虛擬仿真下裝配式建筑教學(xué)改革與實(shí)踐策略探析

摘要： 近些年隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也迎來了多次產(chǎn)業(yè)化升級，其中裝配式建筑就是建筑行業(yè)的升級的代表。對于目前的建筑行業(yè)來說，裝配式人才的缺口十分龐大，并且人才培養(yǎng)的措施和計劃也相對的缺乏。一些常用的教學(xué)方法已經(jīng)很難滿足當(dāng)前建筑行業(yè)裝配式人才缺口的要求。隨著互聯(lián)網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，一種全新的教學(xué)方法有望為培養(yǎng)裝配式人才貢獻(xiàn)力量，那就是虛擬仿真教學(xué)模式。虛擬仿真教學(xué)相較于傳統(tǒng)的教學(xué)方法擁有很多優(yōu)勢，它對學(xué)生的參與性和互動性有一定的增強(qiáng)，還能有效的讓學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)揮自己的理論知識儲備，對于教師來說，虛擬仿真技術(shù)還能提高教師的業(yè)務(wù)能力。這種教學(xué)方法可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。本文就虛擬仿真下裝配式建筑教學(xué)改革與實(shí)踐策略進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真;裝配式建筑教學(xué);改革和實(shí)踐;

國家住建部在2017年發(fā)布的《“十三五”裝配式建筑行動方案》提出了要將培養(yǎng)裝配式建筑人才和相關(guān)隊(duì)伍的計劃提上日程。隨后國家教育部門在《新工科建設(shè)行動路線》中也提出了培養(yǎng)相關(guān)人才的計劃，著重強(qiáng)調(diào)了探索新的教學(xué)模式，高效率的培養(yǎng)相關(guān)人才，對改革教育方法的渴求。不僅如此，新的教育模式也要緊跟時代，把教育教學(xué)和信息技術(shù)相融合，以最新的虛擬仿真技術(shù)為劍刃，開創(chuàng)出一個全新的教學(xué)模式。通過虛擬仿真技術(shù)，學(xué)生可以在虛擬的環(huán)境里學(xué)到真實(shí)的知識。對于高等院校裝配式建筑教學(xué)的改革，可以建立起一套適合當(dāng)前建筑產(chǎn)業(yè)需求的教學(xué)體系，對高校的裝配式專業(yè)教學(xué)模式也有推進(jìn)作用。

1現(xiàn)有的裝配式教學(xué)建筑體系

把預(yù)制構(gòu)件通過裝配而形成的建筑，被稱為裝配式建筑。裝配式建筑采用了一體化、信息化協(xié)同設(shè)計、裝配化、專業(yè)化、精細(xì)化施工和信息化管理。裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑有建造速度快、對勞動力消耗小、不受環(huán)境影響且質(zhì)量優(yōu)良等優(yōu)勢。裝配式建筑的施工過程對于機(jī)械操作工人有更高的需求，因此建筑構(gòu)件的裝配是裝配式建筑施工的工作重點(diǎn)。這就產(chǎn)生了對裝配式建筑工作人員的專業(yè)知識和技術(shù)要求。

現(xiàn)如今傳統(tǒng)的教學(xué)模式仍然是很多高校裝配式建筑專業(yè)教學(xué)的主要方法，這種方法是通過多媒體的圖片與視頻傳達(dá)信息，再結(jié)合任課老師的引導(dǎo)，讓學(xué)生們學(xué)習(xí)裝配式教學(xué)的知識。這種方法很大程度上局限于理論，使得理論與實(shí)踐結(jié)合的效率不高。出現(xiàn)這種教學(xué)結(jié)果的原因在于這種教學(xué)模式缺乏學(xué)生與課堂的互動性和參與性，教師也缺乏對學(xué)生攝取知識的掌握情況，從而導(dǎo)致學(xué)生對學(xué)習(xí)上的困惑越來越多，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，甚至?xí)a(chǎn)生回避學(xué)習(xí)、回避思考的現(xiàn)象。沒有學(xué)習(xí)主動性的學(xué)生，必然不能很好的接受課堂所傳達(dá)的知識，在課后也不會有整理知識、延伸思路的行為。還有一個問題，裝配式建筑的學(xué)習(xí)很需要實(shí)踐和知識的搭配，而高等院校一般都會受限于場地、設(shè)備等客觀條件，很難讓學(xué)生體驗(yàn)到裝配式建筑的實(shí)踐感受，從而難以讓學(xué)生對所學(xué)的知識進(jìn)行一個深化理解和感悟。

2裝配式建筑教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

裝配式建筑教學(xué)的過程中，要求學(xué)生必須進(jìn)行大量的工作實(shí)踐和技能訓(xùn)練，擁有極強(qiáng)的應(yīng)用性。但是當(dāng)前很多高等院校很難滿足學(xué)生的實(shí)踐作業(yè)需求，其中主要原因是受到了場地、設(shè)備等客觀條件和資源的限制。因此，我們可以借助一些新興的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，如虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、以及建筑信息模型技術(shù)（BIM）等等。這些高新技術(shù)支持下的教學(xué)模式，可以擺脫場地和設(shè)備的限制，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中“真實(shí)”的接觸裝配式建筑，把知識應(yīng)用于實(shí)踐。近些年隨著VR技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)吸引了很多建筑教育行業(yè)的眼光，經(jīng)過事實(shí)案例說明，虛擬仿真環(huán)境下的教學(xué)能夠有效提高建筑相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢在于，它能讓學(xué)生在三維的環(huán)境中體驗(yàn)到類似于真實(shí)世界的交互感受，對客觀的事物擁有一個更加直觀的認(rèn)識，這是傳統(tǒng)多媒體設(shè)施所不能達(dá)到的。在裝配式建筑教學(xué)過程中，VR可以讓學(xué)生在三維環(huán)境中擁有實(shí)踐的體驗(yàn)，而AR技術(shù)可以通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)來對裝配式建筑教學(xué)過程中的一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)增強(qiáng)，保證在教學(xué)過程不遺漏重要知識點(diǎn)。事實(shí)表明，通過虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)場景應(yīng)用，學(xué)生能夠克服學(xué)習(xí)上的認(rèn)知障礙，對學(xué)習(xí)效果有很大的提升，學(xué)習(xí)效率也會大幅度上升。BIM技術(shù)的融入，能更好的提高學(xué)生在裝配式建筑結(jié)構(gòu)方面相關(guān)技能的學(xué)習(xí)效率。通過BIM技術(shù)和VR技術(shù)的融合使用，學(xué)生能更加清楚的認(rèn)識施工環(huán)節(jié)的步驟，對施工信息有更好的收集和管控作用。研究表明，學(xué)生們的學(xué)習(xí)參與性、互動性以及學(xué)習(xí)積極性在虛擬仿真技術(shù)下的教學(xué)模式中有十分巨大的提升，虛擬仿真教學(xué)對學(xué)生的空間理解能力和操作能力有質(zhì)的提高。虛擬仿真技術(shù)在未來裝配式建筑教學(xué)的作用十分明顯，有望成為未來高等院校裝配式建筑專業(yè)教學(xué)的主流教學(xué)模式。

3結(jié)語

總而言之，虛擬仿真技術(shù)是一種十分適合裝配式教學(xué)的新技術(shù)。在裝配式建筑教學(xué)中，虛擬仿真課堂是一種全新的教學(xué)理念。在這種教學(xué)模式中，學(xué)生能重新成為學(xué)習(xí)的主體，在“真實(shí)”的環(huán)境下，自主學(xué)習(xí)，積極實(shí)踐，在理論與實(shí)踐的結(jié)合下，有助于學(xué)生對所學(xué)知識的進(jìn)一步鞏固和深化。在VR技術(shù)的教學(xué)模式下，學(xué)生可以提高學(xué)習(xí)主動性，鍛煉自身的實(shí)踐操作能力，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)中的疑惑并且有效解決問題。對于教師和院校來說，教師能夠在虛擬仿真的環(huán)境下提升自己的專業(yè)素質(zhì)，院校能夠節(jié)省資金，并且有效提升教學(xué)質(zhì)量和效率。

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作者簡介：李娜（1988.6-）女，漢族，山東人，本科，云南工程職業(yè)學(xué)院，講師、工程師、教學(xué)科科長，研究方向：土木工程。

云南工程職業(yè)學(xué)院 云南 昆明 650304