基于工學(xué)結(jié)合的土建工程虛擬仿真實踐平臺研究

唐捷

麗水學(xué)院 工學(xué)院 浙江 麗水 323000

當(dāng)前，在全國各地的人力資源市場上，一方面畢業(yè)生難以找到“適當(dāng)”的工作崗位，另一方面很多企業(yè)也無法招聘到滿意的高水平技能人才。這表明人才培養(yǎng)與市場之間出現(xiàn)了一定的偏離，學(xué)校教育不能很好地與社會需求相匹配。為了加快推動具有虛擬仿真技術(shù)土建工程技能型人才的培養(yǎng)，工學(xué)結(jié)合下對土建工程虛擬實踐平臺進(jìn)行建設(shè)，能夠有效地解決學(xué)校教育不能很好地與社會需求相匹配的問題，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。

1 基于工學(xué)結(jié)合的土建工程虛擬實踐平臺建設(shè)的必要性

1.1 土建工程虛擬實踐教學(xué)存在的問題

在土建工程虛擬實踐教學(xué)中目前存在的問題如下：

（1）校企互動與聯(lián)系不多，一般只是生產(chǎn)實習(xí)階段才進(jìn)行接觸，時間也都不長，一般都是通過專家講座培訓(xùn)和到培訓(xùn)基地考察的方式進(jìn)行較為簡單的交流學(xué)習(xí)，很難起到效果。

（2）土建類工程一般尺度都十分龐大，實體實驗比較難以實現(xiàn)。土建工程機(jī)械種類也較多，體積較大且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為了節(jié)省實驗設(shè)備空間，建成的實驗設(shè)備結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了簡化，體積變小，學(xué)生不能體驗真實情境下的土建工程機(jī)械的工作情況。

（3）當(dāng)前不少學(xué)校的土建工程虛擬教學(xué)實踐平臺建設(shè)尚處在建設(shè)初期，力量比較薄弱，在學(xué)校自身的投資建設(shè)過程當(dāng)中，存在著經(jīng)費(fèi)較少、經(jīng)驗較少、力量不強(qiáng)等各種不利因素。

1.2 構(gòu)建土建工程虛擬實踐平臺的優(yōu)勢

“工學(xué)結(jié)合虛擬仿真”實踐模式是在虛擬仿真條件下有效實施“工學(xué)結(jié)合”實踐教學(xué)模式，通過計算機(jī)操作界面，學(xué)生就可以實現(xiàn)三維交互式學(xué)習(xí)，與現(xiàn)實的操作場景基本一致。 把“工學(xué)結(jié)合虛擬仿真”實踐教學(xué)應(yīng)用在土建類專業(yè)教學(xué)中，可以有效地把土建專業(yè)與職業(yè)崗位的聯(lián)系起來，有效地把生產(chǎn)實踐與學(xué)習(xí)活動結(jié)合起來，有效地把土建專業(yè)課程與職業(yè)資格銜接起來。

2 基于工學(xué)結(jié)合的土建工程虛擬實踐平臺管理制度的建立

2.1 構(gòu)建虛擬實踐平臺管理運(yùn)行制度

依托數(shù)字校園網(wǎng)，構(gòu)建信息高效透明的虛擬實踐平臺管理系統(tǒng)，通過開放的實驗教學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)的信息披露、信息的按時溝通和共享，實現(xiàn)虛擬仿真實踐資源的優(yōu)化配置，并不斷對組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效的持續(xù)改進(jìn)。另外，還需逐步完善一整套實驗室制度，例如實驗室操作規(guī)程、工作業(yè)績評定和崗位責(zé)任制等等。

2.2 構(gòu)建虛擬實踐教學(xué)與管理人員培訓(xùn)管理制度

對于校內(nèi)老師來說，目前正開展實驗教學(xué)與管理的青年老師占了很大一部分比例?？梢砸?guī)劃每年的某段時間對現(xiàn)有虛擬實踐教學(xué)平臺的教學(xué)與管理人員進(jìn)行集中培訓(xùn)，也可以大力鼓勵虛擬實踐教學(xué)平臺的教學(xué)與管理人員到企業(yè)生產(chǎn)第一線去鍛煉。

學(xué)校和企業(yè)雙方教學(xué)和管理人員還需要注重各種技術(shù)和技能培訓(xùn)，合理規(guī)劃虛擬實踐平臺的建設(shè)，為了更好的衡量校企雙方人員的培訓(xùn)效果，可以設(shè)置培訓(xùn)督導(dǎo)員，同時制定針對培訓(xùn)質(zhì)量的詳細(xì)考核方式和評價辦法，充分發(fā)揮培訓(xùn)質(zhì)量評價的作用，加強(qiáng)對培訓(xùn)質(zhì)量監(jiān)督體系的建設(shè)。

2.3 構(gòu)建虛擬實踐平臺的學(xué)生考核評價制度

在“工學(xué)結(jié)合虛擬仿真”的實踐教學(xué)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)的過程評價是非常重要的組成部分。學(xué)生學(xué)習(xí)過程評價強(qiáng)調(diào)要跟“工學(xué)結(jié)合虛擬仿真”實踐教學(xué)過程同步進(jìn)行，把企業(yè)需求、師生互評制度與學(xué)習(xí)過程有效地結(jié)合起來。在考核評價中，逐步形成參與各方互相協(xié)商的評價過程。一方面對學(xué)生的專業(yè)技能水平進(jìn)行評價，另一方面要對學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實踐能力做出合理的評價。

2.4 構(gòu)建虛擬實踐平臺持續(xù)建設(shè)與共享制度

加強(qiáng)土建虛擬實踐項目的研究開發(fā)，及時將與土建虛擬實踐項目相關(guān)的最新研究和產(chǎn)業(yè)化成果融入該實驗項目，豐富和深化虛擬仿真實驗教學(xué)內(nèi)容。應(yīng)用當(dāng)前已有的可靠技術(shù)，進(jìn)一步創(chuàng)新方法，開拓研發(fā)手機(jī)版等更為便攜的虛擬仿真實驗項目載體。通過教育部虛擬仿真實驗平臺、省教育廳虛擬仿真實驗平臺及校虛擬仿真實給平臺向社會開放。

3 基于工學(xué)結(jié)合的土建工程虛擬實踐平臺的建設(shè)

3.1 土建工程虛擬實踐平臺的建設(shè)原則

根據(jù)土建類專業(yè)實踐教學(xué)的特色和要求，虛擬實踐項目的建設(shè)原則如下：

（1）整體性原則：虛擬實踐平臺實驗的整體性主要表現(xiàn)為：一要考慮建設(shè)項目全過程的系統(tǒng)真實模擬，二要結(jié)合土建類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)以及課程安排計劃的整體性，按照專業(yè)基礎(chǔ)課程虛擬實驗計劃和專業(yè)拓展課程虛擬實驗計劃形成一個整體構(gòu)架。

（2）虛實結(jié)合原則：傳統(tǒng)實驗教學(xué)的真實情境體驗感強(qiáng)，而虛擬實踐也擁有自身的優(yōu)勢，是傳統(tǒng)實體實驗教學(xué)所難以達(dá)到的，因此應(yīng)采用虛實結(jié)合的思路，以期實現(xiàn)虛擬實驗和傳統(tǒng)實體實驗互補(bǔ)不足、相輔相成。

（3）交互性原則：虛擬實驗可以打造實驗全過程的真實情境模擬，能夠用來增強(qiáng)學(xué)生在實驗中的實際操作體驗感，相互之間能夠很好地交流反饋信息，學(xué)生對反饋的信息能夠進(jìn)行及時合理的調(diào)整，從而順利圓滿地完成實驗。

3.2 土建工程虛擬實踐平臺的建設(shè)內(nèi)容

虛擬實踐資源分為不同的層次：一是專業(yè)基礎(chǔ)能力層次，主要面向低年級學(xué)生，比如：建筑材料檢測、工程測量等工程虛擬實踐項目，可以通過一些簡單的視頻進(jìn)行呈現(xiàn)。二是專業(yè)綜合應(yīng)用能力層次，主要面向高年級學(xué)生，比如：結(jié)構(gòu)工程構(gòu)件力學(xué)性能、建筑施工工藝等工程虛擬實踐項目，將實際的設(shè)計、施工、管理等項目的實驗過程與虛擬仿真技術(shù)融為一體，從而達(dá)到提升學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計、施工、管理等綜合實踐能力的目的。另外，虛擬實踐資源建設(shè)還需要關(guān)注交叉學(xué)科和實際大型工程的應(yīng)用，比如：結(jié)合VR技術(shù)的施工安全教育虛擬實踐資源。此外，根據(jù)土建工程學(xué)科特點(diǎn)，注重建設(shè)“虛實結(jié)合”信息集成管理系統(tǒng)，探討實體實驗和虛擬實驗的依存關(guān)系，可試著逐步開展部分實驗項目虛擬實踐教學(xué)，合理規(guī)劃實驗過程，比如：實驗儀器準(zhǔn)備、實驗具體操作規(guī)程、實驗報告的撰寫等。充分結(jié)合虛擬仿真技術(shù)與實體實驗操作情境相互補(bǔ)充，全面促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分提高學(xué)生參與實踐的興趣，最大限度地提高虛擬實踐的有效性。

4 結(jié)語

總之，工學(xué)結(jié)合下的土建工程虛擬仿真實踐平臺建設(shè)中，學(xué)生能夠更多地參與到教學(xué)過程中，操作體驗感增強(qiáng)，真實情境下的實踐性得到了充分的體現(xiàn)。通過虛實結(jié)合，對學(xué)生的專業(yè)實踐技能的培養(yǎng)起到了十分重要的作用。注重培養(yǎng)學(xué)生綜合專業(yè)素質(zhì)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對就業(yè)能力有了充分的自信心，達(dá)到了技能型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。工學(xué)結(jié)合下的土建工程虛擬仿真實踐平臺建設(shè)是一個實踐教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的構(gòu)建過程，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新思維能力，還可以很大程度上提高虛擬實踐教學(xué)平臺的教學(xué)效果。進(jìn)一步推廣“工學(xué)結(jié)合虛擬仿真”實踐教學(xué)模式，必將為“新工科”教學(xué)改革帶來豐碩的成果。