(duì)于建筑的一系列操作流程或者工藝流程，停留在基礎(chǔ)知識(shí)的掌握上。對(duì)于建筑類(lèi)行業(yè)，我們更著重在實(shí)際的親身體驗(yàn)，施工工藝細(xì)節(jié)的把握，實(shí)際技能的塑形，各種實(shí)際情況、緊急情況甚至是危險(xiǎn)狀況的處理上。另外學(xué)生不可能一直生活在學(xué)校這個(gè)相對(duì)單一的社會(huì)環(huán)境下，他們要學(xué)會(huì)處理各種人際關(guān)系，掌握人與人之間的溝通技巧，提升自己的交際能力。而這些難以在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境中得到提升。

1、學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)感差

學(xué)生無(wú)法深刻領(lǐng)會(huì)真實(shí)的生產(chǎn)流程，因此無(wú)法建立實(shí)際工程和流程的感性認(rèn)識(shí)。心理學(xué)研究表明，人們對(duì)知識(shí)的掌握，親生體驗(yàn)可以達(dá)到80%。學(xué)生通過(guò)親身實(shí)訓(xùn)，可以掌握實(shí)際的建筑技能，處理好各種人際關(guān)系，使自己成為一個(gè)因子嵌入到整個(gè)建筑流程中。

2、缺乏安全生產(chǎn)意識(shí)

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是一種運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的虛擬環(huán)境。由于游戲一樣的虛擬環(huán)境，同學(xué)會(huì)有一種身臨其境的感受。他們可以避免各種造作失誤，消除存在的各種安全隱患。恰恰如同游戲一般，失敗了可以充血重生，長(zhǎng)此以往，對(duì)可能存在的安全事故存在僥幸心理，消減了同學(xué)的安全意識(shí)，不利于學(xué)員職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

除此之外還存在著實(shí)訓(xùn)平臺(tái)軟件與教材脫節(jié)和平臺(tái)考核機(jī)制不完善等問(wèn)題。這些問(wèn)題都需要我們花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去解決。

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，學(xué)校和教師經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索，提出了相應(yīng)的解決方案。那就是：虛擬實(shí)訓(xùn)和理論知識(shí)相結(jié)合；虛擬實(shí)訓(xùn)和實(shí)際實(shí)訓(xùn)相結(jié)合。通過(guò)虛擬實(shí)訓(xùn)可以突破時(shí)間和空間的限制，通過(guò)實(shí)訓(xùn)對(duì)整體建筑流程進(jìn)行掌握，學(xué)生也可以掌握在相應(yīng)的職能位置的職業(yè)技能。同時(shí)在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或者存在疑惑，可以到工地進(jìn)行驗(yàn)證。這樣反復(fù)進(jìn)行，從總體和細(xì)節(jié)上掌握各種技能，減少學(xué)生從業(yè)培訓(xùn)時(shí)間，做到畢業(yè)就可就業(yè)。

結(jié)束語(yǔ)：

教育部要求“要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開(kāi)發(fā)虛擬工廠、虛擬車(chē)間、虛擬工藝、虛擬實(shí)驗(yàn)。改革教學(xué)方法和手段，融‘教、學(xué)、做為一體，強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng)?！备咝Ｈ瞬排囵B(yǎng)方案的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到大學(xué)畢業(yè)生的能力結(jié)構(gòu)和就業(yè)能力。根據(jù)我校實(shí)際教學(xué)情況，基于項(xiàng)目管理思想和方法的人才培養(yǎng)模式，建立建筑工程仿真實(shí)訓(xùn)中心，做到將學(xué)校教學(xué)和社會(huì)需求相結(jié)合，將學(xué)生的理論知識(shí)和技能學(xué)習(xí)同實(shí)踐相結(jié)合，將學(xué)生的專業(yè)技能與綜合素質(zhì)相結(jié)合，將學(xué)生的就業(yè)能力和企業(yè)的用人要求相結(jié)合，形成了完整的、系統(tǒng)的人才培養(yǎng)體系，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生、老師、學(xué)校、用人單位和社會(huì)等多方共贏。

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