BIM 與VR 技術(shù)在土木工程施工教學(xué)過程中的探討

楊 婷

（太原學(xué)院建筑工程系， 山西 太原 030032）

0 引言

土木工程的施工教學(xué)工作的開展過程中，教師要充分注重創(chuàng)新教學(xué)的觀念，將新技術(shù)和土木工程施工教學(xué)緊密結(jié)合起來，這就能為學(xué)生高效化學(xué)習(xí)起到積極促進(jìn)作用。通過發(fā)揮BIM 技術(shù)以及VR 技術(shù)的作用，為土木工程施工教學(xué)模式的創(chuàng)新打下了基礎(chǔ)，這也是為土木工程施工教學(xué)發(fā)展起到了積極作用。

1 土木工程施工教學(xué)現(xiàn)狀及BIM 和VR 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.1 土木工程施工教學(xué)現(xiàn)狀

土木工程的實(shí)際施工教學(xué)過程中，受到諸多因素影響，其中存在的教學(xué)問題比較突出，如教學(xué)當(dāng)中教師對(duì)施工過程理論內(nèi)容講述比較單一化，沒有和實(shí)踐緊密結(jié)合起來，這就造成了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)積極性低的問題，整體的教學(xué)氛圍比較僵化，不利于學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力提升[1]。教師在土木工程施工教學(xué)當(dāng)中沒有從實(shí)踐教學(xué)方面加大重視，課程設(shè)計(jì)方面學(xué)生對(duì)實(shí)踐的認(rèn)識(shí)不多，機(jī)械化模仿，學(xué)生的實(shí)踐能力薄弱，操作中對(duì)于一些工程量計(jì)算以及施工場(chǎng)地的布置等環(huán)節(jié)的工作開展，都存在著諸多的不足之處，造成教學(xué)效率低下的問題發(fā)生。

1.2 土木工程施工教學(xué)BIM 和VR 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

為能提高土木工程施工教學(xué)的質(zhì)量水平，這就需要將BIM 技術(shù)以及VR 技術(shù)在教學(xué)當(dāng)中加以靈活運(yùn)用，為教師教學(xué)活動(dòng)的良好開展起到積極促進(jìn)作用。教師在課程教學(xué)當(dāng)中要明確應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，如BIM 技術(shù)的可視化優(yōu)勢(shì)比較顯著，VR技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在沉浸效果方面比較突出，有著很強(qiáng)交互的能力，這兩種技術(shù)在土木工程施工教學(xué)當(dāng)中加以科學(xué)化運(yùn)用，這就能為促進(jìn)學(xué)生高效學(xué)習(xí)起到積極作用。教師要充分將BIM 技術(shù)以及VR 技術(shù)和土木工程施工教學(xué)的內(nèi)容相結(jié)合，發(fā)揮技術(shù)的各自優(yōu)勢(shì)，在將BIM 技術(shù)應(yīng)用在施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，以及施工中的細(xì)部呈現(xiàn)方面都能起到積極促進(jìn)作用[2]。通過VR 技術(shù)的應(yīng)用能夠完成施工現(xiàn)場(chǎng)的沉浸體驗(yàn)以及施工進(jìn)度的模擬，這對(duì)施工教學(xué)的質(zhì)量提升就能起到良好促進(jìn)作用。

2 BIM 和VR 技術(shù)在土木工程施工教學(xué)中應(yīng)用實(shí)踐

2.1 技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)

土木工程施工教學(xué)中對(duì)BIM 技術(shù)以及VR 技術(shù)加以科學(xué)化運(yùn)用，就能為實(shí)際施工質(zhì)量控制起到積極作用，有助于從整體上提升施工的質(zhì)量水平，促進(jìn)各項(xiàng)施工工作的良好發(fā)展。將BIM 以及VR 技術(shù)和土木工程施工教學(xué)的結(jié)合，就要按照施工的整個(gè)過程的內(nèi)容，將技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來[3]。通過構(gòu)建相應(yīng)的技術(shù)系統(tǒng)，運(yùn)用主流BIM 軟件以及VR 軟件，對(duì)軟件進(jìn)行再次的開發(fā)，結(jié)合專業(yè)教學(xué)的需要進(jìn)行構(gòu)建仿真教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)，通過BIM 建模模塊以及VR 制作模塊和全壽命周期管理虛擬平臺(tái)部分構(gòu)成，這樣就能將每個(gè)模塊獨(dú)立體現(xiàn)，有個(gè)子模塊進(jìn)行支持，這樣就能發(fā)揮BIM 建模模塊的作用，通過BIM 模型通過FBX 格式進(jìn)行導(dǎo)入VR 軟件，在進(jìn)行制作后就能對(duì)子模塊的虛擬場(chǎng)景搭建，將其場(chǎng)景發(fā)布全壽命周期平臺(tái)，這樣就能實(shí)現(xiàn)虛擬交互管理，從而提升施工教學(xué)的整體質(zhì)量。

2.2 施工教學(xué)中應(yīng)用

土木工程施工教學(xué)當(dāng)中對(duì)BIM 技術(shù)以及VR 技術(shù)科學(xué)運(yùn)用，就要從多方面加強(qiáng)重視，其中進(jìn)行建立教學(xué)資源BIM 模型是比較基礎(chǔ)的，實(shí)際施工的課程實(shí)施當(dāng)中，通過具體虛擬工程案例為基礎(chǔ)，在完整虛擬工程BIM 模型支撐下，施工當(dāng)中所涉及到的基礎(chǔ)工程和裝飾裝修工程等，都能通過BIM 模型進(jìn)行呈現(xiàn)。主體工程當(dāng)中的相應(yīng)構(gòu)件以及模型和腳手架等，也能通過BIM 模型進(jìn)行呈現(xiàn)，在模型資源的運(yùn)用下，就能有助于采用CAD 課以及BIM 課讓學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上查找[4]。BIM 模型建立的虛擬工程項(xiàng)目當(dāng)中涉及到的內(nèi)容多樣，土方模型，機(jī)械運(yùn)輸設(shè)施等各模型，也能進(jìn)一步細(xì)化到構(gòu)件模型，這些都能通在BIM 技術(shù)的應(yīng)用下進(jìn)行呈現(xiàn)。

教師在土木工程施工教學(xué)當(dāng)中通過BIM 技術(shù)以及VR 技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用下，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本零風(fēng)險(xiǎn)教學(xué)的目標(biāo)。在通過就BIM 技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用下，通過計(jì)算機(jī)上生成可交互三維施工現(xiàn)場(chǎng)模型，在VR 技術(shù)運(yùn)用下就能再現(xiàn)土木工程施工的現(xiàn)場(chǎng)，這樣能避免發(fā)生各樣的風(fēng)險(xiǎn)問題，和VR 裝備進(jìn)行結(jié)合起來能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)漫游，學(xué)生零風(fēng)險(xiǎn)就能漫游施工現(xiàn)場(chǎng)。質(zhì)量摸板是軟件操作繪制而成，能夠避免人工操作存在的差異造成質(zhì)量問題，避免影響工程的質(zhì)量以及工程的效率[5]。通過就VR技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用下，能夠?qū)崿F(xiàn)真實(shí)度高以及沉浸度的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，這樣就能為實(shí)際施工工作的良好開展起到積極促進(jìn)作用，從整體上提升施工教育的質(zhì)量。另外，BIM 技術(shù)以及VR 技術(shù)在施工教學(xué)當(dāng)中應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)多元協(xié)作的教學(xué)目標(biāo)，迅速為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的施工場(chǎng)景，這是在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中很難提供的學(xué)習(xí)情境，交互能力也比較突出，能夠促進(jìn)學(xué)生提升新知識(shí)的認(rèn)知，改造原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，從整體上提升學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量水平，幫助學(xué)生掌握相應(yīng)的施工要點(diǎn)。

土木工程施工當(dāng)中教師為能提升工程的質(zhì)量，這就需要發(fā)揮BIM 技術(shù)以及VR技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，從多方面進(jìn)行優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。教師要注重土木工程施工教學(xué)的一些關(guān)鍵虛擬場(chǎng)景進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際工程的特征將施工場(chǎng)地布置場(chǎng)景以及基礎(chǔ)施工場(chǎng)景等，各場(chǎng)景都能進(jìn)行結(jié)合理論知識(shí)加以講述，為學(xué)生制定可操作實(shí)施的方案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，這就能為學(xué)生高效學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。教師在教學(xué)當(dāng)中就土木工程的施工關(guān)鍵虛擬場(chǎng)景的教學(xué)要點(diǎn)要抓住，提高學(xué)生的認(rèn)知能力，實(shí)際教學(xué)當(dāng)中和場(chǎng)景以及工程狀況緊密結(jié)合起來，把學(xué)生分成小組的方式，通過小組成員的明確分工，結(jié)合自身角色進(jìn)行完成關(guān)鍵虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)，這樣就能讓學(xué)生在動(dòng)態(tài)化的學(xué)習(xí)當(dāng)中掌握相應(yīng)的技術(shù)要點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知能力提升。

3 結(jié)語

綜上而言，土木工程施工教學(xué)質(zhì)量有效提升，需要教師在具體的教學(xué)當(dāng)中采用高效教學(xué)方法，通過發(fā)揮BIM 技術(shù)以及VR 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為施工教學(xué)的質(zhì)量提升積極促進(jìn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)參與積極性和興趣，從而才能真正為學(xué)生良好學(xué)習(xí)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過上文中就BIM 技術(shù)以及VR 技術(shù)在土木工程施工教學(xué)當(dāng)中科學(xué)化運(yùn)用，大大提升了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量水平。