土建類虛擬仿真實訓資源教學設計

劉杰等

摘 要：土建類虛擬仿真資源的開發目前在我國處于急速發展期，各類土建類虛擬仿真實訓軟件不斷涌現。本文從教學設計的角度重點闡述了土建類虛擬仿真實訓資源應解決的教學難題、達到的教學目標和教學特色。

關鍵詞：土建；虛擬仿真；教學設計

隨著現代教育技術，特別是計算機多媒體仿真技術、虛擬現實技術的應用，人們對在職業教育領域使用計算機虛擬仿真技術有了更進一步的認識。尤其是涉及到那些用語言難以表達，現場教學隱蔽性強，危險性大的教學內容，運用信息化教學手段，創建一種三維仿真模擬教學環境，將教學過程直觀化、形象化，使教學效果獲得顯著提高。同時，近幾年來國家加大對網絡基礎設施建設投入，也為信息化教學的開展和信息化教學資源的建設提供了必要的前提和基礎。

1 土建類虛擬仿真實訓資源建設發展背景

2007年2月12日，遼寧省政府辦公廳轉發了省教育廳《關于推進職業教育信息化建設的若干意見》。2007年4月23日，信息化工作開始啟動，我院向遼寧省教育廳正式遞交項目申請書，并獲得批準，“建筑施工技術模擬實訓系統”項目成為全省22個信息化項目之一。2010年7月10日，遼寧省教育廳對“建筑施工技術模擬實訓系統”進行驗收，驗收專家對項目取得的成果給予高度評價。2011年起，國內各省市紛紛加大對土建類虛擬仿真資源建設的投入，市場也陸續出現相關產品，土建類虛擬仿真實訓資源的建設進入了高速發展階段。

2 目前土建類專業項目教學存在的主要問題

為強化學生的實踐技能，目前各土建類院校廣泛采用項目教學模式，但建筑施工具有一定的特殊性，這些特殊性導致了項目教學的目標難以完全實現：

首先，建筑施工周期較長，學生在施工現場只能看到建筑施工中的局部環節，所以項目教學難以解決學生缺乏對建筑施工整體流程認識的難題。

其次，施工現場安全系數低，項目教學存在很大的安全風險。

第三，建筑施工具有隱蔽性和不可逆性，不利于學生的反復學習。

第四，建筑施工受季節限制，難以保證項目教學的連續性。

第五，項目教學大多采用學生看老師講的教學方法，學生在施工現場只看不做，缺乏對學生職業能力與職業意識的培養。

3 運用信息技術解決教學問題的方法

建筑施工技術模擬實訓系統以真實存在的建筑物為實訓載體，運用信息技術全過程高仿真模擬建筑施工過程，并創設虛擬情景、虛擬場景、虛擬人物、虛擬任務，有效解決了傳統教學模式存在的教學難題。

（一）運用信息化技術開展的建筑施工模擬實訓教學可在短時間內完成實訓，有效提高了學習效率。

（二）運用信息化技術可將實訓地點由工地搬到機房，大大降低了教學安全風險。

（三）運用信息技術可實現反復學習與實訓，教學內容不再受建筑施工隱蔽性和不可逆性的限制。

（四）運用信息技術可實現在任何時間進行實訓，教學時間不再受天氣、季節限制。

（五）運用信息技術虛擬工作情景，可達到既看又做的效果，有效解決了傳統教學模式學生在施工現場難以參與的教學困難。

4 土建類虛擬仿真實訓資源建設目標

（一）推動教學改革目標。通過項目的建設與應用，創建創新型實訓基地，改變傳統實操型實訓模式，推動土建類專業職業教育教學改革，建設“虛、實”結合、虛擬仿真與實際操作有效融合的實訓基地；彌補傳統實操實訓模式中存在的工程隱蔽部位可視性差、學生缺乏職業參與、實訓安全隱患多、實訓成本高、實訓受季節限制等教學難題；提升專業教師信息化資源開發與應用水平，為職業教育信息化實現建設常態化和可持續發展奠定人才基礎。

（二）提升教學質量目標。建設完成以虛擬工地為主體、以虛擬工程項目為載體，以虛擬任務為引領、以虛擬操作為核心的虛擬仿真實訓資源，突出專業崗位群特點，將項目教學法與現代信息技術結合，優化、整合現有資源，創設理實一體的虛擬工作情境，彌補實操實訓和現場教學的局限，形成科學、合理、完善的專業實踐教學體系。

（三）破解教學難題目標。通過資源應用達到縮短實操實訓時間、降低實訓成本（經濟成本和教師成本）、降低實訓安全風險、提高實訓效率及實訓內容靈活性、實現安全質量事故再現（小概率事件再現）、精準展示標準工藝（標準性）、支撐基于工作過程教學理念、培養學生職業意識與職業能力（參與性）、實現多角度可視化的授課手段、提升學生學習熱情、實現智能化和階段性考試考核等目的。

5 虛擬仿真實訓資源教學特色

（一）職業性與服務性。土建類虛擬仿真實訓資源應根據建筑施工各工種的具體要求，通過對職業活動特征的分析，以信息技術模擬施工現場和施工過程，整體提升建筑施工技術教學的信息化水平，為培養建筑類技能型人才服務，為建筑行業從業人員素質提高服務。

（二）情境性與仿真性。利用現代化教學手段、教學工具，在工作任務的引領下，創設仿真的教學情境，將抽象的概念、原理以及平常不容易見到的施工問題、事故等以形象、直觀的方式展示在教學過程之中，將復雜的知識簡單化，隱蔽工程形象化，實現傳統的單邊教學向新型的多邊互動的教學模式的轉變。

（三）實踐性與過程性。遵循以能力為本位、以技能為核心的職業教育理念，嚴格按照施工順序，將建筑施工過程細化分解，以信息化教學資源的形式進行直觀表述，引導并啟發學生系統了解施工特點和施工過程，掌握施工工藝，提高學生對所學知識的綜合運用能力。

（四）安全性與環保性。以仿真技術模擬現場施工，以計算機操作代替學生現場操作，避免了因施工現場的危險性產生的安全隱患，同時，最大程度降低了學生實訓過程中對鋼材、水泥等原材料的浪費，降低了教學成本，并將節約、環保的理念滲透于教學之中。

（五）社會性與開放性。資源開發在技術上應具有開放性，可利用互聯網平臺，與同類學校、同類專業實現資源共享，以節約教學資源，降低教學成本；可根據行業發展、技術進步及學生特點進行拓展和完善，滿足多層次、多樣化、不同地區、不同時期中等職業教育的需求。

6 保障資源開發質量措施

（一）成立項目研制核心組，負責項目總體思路策劃、教學設計。克服學校工作忙的困難，抽調專職人員從事信息化資源建設工作。

（二）建立研討制度，定期舉行研制人員匯報會。聘請企業技術專家做技術顧問，針對出現的問題進行研討并提出改進和完善措施。

（三）學校提供財力、物力支持，為研制工作創造條件。

（四）減少主創人員工作量，集中精力搞研制。嚴格限制參與基地建設教師的校內工作量，保證主創人員集中精力挖掘思路和素材。

（五）與施工企業密切合作。專業教師按自己的項目模塊內容在確定腳本時到建筑工地進行對比檢驗，吸取現場技術人員的意見。從大量的建筑工地中精心選擇施工項目符合研制大綱要求的工地作為素材提供基地。

（六）實行腳本創作和現場實際任務施工比對制度。主創教師帶著創作腳本到施工現場和技術人員一起進行現場模擬比對，檢驗腳本創作的準確性，確保項目的實踐性和可行性。

（七）定期舉行各分項任務的思路匯報會，吸取其他人員的審核和建議。將完善后的創作思路報送施工企業技術專家進行審核完善。腳本隨寫隨審，確保知識的準確性。

（八）項目在開發過程中，專業教師與軟件制作人員應加強溝通，從而保證制作人員能按腳本意圖進行制作。

（九）邀請相關專業院校共同研討創作思路、挖掘創作素材，互通有無，保證資源建設成果適用的覆蓋面。

參考文獻

[1] 教育部關于加快推進職業教育信息化發展的意見. 教職成[2012]5號.

[2]遼寧省教育廳組編.遼寧省職業教育教學資源信息化建設技術規范[M].沈陽：遼寧大學出版社，2007.05.

[3]遼寧省教育廳組編.遼寧省職業教育數字化資源建設指南[M]. 2013.10.