工程特色引導(dǎo)性課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建

房明 莊大昌 陳少沛 朱孟玨

doi：10.11835/j.issn.1005-2909.2024.03.008

歡迎按以下格式引用：房明，莊大昌，陳少沛，等.工程特色引導(dǎo)性課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建［J］.高等建筑教育，2024，33（3）：62-73.

修回日期：2022-08-01

基金項(xiàng)目：2024年第一批教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“基于BIM技術(shù)的土地與房地產(chǎn)管理專業(yè)師資建設(shè)研究”（231102373223748）；2020年廣東省高等教育教學(xué)研究和改革項(xiàng)目“面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的建筑工程概論虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建研究”；2019年廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目精品資源共享課“工程項(xiàng)目管理”；2021年廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目課程思政示范課堂“建筑工程概論”及社會實(shí)踐一流課程“土地資源管理專業(yè)綜合實(shí)習(xí)”

作者簡介：房明（1981—），女，廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院副教授，博士，主要從事工程管理和施工安全研究，（E-mail）fangming@gdufe.edu.cn。

摘要：工程特色引導(dǎo)性課程體現(xiàn)了本科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，有助于提高相關(guān)專業(yè)學(xué)生的核心競爭力。建筑工程概論作為代表課程之一，已在房地產(chǎn)開發(fā)與管理、公共事業(yè)管理等多個工程管理類專業(yè)開設(shè)，可為工程管理類專業(yè)學(xué)生提供必要的工程基本理論，但在實(shí)踐教學(xué)中存在較多矛盾待解決。在界定建筑工程概論課程定位和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了該課程開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性。基于工程管理類專業(yè)執(zhí)業(yè)能力大綱的要求，制定了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)。為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了“學(xué)科通識、專業(yè)提升、創(chuàng)新設(shè)計(jì)”三層次內(nèi)容的虛擬仿真綜合實(shí)踐教學(xué)模式，并強(qiáng)化了實(shí)踐教學(xué)的過程考核，對實(shí)施效果進(jìn)行了問卷調(diào)查和定量分析與評價(jià)。結(jié)果表明，該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式較好地滿足了工程管理類專業(yè)執(zhí)業(yè)能力大綱的要求，可為相關(guān)院校開展工程特色引導(dǎo)性課程教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：工程特色課程；建筑工程概論；教學(xué)模式；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；執(zhí)業(yè)能力大綱

中圖分類號：G642.0? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1005-2909（2024）03-0062-12

工程管理類專業(yè)包含工程管理、房地產(chǎn)開發(fā)與管理、工程造價(jià)、公共事業(yè)管理、城市管理等專業(yè)，具有明顯的綜合性、邏輯性、技術(shù)性、實(shí)踐性特點(diǎn)。以工程管理、房地產(chǎn)開發(fā)與管理、工程造價(jià)為例，三個專業(yè)均包含了工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理，以及法律法規(guī)等四大知識體系課程。由于四大知識體系間聯(lián)系較少，學(xué)生融會貫通的能力較差，難以整體掌握知識。多數(shù)高校已認(rèn)識到這一問題，并通過設(shè)置實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)促進(jìn)知識點(diǎn)的融合，如實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)等。然而，現(xiàn)有傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在較多問題，如實(shí)踐教學(xué)手段和條件相對滯后，無法解決工程項(xiàng)目中現(xiàn)實(shí)存在的技術(shù)問題、經(jīng)濟(jì)問題、管理問題等［1］。

在開設(shè)工程管理類專業(yè)的院校中，專業(yè)設(shè)置側(cè)重點(diǎn)不同。在建筑類院校中，相關(guān)專業(yè)多圍繞房屋建筑展開，如工程管理、工程造價(jià)等專業(yè)。在經(jīng)管類院校中，則主要圍繞房地產(chǎn)和相關(guān)行業(yè)展開，如房地產(chǎn)開發(fā)與管理、公共事業(yè)管理、城市管理等專業(yè)。此類特色院校都會跨專業(yè)設(shè)置一批工程特色引導(dǎo)性課程，主要為非工程類專業(yè)學(xué)生提供建筑工程相關(guān)的知識和培訓(xùn)。在性質(zhì)上，這類課程多以專業(yè)選修課的形式在本科低年級設(shè)置。在實(shí)際操作中，這類課程卻往往呈現(xiàn)出必修課的態(tài)勢。因?yàn)榻^大部分學(xué)生明白其重要意義，所以在選修課中經(jīng)常是滿選［2］。以建筑工程概論為例，該課程在多個工程管理類專業(yè)中開設(shè)，一般設(shè)置在本科一、二年級。學(xué)習(xí)建筑工程概論課程的學(xué)生大都沒去過施工現(xiàn)場，也沒有工程類專業(yè)學(xué)生的認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的經(jīng)歷。但是，該課程實(shí)踐性較強(qiáng)，需要有工程實(shí)踐的基本體驗(yàn)［3］。與之相關(guān)的建筑工程實(shí)驗(yàn)存在綜合性強(qiáng)、設(shè)備體量大、實(shí)驗(yàn)環(huán)境惡劣、資源消耗大，以及耗時長等問題［4-6］，極大地制約了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。通過深入探索虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，形成虛實(shí)結(jié)合、理論與實(shí)踐互補(bǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，可以解決建筑工程概論課程難以讓本科生廣泛、深入?yún)⑴c實(shí)驗(yàn)的教學(xué)難題。

目前，雖然已有較多的工程技術(shù)類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)資源，但是大多基于土木工程類專業(yè)課程群開發(fā)［7-9］。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、操作步驟、考核標(biāo)準(zhǔn)等方面的設(shè)置上，均高于工程管理類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)要求。本研究在分析工程引導(dǎo)性課程定位與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，基于工程管理類專業(yè)執(zhí)業(yè)能力大綱的要求，制定了建筑工程概論課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，探討了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建方案，并論證了該教學(xué)模式的教學(xué)效果。該研究是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式在本科實(shí)踐教學(xué)中的一次有益探索，為建筑工程概論課程和其他工程技術(shù)類課程的實(shí)踐教學(xué)模式改革提供了新方法、新思路。

一、課程定位、特點(diǎn)與開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

（一） 課程定位

工程管理類專業(yè)課程體系一般可分為通識、專業(yè)和實(shí)踐課程，而從知識體系的角度來劃分則包含了工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理，以及法律法規(guī)等四大知識體系課程。建筑工程概論為工程技術(shù)類課程。本研究進(jìn)一步將工程技術(shù)類專業(yè)課程進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要劃分為三類：（1）跨專業(yè)工程引導(dǎo)性課程，提供工程類的基礎(chǔ)學(xué)科知識；（2）專業(yè)基礎(chǔ)核心課程，提供內(nèi)容更廣、更寬的專業(yè)基礎(chǔ)知識，包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、法律法規(guī)等內(nèi)容；（3）專業(yè)教育核心課程，培養(yǎng)專業(yè)的核心技能，提供相關(guān)專業(yè)的學(xué)科知識。具體課程教學(xué)體系，如圖1所示。

建筑工程概論課程屬于跨專業(yè)工程引導(dǎo)性課程，大多在本科第三或第四學(xué)期開設(shè)［2-3］。通過對該課程中建筑文化、建筑設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、建筑施工技術(shù)等基本知識的學(xué)習(xí)，可為工程管理類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)課程和從事工程管理類工作提供必要的工程理論基礎(chǔ)。該課程是培養(yǎng)合格的、全面發(fā)展的現(xiàn)代工程相關(guān)服務(wù)人員的重要載體［2］。

（二） 課程特點(diǎn)

以廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)房地產(chǎn)開發(fā)與管理（以下簡稱房產(chǎn)）和公共事業(yè)管理（以下簡稱公管）2個專業(yè)為例，建筑工程概論課程教學(xué)安排，如表1所示。建筑工程概論的課程特點(diǎn)主要有上課對象復(fù)雜和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不一，這些課程特點(diǎn)也同樣適用于其他跨專業(yè)工程引導(dǎo)性課程，如工程制圖與CAD等。

1.上課對象復(fù)雜

一方面，建筑工程概論課程在各專業(yè)的開設(shè)時間各異，建筑工程概論課程在房產(chǎn)專業(yè)的本科二年級第三學(xué)期開設(shè)，而公管專業(yè)則在第四學(xué)期開設(shè)，這就造成上課對象和開課時間的復(fù)雜化。另一方面，本門課程在不同專業(yè)的課程定位也不同。對于房產(chǎn)專業(yè)，該課程為專業(yè)必修課，學(xué)生將來較可能從事建筑行業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)服務(wù)工作，與本課程聯(lián)系更緊密，學(xué)生學(xué)習(xí)意愿更強(qiáng)，學(xué)習(xí)深度可以適當(dāng)增加，而對于公管專業(yè)，該課程為專業(yè)選修課，學(xué)生就業(yè)方向繁雜，并不一定與建筑業(yè)相關(guān)，與本課程聯(lián)系較松散，學(xué)生普遍學(xué)習(xí)積極性不高。

2.教學(xué)內(nèi)容多樣

建筑工程概論課程講授內(nèi)容多，既包括建筑設(shè)計(jì)、建筑文化等內(nèi)容，又包括建筑結(jié)構(gòu)、建筑構(gòu)造、建筑工程施工技術(shù)等知識。每一章都是工程類專業(yè)的一門課程，教學(xué)具有一定難度。同時，各章節(jié)之間邏輯結(jié)構(gòu)不夠緊密，可單獨(dú)授課，也可先后授課，各部分知識組合在一起，整體缺乏系統(tǒng)性。

3.學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不一

工程管理類各專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)體系不同，學(xué)生的工程知識基礎(chǔ)參差不齊。房產(chǎn)專業(yè)的先修課程有工程制圖與CAD，在建筑工程概論課程之后還有建筑材料、工程計(jì)量與計(jì)價(jià)、工程項(xiàng)目管理等后續(xù)課程。公管專業(yè)并無相關(guān)選修課程和后續(xù)相關(guān)課程。因此，對房產(chǎn)專業(yè)而言，建筑工程概論課程起到承前啟后的作用，是該專業(yè)工程知識滲透的支撐點(diǎn)；對公管專業(yè)而言，建筑工程概論課程是該專業(yè)工程類知識的啟蒙，是該專業(yè)的工程輔助知識［10］。此外，課堂時長有限，理論內(nèi)容較多，需要在教學(xué)計(jì)劃的安排上下足功夫。特別對于基礎(chǔ)薄弱的公管專業(yè)，無任何相關(guān)的先修課程，甚至沒見過基本的工程圖紙，更難理解建筑結(jié)構(gòu)、建筑構(gòu)造等知識，讓原本緊張的課時更難有效利用。

（三） 開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

首先，建筑工程概論課程實(shí)踐性較強(qiáng)，開設(shè)該課程的各專業(yè)的知識背景差距較大，不同專業(yè)的學(xué)生對建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造等知識的理解水平不一。課程實(shí)踐性強(qiáng)與學(xué)生理論儲備弱之間的矛盾突出，如何設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)手段，讓工程基礎(chǔ)知識參差不齊的學(xué)生能夠更容易地理解建筑工程的基本原理和相關(guān)知識是工程特色引導(dǎo)性課程教學(xué)中亟待解決的問題之一。其次，在傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，校外工程現(xiàn)場實(shí)習(xí)存在一定的安全隱患，且各工程項(xiàng)目的規(guī)模、進(jìn)度、管理模式不一，建筑企業(yè)接受大規(guī)模學(xué)生實(shí)習(xí)的意愿不強(qiáng)。最后，校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)條件有限，特別是與設(shè)置有土木教學(xué)平臺的院校相比，財(cái)經(jīng)類院校的校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)條件更加欠缺［11］，造成學(xué)生無法完成完整工程的實(shí)習(xí)，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)效果往往不理想。BIM等虛擬仿真技術(shù)為高校的工程技術(shù)類生產(chǎn)實(shí)習(xí)開拓了一條新的途徑，在“理實(shí)一體化，虛實(shí)結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)模式下，學(xué)生可以通過虛擬施工技術(shù)還原施工現(xiàn)場，從而解決工程管理類專業(yè)實(shí)踐能力不足的難題［12］。

二、建筑工程概論課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建方案

（一） 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建理念

1.基于工程管理類專業(yè)執(zhí)業(yè)能力的課程建設(shè)要求

執(zhí)業(yè)能力不僅要求執(zhí)業(yè)人員具備從事該項(xiàng)工作的專業(yè)技術(shù)知識與技能，而且應(yīng)當(dāng)擁有相應(yīng)的職業(yè)操守和自律精神［13］。基于對行業(yè)協(xié)會與業(yè)內(nèi)專家、企業(yè)需求、已畢業(yè)學(xué)生、國際標(biāo)準(zhǔn)、院校教師五個方面的調(diào)查工作，制定了我國工程管理類專業(yè)執(zhí)業(yè)能力大綱［14］。該大綱包括：（1）技術(shù)知識；（2）個人能力、職業(yè)能力和態(tài)度；（3）人際交往能力；（4）在工程環(huán)境下的策劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營四個一級指標(biāo)，每個一級指標(biāo)可向下分解到二、三級指標(biāo)。課程是高等學(xué)校教學(xué)建設(shè)的基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)執(zhí)業(yè)能力大綱的各部分要求，最終仍要落實(shí)到課程上。以執(zhí)業(yè)能力大綱為指導(dǎo)的課程建設(shè)，要始終以學(xué)生能解決復(fù)雜工程問題為導(dǎo)向，明確教學(xué)目標(biāo)和對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，滿足對某項(xiàng)或某幾項(xiàng)執(zhí)業(yè)能力要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐，采用合理的教學(xué)模式，保證教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，工程管理類專業(yè)執(zhí)業(yè)能力大綱與我國目前正大力開展應(yīng)用型本科教育改革的目標(biāo)是一致的。

2.教學(xué)目標(biāo)

基于反向設(shè)計(jì)的理念［15］，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置應(yīng)由課程所支撐的執(zhí)業(yè)能力大綱指標(biāo)點(diǎn)反推，而不是由經(jīng)驗(yàn)性的課程內(nèi)容去設(shè)置教學(xué)目標(biāo)，指標(biāo)點(diǎn)如表2所示。依據(jù)該指標(biāo)點(diǎn)，分別設(shè)置了“知識、能力、素質(zhì)”三層次教學(xué)目標(biāo)。

（1）知識目標(biāo)。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠達(dá)到以下知識目標(biāo)。一是理解建筑空間布局、建筑造型、建筑組成等基礎(chǔ)知識。通過對中國古建筑和當(dāng)代民用建筑的形體與特征的分析，能運(yùn)用建筑構(gòu)圖的基本規(guī)律，進(jìn)行建筑造型與構(gòu)圖技法的分析。二是熟悉各類建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和基礎(chǔ)知識，理解工程結(jié)構(gòu)的工作原理，掌握磚混結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)的組成。能夠?qū)o定的結(jié)構(gòu)類型的整體受力特點(diǎn)進(jìn)行初步判斷。三是掌握建筑工程整個建造流程和建造過程的基礎(chǔ)知識。理解模板工程、鋼筋工程、混凝土工程等鋼筋混凝土樓蓋的建造過程。理解混凝土構(gòu)件的加載破壞過程。四是掌握住宅類建筑和公共建筑平面設(shè)計(jì)布局的基本原理。能夠利用CAD軟件進(jìn)行住宅建筑的戶型設(shè)計(jì)和平面圖繪制，并提供相應(yīng)的戶型設(shè)計(jì)方案。

（2）能力目標(biāo)。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠熟悉建筑平面布局、戶型設(shè)計(jì)、既有結(jié)構(gòu)構(gòu)成及其受力傳遞路徑等，進(jìn)而樹立工程實(shí)踐過程意識，訓(xùn)練建筑平面設(shè)計(jì)、工程結(jié)構(gòu)受力分析與施工控制等能力，從而具備對復(fù)雜工程問題進(jìn)行模擬、分析和設(shè)計(jì)的能力，并提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

（3）素質(zhì)目標(biāo)。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對中式建筑的特征內(nèi)涵的理解，使學(xué)生深度領(lǐng)會工程的系統(tǒng)思維，具備自主學(xué)習(xí)的能力、鉆研的精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等。同時，培養(yǎng)學(xué)生崇高的家國情懷，引導(dǎo)學(xué)生樹立社會主義核心價(jià)值觀。

（二） 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建方案

1.教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容需要服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，由教學(xué)目標(biāo)確定所需要的專業(yè)知識點(diǎn)，形成因目標(biāo)而設(shè)、有目標(biāo)可循的良性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動。結(jié)合工程引導(dǎo)性課程建筑工程概論的課程特點(diǎn)，構(gòu)建“學(xué)科通識、專業(yè)提升、創(chuàng)新設(shè)計(jì)”三層次內(nèi)容的建筑工程概論虛擬仿真綜合實(shí)踐教學(xué)模式，如圖2所示。

圖2 建筑工程概論虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式框架

其中，學(xué)科通識層次是指面向工程特色的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。專業(yè)提升層次結(jié)合了各專業(yè)的進(jìn)階式實(shí)驗(yàn)需求，開展針對性和專門化的虛擬仿真教學(xué)，以強(qiáng)化學(xué)生在工程領(lǐng)域的專業(yè)知識水平。這兩個層次中的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，既可以解決傳統(tǒng)的二維平面教學(xué)直觀性差、學(xué)生對于空間結(jié)構(gòu)理解困難的問題，又可以讓學(xué)生認(rèn)識和掌握BIM技術(shù)，體會BIM技術(shù)的三維可視化的優(yōu)勢，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。創(chuàng)新設(shè)計(jì)層次則開展與建筑平面布局設(shè)計(jì)相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。一方面，該層次實(shí)驗(yàn)中涉及建筑施工圖的識圖等內(nèi)容。另一方面，建筑本身是三維立體結(jié)構(gòu)，該層次中的住宅戶型平面設(shè)計(jì)等呈現(xiàn)出的圖紙是二維的，這就要求學(xué)生具備一定的空間想象能力和抽象能力。這對于缺乏先修課程（工程制圖與CAD）的公管專業(yè)的學(xué)生來講是相當(dāng)困難的，對教學(xué)任務(wù)的推進(jìn)也會帶來巨大的障礙。因此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目擬僅在房產(chǎn)專業(yè)開設(shè)。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)

三個層次按照不同的學(xué)習(xí)階段分為四個實(shí)驗(yàn)?zāi)K，每個模塊需要開設(shè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，如表3所示。學(xué)科通識層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（實(shí)驗(yàn)一、二、三），將部分單純演示性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢宰寣W(xué)生操作的虛擬漫游實(shí)驗(yàn)，如圖3所示。專業(yè)提升層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（實(shí)驗(yàn)四、五），原本是傳統(tǒng)的認(rèn)識實(shí)習(xí)項(xiàng)目，現(xiàn)在將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐允┕み^程的虛擬認(rèn)識實(shí)驗(yàn)以輔助工程實(shí)踐的開展［16-17］。工程實(shí)踐環(huán)節(jié)可以通過布置課后小組大作業(yè)的形式完成，將學(xué)生分成若干小組，在校區(qū)范圍內(nèi)選一個單項(xiàng)工程，對工程從結(jié)構(gòu)、構(gòu)造到各部分材料等分別進(jìn)行描述與測繪，學(xué)生需結(jié)合本門課程的內(nèi)容并查閱相關(guān)工程資料，從而提升本門課程的知識廣度。同時，將更多的時間留給學(xué)生課后實(shí)踐操作。進(jìn)一步節(jié)約課內(nèi)實(shí)踐課時，可把節(jié)省下來的課時用于開設(shè)更多的創(chuàng)新設(shè)計(jì)層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（實(shí)驗(yàn)六）。該項(xiàng)目以小組大作業(yè)的形式完成，各小組利用CAD軟件進(jìn)行住宅的戶型設(shè)計(jì)和圖紙繪制，并在此基礎(chǔ)上，利用酷家樂3D設(shè)計(jì)軟件建立三維模型，用于展示三維可視化戶型設(shè)計(jì)方案。該實(shí)驗(yàn)更具有綜合性、互動性和研究性，從而使學(xué)生更好地認(rèn)識工程圖、了解工程實(shí)況、掌握工程知識，進(jìn)而能夠進(jìn)行住宅戶型平面設(shè)計(jì)，強(qiáng)化工程管理類專業(yè)的執(zhí)業(yè)能力培養(yǎng)。

3.考核方式

基于執(zhí)業(yè)能力大綱的課程考核方式由傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)成績評價(jià)轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)成效評價(jià)，加大過程考核在成績中的比重。建筑工程概論課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)應(yīng)分別考核學(xué)生在各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作過程中的知識水平、問題分析與設(shè)計(jì)能力、工程素養(yǎng)等情況。

實(shí)驗(yàn)成績分為四個部分。第一部分是出勤考核，旨在促進(jìn)對學(xué)生職業(yè)精神和紀(jì)律性等個人素質(zhì)的培養(yǎng)。第二部分是小組分工實(shí)操實(shí)驗(yàn)階段（實(shí)驗(yàn)五、六）的成果考核。其中，認(rèn)識實(shí)習(xí)（實(shí)驗(yàn)五）成果包括校區(qū)實(shí)體建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造分析報(bào)告、認(rèn)識實(shí)習(xí)報(bào)告，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)六）成果包括設(shè)計(jì)說明、戶型平面圖、戶型設(shè)計(jì)三維模型圖等。第三部分是成果交叉評價(jià)階段的考核。需綜合兩方面評價(jià)給出第三部分考核成績。一方面，各小組在審核其他組的認(rèn)識實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)成果時，分析和發(fā)現(xiàn)問題的能力。另一方面，認(rèn)識實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)成果課堂展示時，各小組陳述實(shí)驗(yàn)成果和回答問題的表現(xiàn)能力。第四部分是對課程學(xué)習(xí)效果自我鑒定和總結(jié)的考核。要求每個學(xué)生圍繞“知識、能力、素質(zhì)”三層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，對自己的達(dá)成情況開展自評，全面分析學(xué)習(xí)成果和存在的問題，并提出有效的學(xué)習(xí)改進(jìn)措施。

三、教學(xué)效果與評價(jià)

目前，廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)的房產(chǎn)和公管兩個專業(yè)已完成了建筑工程概論課程的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐，本研究圍繞虛擬仿真教學(xué)的地位作用、課程安排、效果評價(jià)三個維度設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷，該問卷含6個測量問題。共發(fā)放問卷85份，其中，房產(chǎn)專業(yè)41份，公管專業(yè)44份；回收有效問卷80份，其中，房產(chǎn)專業(yè)為38份，公管專業(yè)為42份，有效問卷回收率為94.1%。

（一） 虛擬仿真教學(xué)的地位作用

針對虛擬仿真教學(xué)的地位和作用，問卷設(shè)計(jì)了“虛擬仿真教學(xué)在教學(xué)中的地位”和“開展虛擬仿真教學(xué)的必要性”兩個題項(xiàng)，采用李克特五級量表進(jìn)行測量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖4和圖5所示。房產(chǎn)與公管專業(yè)學(xué)生對于虛擬仿真教學(xué)的地位和作用評價(jià)整體較高，公管專業(yè)學(xué)生較之房產(chǎn)專業(yè)對于虛擬仿真教學(xué)重要程度的評價(jià)更高。

（二） 虛擬仿真教學(xué)的課程安排

針對虛擬仿真教學(xué)的課程安排，問卷設(shè)計(jì)了“如何看待在課程教學(xué)中設(shè)置虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)”和“虛擬仿真教學(xué)最合適的使用情形”兩個題項(xiàng)。其中，“如何看待在課程教學(xué)中設(shè)置虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)”的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

兩個專業(yè)的學(xué)生持積極態(tài)度的占比均超過了50%，公管專業(yè)占比56%，房產(chǎn)專業(yè)占比51.8%。兩專業(yè)學(xué)生持消極和觀望態(tài)度的平均占比分別為25.35%和20.75%。而兩個專業(yè)關(guān)于“虛擬仿真教學(xué)最合適的使用情形”的統(tǒng)計(jì)結(jié)果較一致，如圖6所示。房產(chǎn)和公管專業(yè)分別有46%和41.5%的同學(xué)認(rèn)為作為實(shí)驗(yàn)課在課堂內(nèi)進(jìn)行是最合適的方式，接著是作為課外興趣或拓展使用。以上結(jié)果表明，虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)適合采用“課上實(shí)操研討+課后興趣拓展”的教學(xué)方式。

（三） 虛擬仿真教學(xué)的效果評價(jià)

針對虛擬仿真教學(xué)的教學(xué)效果評價(jià)，問卷設(shè)計(jì)了“已開展的虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目可以幫助提升房產(chǎn)/公管專業(yè)學(xué)生哪些核心能力”和“已開展的虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目的好處”兩個題項(xiàng)，問卷結(jié)果顯示，虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目有助于提升學(xué)生多方面的核心能力，在以下三方面尤為突出：一是對工程的認(rèn)知，其中，房產(chǎn)占32.1%，公管占32.7%；二是動手（實(shí)踐）能力，其中，房產(chǎn)占23.6%，公管占26.9%；三是使用現(xiàn)代工具的能力，其中，房產(chǎn)占15.1%，公管占16%，這三項(xiàng)能力合計(jì)占比達(dá)到70%以上，如圖7所示。兩個專業(yè)的學(xué)生對于虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目的好處評價(jià)比較一致，占比排在前三位的為提供交互式體驗(yàn)、提供沉浸式體驗(yàn)和啟發(fā)學(xué)生的想象，如圖8所示。

此外，本研究收集整理了學(xué)生對于虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)效果評價(jià)的文字描述，利用分詞軟件進(jìn)行了詞云展示，如圖9所示。“提高”“知識”“體驗(yàn)”三個關(guān)鍵詞是學(xué)生評價(jià)中的高頻詞，學(xué)生普遍認(rèn)為虛擬仿真教學(xué)有助于加深對理論知識的理解，增加體驗(yàn)感。

四、結(jié)語

本研究結(jié)合跨專業(yè)工程引導(dǎo)性課程的課程定位與特點(diǎn)，基于工程管理類專業(yè)執(zhí)業(yè)能力大綱的要求，構(gòu)建起“學(xué)科通識、專業(yè)提升、創(chuàng)新設(shè)計(jì)”三層次內(nèi)容的建筑工程概論虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)模式，以解決長期以來工程引導(dǎo)性課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的矛盾。

（1）通過設(shè)置三層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以解決課程實(shí)踐性強(qiáng)與學(xué)生理論儲備弱之間的矛盾。針對房產(chǎn)專業(yè)的學(xué)生，在先修課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，需完成三層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。針對公管專業(yè)的學(xué)生，在無任何相關(guān)的先修課程的情況下，只需完成二層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對于創(chuàng)新設(shè)計(jì)層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不做要求。

（2）借助BIM等虛擬仿真技術(shù)，可以解決三維工程實(shí)體與二維實(shí)驗(yàn)手段之間的矛盾。所構(gòu)建的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的轉(zhuǎn)變，包括將單純演示性的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)變?yōu)榛邮教摂M漫游實(shí)驗(yàn)，將傳統(tǒng)的認(rèn)識實(shí)習(xí)項(xiàng)目轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴摂M認(rèn)識實(shí)驗(yàn)輔助工程實(shí)踐來開展。

（3）針對虛擬仿真教學(xué)的地位作用、課程安排、效果評價(jià)開展了問卷調(diào)查，結(jié)果顯示公管專業(yè)學(xué)生對于虛擬仿真教學(xué)的整體評價(jià)優(yōu)于房產(chǎn)專業(yè)，表明虛擬仿真教學(xué)對于缺乏先修課程的公管專業(yè)起到了更好的教學(xué)效果，而房管專業(yè)的學(xué)生因?yàn)榫邆漭^好的工程基礎(chǔ)知識，所以更希望加大真實(shí)場景的實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重。

本研究是建筑工程概論虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建項(xiàng)目的階段性成果，主要完成了分析問題、提出方案、教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)評價(jià)的調(diào)研工作。在后續(xù)的研究中，一方面，將按照教學(xué)評價(jià)的分析結(jié)果，制定詳細(xì)的改進(jìn)措施和實(shí)施步驟。另一方面，將嘗試建立面向?qū)嵺`應(yīng)用的“有機(jī)”的工程技術(shù)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。即建立一個工程項(xiàng)目的BIM模型，并且使該模型具備項(xiàng)目全壽命周期的信息數(shù)據(jù)。該教學(xué)資源不僅適用于建筑工程概論課程的實(shí)踐教學(xué)，而且可以應(yīng)用于后續(xù)多門工程技術(shù)類課程的實(shí)踐教學(xué)中，例如，建筑構(gòu)造與識圖、工程計(jì)量與計(jì)價(jià)、工程造價(jià)管理、工程項(xiàng)目管理等。因此，借助虛擬仿真教學(xué)，可實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)類課程體系的縱向整合，將多門相關(guān)的課程有機(jī)聯(lián)系，從而強(qiáng)化課程體系的一體化程度。通過本項(xiàng)目的系統(tǒng)研究，將進(jìn)一步豐富、完善和優(yōu)化工程引導(dǎo)性課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，具有一定的理論價(jià)值。同時，通過探索具體的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，可以縮小學(xué)生的專業(yè)差異，克服學(xué)生缺少工程現(xiàn)場實(shí)踐、對工程項(xiàng)目沒有直觀的感性認(rèn)識等方面的困難，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動性。工程特色引導(dǎo)性課程是各高等學(xué)校工程管理類專業(yè)工程技術(shù)類教育的重要組成部分，本研究在同類高校均有推廣和參考價(jià)值。

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Construction of virtual simulation experiment teaching mode of engineering characteristic guidance course

FANG Ming， ZHUANG Dachang， CHEN Shaopei， ZHU Mengjue

（School of Public Administration， Guangdong University of Finance & Economics， Guangzhou 510320，

P.R.China）

Abstract： Engineering characteristic guided courses reflect the training objectives of applied talents and help improve the core competitiveness of students in related majors. As one of the representative courses， the course of introduction to architectural engineering has been opened in several majors such as housing management and public management. It can provide non-engineering students with necessary basic engineering theory， but there are also many contradictions that need to be resolved in experimental teaching. On the basis of defining the orientation and characteristics of the course， the necessity of carrying out virtual simulation experiment teaching is systematically analyzed. Based on the requirements of engineering management professional practice ability outline， the teaching objectives of virtual simulation experiment teaching are put forward. To achieve teaching objectives， a virtual simulation comprehensive practical teaching mode with three levels of content： subject general education， professional improvement， and innovative design is designed， and the process assessment of practical teaching is strengthened. The questionnaire survey and quantitative analysis are conducted to evaluate the implementation effect. The teaching mode of virtual simulation experiment well meets the requirements of the professional ability outline of engineering management， which can provide reference for the teaching of engineering characteristic guidance courses in relevant colleges and universities.

Key words： engineering characteristic courses; introduction to construction engineering; teaching mode; virtual simulation experiment; practice ability outline

（責(zé)任編輯? 代小進(jìn)）