網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺與虛擬仿真協(xié)同應(yīng)用的工程管理實踐教學(xué)改革研究

歐海燕 單丹

[摘 要]隨著教育信息化的日益普及，信息技術(shù)逐漸改變了大學(xué)的實踐教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和虛擬仿真技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用為工程管理專業(yè)實踐教學(xué)提供了項目全過程管理的建造情境，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，提升實踐教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、實踐能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

[關(guān)鍵詞] 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺;虛擬仿真;實踐教學(xué)

隨著信息技術(shù)的日新月異和大學(xué)教學(xué)理念的更新，教育信息化成為高校教學(xué)改革的重要手段，信息化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺作為一種新的教學(xué)媒體資源改變了大學(xué)的教學(xué)模式，虛擬仿真技術(shù)憑借直觀性、可操作性、可重復(fù)性的優(yōu)勢為實驗實踐教學(xué)開辟了新的路徑。工程管理作為一門實踐性、應(yīng)用性強的交叉學(xué)科專業(yè)，融合了工程、經(jīng)濟(jì)、管理、法律等多學(xué)科知識，其人才培養(yǎng)不僅要求具備較強的土木工程技術(shù)和管理的基本理論和方法，還強調(diào)實踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，要求具備項目全過程管理中的資源整合能力和系統(tǒng)性思維能力。近年來虛擬仿真實驗教學(xué)就是依托多媒體網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實驗環(huán)境和實驗對象，使得學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實驗實踐操作[1]。這種以虛擬仿真的方式傳授知識的教學(xué)方式，可以使學(xué)生在開放、自主、交互的虛擬環(huán)境中進(jìn)行安全、經(jīng)濟(jì)可重復(fù)的實驗實踐模擬操作[2]。虛擬仿真實驗實踐教學(xué)作為實踐教學(xué)的有益補充，可以借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺隨時向?qū)W生開放，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，提高教學(xué)效果。

一、工程管理專業(yè)實踐教學(xué)的困境

工程管理專業(yè)雖然是交叉學(xué)科專業(yè)，但依托行業(yè)背景明確，具有過程性、應(yīng)用性和綜合性強等特點，工程、經(jīng)濟(jì)、管理、法律等學(xué)科平臺教學(xué)內(nèi)容互相銜接、協(xié)同配合，實踐教學(xué)的實施由于安全性、場地、教學(xué)資源配置等問題，實習(xí)、實驗實訓(xùn)等活動難以有效開展，不能充分滿足工程管理專業(yè)實踐教學(xué)的需要。

（一）缺乏系統(tǒng)性認(rèn)知

由于工程項目的建設(shè)過程無法在實驗室內(nèi)復(fù)制，而實際工地現(xiàn)場實習(xí)也只能是對某些工序有感官認(rèn)識，短期實習(xí)也難以跟蹤分部分項工程或單位工程的完整施工過程，更談不上對工程項目建造實施全過程管理的全面認(rèn)知，實踐教學(xué)效果欠佳，最終使得實習(xí)流于形式。而且同類型工程項目隨著社會需求的發(fā)展，專業(yè)技術(shù)融合使得工程復(fù)雜性增加，各個工程的規(guī)模、進(jìn)度、管理模式差異顯著，無論是實驗教學(xué)還是現(xiàn)場工程實踐，都無法在短期內(nèi)讓學(xué)生認(rèn)識眾多的類型和不同專業(yè)的實踐知識。這就使得學(xué)生對完整工程認(rèn)識不夠深入、工程全局意識不強、動手能力較差，影響了學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)。

（二）缺乏綜合協(xié)同體驗

工程項目建設(shè)既是業(yè)主方、設(shè)計方、監(jiān)理方、施工方、供應(yīng)商、咨詢方及相關(guān)政府職能部門等多部門互相協(xié)作的結(jié)果，又受到人材機(jī)、方法技術(shù)和環(huán)境等多因素的綜合制約，現(xiàn)有實踐教學(xué)體系設(shè)置的各環(huán)節(jié)實踐教學(xué)內(nèi)容僅涉及全過程管理的部分環(huán)節(jié)，考察知識點單一，并不能將工程管理專業(yè)的四個平臺教學(xué)內(nèi)容全面整合，與工程實際對接，學(xué)生無法體驗協(xié)同合作的情境。同時，工程項目建設(shè)的“一次性”特點決定了建設(shè)過程必須遵照規(guī)范執(zhí)行，學(xué)生極少能體驗建設(shè)風(fēng)險，不利于學(xué)生對全過程管理知識的綜合應(yīng)用探究。

在此情形下，虛擬仿真BIM技術(shù)中的三維建筑模型、虛擬建造、漫游檢查等通過人機(jī)交互技術(shù)實現(xiàn)建設(shè)場景的創(chuàng)建和控制功能，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中產(chǎn)生直觀性、逼真性和沉浸感，為工程管理專業(yè)的實踐教學(xué)提供了更為實際的工作環(huán)境，更好地達(dá)到現(xiàn)場實習(xí)的效果，促進(jìn)工程管理專業(yè)實踐教學(xué)技術(shù)、方法、手段和管理的創(chuàng)新，全面提升專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺與虛擬仿真在工程管理實踐教學(xué)中的協(xié)同應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的基本思想是以學(xué)生為主，教師為輔。教師將教學(xué)有關(guān)資料放在平臺上，學(xué)生通過這些資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，學(xué)生不再被動地接受知識，而是在教師的引導(dǎo)與啟發(fā)中形成學(xué)習(xí)興趣，構(gòu)建知識[3]。但網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的教學(xué)資源整合力度不足，一些與專業(yè)性密切相關(guān)的教學(xué)資源，如課件、素材等學(xué)習(xí)資料是教師從網(wǎng)上搜集整理的，缺乏及時性和系統(tǒng)性。而虛擬仿真技術(shù)能夠真實地呈現(xiàn)建造實施的全過程，將理論教學(xué)轉(zhuǎn)化為身臨其境的可視項目，虛擬仿真實訓(xùn)的教學(xué)資源可以在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上共享，實現(xiàn)與工程管理核心課程、專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容融會貫通。

（一）改善教學(xué)方式，提高學(xué)生對實際工程的全過程認(rèn)知

虛擬仿真系統(tǒng)以實際工程項目信息數(shù)據(jù)為依托，在三維場景下直觀展現(xiàn)全過程管理的各個環(huán)節(jié)，如技術(shù)規(guī)范、安全交底、技術(shù)交底、工程圖紙、工作記錄、項目進(jìn)程、機(jī)械臺班準(zhǔn)備、技術(shù)分析等多種知識情境，將工程管理專業(yè)各門課程教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)融合，使學(xué)生熟悉項目施工過程，明確設(shè)計施工的整體構(gòu)思，較為系統(tǒng)、全面地展示了專業(yè)知識體系，既豐富了教學(xué)內(nèi)容和手段，又增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和感性認(rèn)識，在專業(yè)知識和實踐技能之間建立了有效聯(lián)系。在視頻互動平臺可以音頻互通、直播、錄播和點播，實現(xiàn)資源采集和共享，其中課堂直錄播系統(tǒng)軟件將教師授課的視頻畫面和多媒體課件同時錄制下來并實時存儲，便于學(xué)生課后的重復(fù)觀看，提升了知識內(nèi)化和課程的教學(xué)效果。

（二）改善學(xué)習(xí)方式和方法，促進(jìn)課堂教學(xué)改革

實踐教學(xué)的特點是教師少講，學(xué)生多做，老師的主要任務(wù)是安排實踐任務(wù)，提示實施過程中的難點、重點知識，大部分時間是學(xué)生獨立或團(tuán)隊完成任務(wù)，要求學(xué)生具有較強的自主學(xué)習(xí)能力;另外，由于課堂教學(xué)時間有限，課堂上未能及時完成的實踐任務(wù)必須在課下完成。因此，可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺對相關(guān)知識點提供課程教學(xué)資源，構(gòu)建在線學(xué)習(xí)環(huán)境。虛擬仿真技術(shù)作為專業(yè)相關(guān)課程和實踐教學(xué)的完善與補充，以實際項目為案例，展示建設(shè)項目的設(shè)計施工過程、造價成本計算、碰撞檢查等綜合信息，是對多門課程知識的綜合應(yīng)用。作為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的教學(xué)資源的有益補充，在教學(xué)中以三維模型為輔助教學(xué)手段，采用三維演示的方法來增強學(xué)生的空間感性認(rèn)識，如工程制圖、房屋建筑學(xué)、建筑設(shè)備等課程通過三維模型讓學(xué)生認(rèn)識各種構(gòu)部件及內(nèi)部構(gòu)造布置情況，掌握相關(guān)構(gòu)造知識，讓學(xué)生自主通過仿真軟件完成實體樓房的建模任務(wù)，提高學(xué)生空間認(rèn)識的能力，進(jìn)而提高教學(xué)效果。

（三）課程教學(xué)內(nèi)容融合，實現(xiàn)各平臺專業(yè)知識系統(tǒng)化

工程管理專業(yè)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理和法律類課程各任課教師互為獨立，課程內(nèi)容自成體系，無法實現(xiàn)各門課程教學(xué)內(nèi)容的邏輯銜接，不能充分發(fā)揮集聚效應(yīng)。如工程結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備、土木施工技術(shù)、工程計價與計量和工程項目管理等課程的內(nèi)容本是相互內(nèi)嵌、相互遞進(jìn)的，但由于這些課程的教學(xué)授課缺乏一個共享的平臺或統(tǒng)籌，導(dǎo)致學(xué)生感覺所學(xué)知識缺乏系統(tǒng)性和融合性，對這些專業(yè)核心課程不能做到融會貫通、綜合運用，教學(xué)效果不甚理想。

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