交互式BIM實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建

許崇 劉新

摘要： 隨著5G時(shí)代的來臨，教育信息化水平的發(fā)展也不斷提高，以計(jì)算機(jī)為核心的信息化技術(shù)正在改變著我們的學(xué)習(xí)和生活。受新冠疫情影響，BIM實(shí)驗(yàn)教學(xué)也陷入了不能按教學(xué)常規(guī)方式，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生之間的交流和互動(dòng)，把BIM課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)有機(jī)的融合起來，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：BIM;交互式;網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

0 引言

在當(dāng)今數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特點(diǎn)的信息技術(shù)時(shí)代，教育者需要充分地運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的理論和方法，融合成熟的課堂互動(dòng)信息技術(shù)，構(gòu)建互動(dòng)網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺(tái)，使這個(gè)平臺(tái)能夠在教學(xué)中達(dá)到合理的應(yīng)用，不僅可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、傳輸和處理教學(xué)信息的功能，還能讓學(xué)生進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)和實(shí)踐協(xié)作交流，對(duì)學(xué)生的在線實(shí)驗(yàn)情況可以進(jìn)行在線評(píng)價(jià)反饋，并在某種層面上對(duì)有效課堂起到積極的作用。

1.平臺(tái)構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)

1.1BIM平臺(tái)層次結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為三層結(jié)構(gòu)，分別為展現(xiàn)信息給用戶的表現(xiàn)層、實(shí)現(xiàn)用戶需求的中間層、存儲(chǔ)和提供數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務(wù)層。表現(xiàn)層組件并不與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)直接交互，而是通過控制器與中間層組件建立連接，再由中間層組件與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互。表現(xiàn)層采用JSP設(shè)計(jì)頁面、顯示數(shù)據(jù)生成頁面顯示效果，盡量減少JSP頁面中Java腳本的使用。中間層采用輕量級(jí)的Struts2+Spring+Hibernate框架實(shí)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重構(gòu)性，提高組件的可復(fù)用性，降低代碼的耦合度，又可以細(xì)分為Web層、Service層、DAO層和PO層、各層功能描述如下[1]：

Web層，又稱為控制層，就是MVC模式中的Controler，負(fù)責(zé)表現(xiàn)層與業(yè)務(wù)邏輯層的交互，接收表現(xiàn)層的請(qǐng)求，調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)返回給表示層進(jìn)行顯示，選擇實(shí)現(xiàn)MVC模式的Struts 2框架實(shí)現(xiàn)[2]。Service層（業(yè)務(wù)邏輯層），負(fù)責(zé)完成用戶需求的業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)，對(duì)DAO對(duì)象進(jìn)行調(diào)用。DAO層（數(shù)據(jù)訪問對(duì)象層），負(fù)責(zé)與持久化對(duì)象進(jìn)行交互，封裝了增加、查找、刪除、修改等數(shù)據(jù)庫(kù)的原子操作。

1.2可擴(kuò)展對(duì)象的實(shí)現(xiàn)

為了對(duì)平臺(tái)功能擴(kuò)展的靈活性，在實(shí)現(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)到面向?qū)ο蠓绞讲僮鲾?shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換時(shí)，引入Hibernate框架的ORM功能，通過對(duì)持久化對(duì)象PO的操作間接實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。PO包括兩部分，POJO類和映射文件，POJO類對(duì)應(yīng)關(guān)系表，映射文件用于描述POJO類與表的關(guān)系以及POJO類之間的關(guān)系。在工程下創(chuàng)建包PO，在包下創(chuàng)建POJO類和映射文件，本系統(tǒng)需要?jiǎng)?chuàng)建12個(gè)PO，

1.3 BIM課程數(shù)據(jù)庫(kù)映射的部分實(shí)現(xiàn)

在BIM課程的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問的原子操作就是增加、刪除、修改等，通過這些原子操作的組合完成用戶的業(yè)務(wù)邏輯需求，增加了DAO數(shù)據(jù)訪問對(duì)象層，通過DAO層定義的各個(gè)方法為業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)操作。平臺(tái)采用工廠模式以面向接口方式開發(fā)DAO層、其中工廠由Spring框架實(shí)現(xiàn)。創(chuàng)建DAO包，在包下創(chuàng)建接口和實(shí)現(xiàn)類，DAO層開發(fā)的接口和類命名.

所有的DAO實(shí)現(xiàn)類都通過Spring框架生成和管理，其中每個(gè)DAO實(shí)現(xiàn)類都需要引用Session Factor，因此通過Spring框架的依賴注入功能給每個(gè)DAO實(shí)現(xiàn)類依賴注入SessionFactory引用對(duì)象。業(yè)務(wù)邏輯層的任務(wù)總體上分成兩部分，第一負(fù)責(zé)處理表示層接受的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)持久層;第二負(fù)責(zé)加載數(shù)據(jù)持久層的數(shù)據(jù)返回給表示層。

2.互動(dòng)課堂應(yīng)用

在BIM實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)教學(xué)中的應(yīng)用，采用了一個(gè)輔助的教學(xué)軟件。在網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)環(huán)境中，簡(jiǎn)易舒適的操作體驗(yàn)比真實(shí)課堂更加豐富、有趣味性，高清晰的語音功能和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，非常適合用在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)線上即時(shí)互動(dòng)課堂，能夠提供清晰流暢的高音質(zhì)語音視頻功能。在綜合性即時(shí)語音交流平臺(tái)的基礎(chǔ)上，提供多樣化的教學(xué)工具插件，支持語音互動(dòng)、課堂實(shí)時(shí)視頻、舉手發(fā)言和桌面捕捉等強(qiáng)大功能，根據(jù)BIM課程特點(diǎn)可以模擬真實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景，實(shí)時(shí)互動(dòng)。即時(shí)通話的功能可以容納萬人，并能夠集中管理，更加有效和方便。支持一對(duì)一的語音通話和多人對(duì)話，每個(gè)討論主題都可以用于討論指定內(nèi)容，聊天記錄能永久線上保存，隨時(shí)隨地翻查，與教師和其他學(xué)生進(jìn)行交流互動(dòng)。平臺(tái)中有“進(jìn)行上課”和“已上課的課程詳情、教師列表及用戶評(píng)價(jià)等內(nèi)容。

3.結(jié)語

交互式BIM實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)利用Java、Servlet、JSP、JavaBean、Xml、JDBC等Java Web技術(shù)以及Struts 2+Spring+Hiberante開發(fā)框架使用方法，應(yīng)用MyEclipse等開發(fā)工具，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了BIM實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。開發(fā)框架的合理使用，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開發(fā)難度，Spring框架實(shí)現(xiàn)了工廠模式，通過IoC依賴注入模式和AOP面向切面編程技術(shù)，以xml格式文件對(duì)組件進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)了組件的自動(dòng)生成裝配和聲明式事務(wù)管理方式;Hibernate框架實(shí)現(xiàn)了ORM，連接數(shù)據(jù)庫(kù)池的使用，訪問數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了封裝，使用SessionFactory對(duì)PO的持久化操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行面向?qū)ο蟛僮?，取得較好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]萬偉韜.輕量級(jí)J2EE中整合Struts、Spring、Hibernate的研究與分析[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2013（22）：83-84.

[2]張杰.電子商務(wù)平臺(tái)中Struts 2的功能和作用分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2012（3）：233-234.

作者簡(jiǎn)介：

本文系2021年度遼寧省委統(tǒng)戰(zhàn)部黨外知識(shí)分子建言獻(xiàn)策課題“關(guān)于推進(jìn)遼寧省BIM（建筑信息模型）產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對(duì)策建議》”（項(xiàng)目編號(hào)：L2021JY072）和2020年度遼寧省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“建筑類高校自動(dòng)化類專業(yè)一流專業(yè)建設(shè)探討》”（項(xiàng)目編號(hào)：JG20DB375）階段性研究成果。

許崇（1982.12-） 女，漢族，碩士，實(shí)驗(yàn)師，就職于沈陽建筑大學(xué)