土建類(lèi)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源教學(xué)設(shè)計(jì)

劉杰等

摘 要：土建類(lèi)虛擬仿真資源的開(kāi)發(fā)目前在我國(guó)處于急速發(fā)展期，各類(lèi)土建類(lèi)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)軟件不斷涌現(xiàn)。本文從教學(xué)設(shè)計(jì)的角度重點(diǎn)闡述了土建類(lèi)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源應(yīng)解決的教學(xué)難題、達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)特色。

關(guān)鍵詞：土建；虛擬仿真；教學(xué)設(shè)計(jì)

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)多媒體仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，人們對(duì)在職業(yè)教育領(lǐng)域使用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。尤其是涉及到那些用語(yǔ)言難以表達(dá)，現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)隱蔽性強(qiáng)，危險(xiǎn)性大的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用信息化教學(xué)手段，創(chuàng)建一種三維仿真模擬教學(xué)環(huán)境，將教學(xué)過(guò)程直觀化、形象化，使教學(xué)效果獲得顯著提高。同時(shí)，近幾年來(lái)國(guó)家加大對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入，也為信息化教學(xué)的開(kāi)展和信息化教學(xué)資源的建設(shè)提供了必要的前提和基礎(chǔ)。

1 土建類(lèi)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源建設(shè)發(fā)展背景

2007年2月12日，遼寧省政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了省教育廳《關(guān)于推進(jìn)職業(yè)教育信息化建設(shè)的若干意見(jiàn)》。2007年4月23日，信息化工作開(kāi)始啟動(dòng)，我院向遼寧省教育廳正式遞交項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)，并獲得批準(zhǔn)，“建筑施工技術(shù)模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”項(xiàng)目成為全省22個(gè)信息化項(xiàng)目之一。2010年7月10日，遼寧省教育廳對(duì)“建筑施工技術(shù)模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收專(zhuān)家對(duì)項(xiàng)目取得的成果給予高度評(píng)價(jià)。2011年起，國(guó)內(nèi)各省市紛紛加大對(duì)土建類(lèi)虛擬仿真資源建設(shè)的投入，市場(chǎng)也陸續(xù)出現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品，土建類(lèi)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源的建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展階段。

2 目前土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目教學(xué)存在的主要問(wèn)題

為強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐技能，目前各土建類(lèi)院校廣泛采用項(xiàng)目教學(xué)模式，但建筑施工具有一定的特殊性，這些特殊性導(dǎo)致了項(xiàng)目教學(xué)的目標(biāo)難以完全實(shí)現(xiàn)：

首先，建筑施工周期較長(zhǎng)，學(xué)生在施工現(xiàn)場(chǎng)只能看到建筑施工中的局部環(huán)節(jié)，所以項(xiàng)目教學(xué)難以解決學(xué)生缺乏對(duì)建筑施工整體流程認(rèn)識(shí)的難題。

其次，施工現(xiàn)場(chǎng)安全系數(shù)低，項(xiàng)目教學(xué)存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

第三，建筑施工具有隱蔽性和不可逆性，不利于學(xué)生的反復(fù)學(xué)習(xí)。

第四，建筑施工受季節(jié)限制，難以保證項(xiàng)目教學(xué)的連續(xù)性。

第五，項(xiàng)目教學(xué)大多采用學(xué)生看老師講的教學(xué)方法，學(xué)生在施工現(xiàn)場(chǎng)只看不做，缺乏對(duì)學(xué)生職業(yè)能力與職業(yè)意識(shí)的培養(yǎng)。

3 運(yùn)用信息技術(shù)解決教學(xué)問(wèn)題的方法

建筑施工技術(shù)模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)以真實(shí)存在的建筑物為實(shí)訓(xùn)載體，運(yùn)用信息技術(shù)全過(guò)程高仿真模擬建筑施工過(guò)程，并創(chuàng)設(shè)虛擬情景、虛擬場(chǎng)景、虛擬人物、虛擬任務(wù)，有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的教學(xué)難題。

（一）運(yùn)用信息化技術(shù)開(kāi)展的建筑施工模擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)可在短時(shí)間內(nèi)完成實(shí)訓(xùn)，有效提高了學(xué)習(xí)效率。

（二）運(yùn)用信息化技術(shù)可將實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)由工地搬到機(jī)房，大大降低了教學(xué)安全風(fēng)險(xiǎn)。

（三）運(yùn)用信息技術(shù)可實(shí)現(xiàn)反復(fù)學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)，教學(xué)內(nèi)容不再受建筑施工隱蔽性和不可逆性的限制。

（四）運(yùn)用信息技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，教學(xué)時(shí)間不再受天氣、季節(jié)限制。

（五）運(yùn)用信息技術(shù)虛擬工作情景，可達(dá)到既看又做的效果，有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式學(xué)生在施工現(xiàn)場(chǎng)難以參與的教學(xué)困難。

4 土建類(lèi)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源建設(shè)目標(biāo)

（一）推動(dòng)教學(xué)改革目標(biāo)。通過(guò)項(xiàng)目的建設(shè)與應(yīng)用，創(chuàng)建創(chuàng)新型實(shí)訓(xùn)基地，改變傳統(tǒng)實(shí)操型實(shí)訓(xùn)模式，推動(dòng)土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)職業(yè)教育教學(xué)改革，建設(shè)“虛、實(shí)”結(jié)合、虛擬仿真與實(shí)際操作有效融合的實(shí)訓(xùn)基地；彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)訓(xùn)模式中存在的工程隱蔽部位可視性差、學(xué)生缺乏職業(yè)參與、實(shí)訓(xùn)安全隱患多、實(shí)訓(xùn)成本高、實(shí)訓(xùn)受季節(jié)限制等教學(xué)難題；提升專(zhuān)業(yè)教師信息化資源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用水平，為職業(yè)教育信息化實(shí)現(xiàn)建設(shè)常態(tài)化和可持續(xù)發(fā)展奠定人才基礎(chǔ)。

（二）提升教學(xué)質(zhì)量目標(biāo)。建設(shè)完成以虛擬工地為主體、以虛擬工程項(xiàng)目為載體，以虛擬任務(wù)為引領(lǐng)、以虛擬操作為核心的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源，突出專(zhuān)業(yè)崗位群特點(diǎn)，將項(xiàng)目教學(xué)法與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合，優(yōu)化、整合現(xiàn)有資源，創(chuàng)設(shè)理實(shí)一體的虛擬工作情境，彌補(bǔ)實(shí)操實(shí)訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的局限，形成科學(xué)、合理、完善的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。

（三）破解教學(xué)難題目標(biāo)。通過(guò)資源應(yīng)用達(dá)到縮短實(shí)操實(shí)訓(xùn)時(shí)間、降低實(shí)訓(xùn)成本（經(jīng)濟(jì)成本和教師成本）、降低實(shí)訓(xùn)安全風(fēng)險(xiǎn)、提高實(shí)訓(xùn)效率及實(shí)訓(xùn)內(nèi)容靈活性、實(shí)現(xiàn)安全質(zhì)量事故再現(xiàn)（小概率事件再現(xiàn)）、精準(zhǔn)展示標(biāo)準(zhǔn)工藝（標(biāo)準(zhǔn)性）、支撐基于工作過(guò)程教學(xué)理念、培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)意識(shí)與職業(yè)能力（參與性）、實(shí)現(xiàn)多角度可視化的授課手段、提升學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、實(shí)現(xiàn)智能化和階段性考試考核等目的。

5 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源教學(xué)特色

（一）職業(yè)性與服務(wù)性。土建類(lèi)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源應(yīng)根據(jù)建筑施工各工種的具體要求，通過(guò)對(duì)職業(yè)活動(dòng)特征的分析，以信息技術(shù)模擬施工現(xiàn)場(chǎng)和施工過(guò)程，整體提升建筑施工技術(shù)教學(xué)的信息化水平，為培養(yǎng)建筑類(lèi)技能型人才服務(wù)，為建筑行業(yè)從業(yè)人員素質(zhì)提高服務(wù)。

（二）情境性與仿真性。利用現(xiàn)代化教學(xué)手段、教學(xué)工具，在工作任務(wù)的引領(lǐng)下，創(chuàng)設(shè)仿真的教學(xué)情境，將抽象的概念、原理以及平常不容易見(jiàn)到的施工問(wèn)題、事故等以形象、直觀的方式展示在教學(xué)過(guò)程之中，將復(fù)雜的知識(shí)簡(jiǎn)單化，隱蔽工程形象化，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的單邊教學(xué)向新型的多邊互動(dòng)的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。

（三）實(shí)踐性與過(guò)程性。遵循以能力為本位、以技能為核心的職業(yè)教育理念，嚴(yán)格按照施工順序，將建筑施工過(guò)程細(xì)化分解，以信息化教學(xué)資源的形式進(jìn)行直觀表述，引導(dǎo)并啟發(fā)學(xué)生系統(tǒng)了解施工特點(diǎn)和施工過(guò)程，掌握施工工藝，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。

（四）安全性與環(huán)保性。以仿真技術(shù)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工，以計(jì)算機(jī)操作代替學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)操作，避免了因施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)性產(chǎn)生的安全隱患，同時(shí)，最大程度降低了學(xué)生實(shí)訓(xùn)過(guò)程中對(duì)鋼材、水泥等原材料的浪費(fèi)，降低了教學(xué)成本，并將節(jié)約、環(huán)保的理念滲透于教學(xué)之中。

（五）社會(huì)性與開(kāi)放性。資源開(kāi)發(fā)在技術(shù)上應(yīng)具有開(kāi)放性，可利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，與同類(lèi)學(xué)校、同類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)現(xiàn)資源共享，以節(jié)約教學(xué)資源，降低教學(xué)成本；可根據(jù)行業(yè)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步及學(xué)生特點(diǎn)進(jìn)行拓展和完善，滿(mǎn)足多層次、多樣化、不同地區(qū)、不同時(shí)期中等職業(yè)教育的需求。

6 保障資源開(kāi)發(fā)質(zhì)量措施

（一）成立項(xiàng)目研制核心組，負(fù)責(zé)項(xiàng)目總體思路策劃、教學(xué)設(shè)計(jì)。克服學(xué)校工作忙的困難，抽調(diào)專(zhuān)職人員從事信息化資源建設(shè)工作。

（二）建立研討制度，定期舉行研制人員匯報(bào)會(huì)。聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)專(zhuān)家做技術(shù)顧問(wèn)，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行研討并提出改進(jìn)和完善措施。

（三）學(xué)校提供財(cái)力、物力支持，為研制工作創(chuàng)造條件。

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

（五）與施工企業(yè)密切合作。專(zhuān)業(yè)教師按自己的項(xiàng)目模塊內(nèi)容在確定腳本時(shí)到建筑工地進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)，吸取現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的意見(jiàn)。從大量的建筑工地中精心選擇施工項(xiàng)目符合研制大綱要求的工地作為素材提供基地。

（六）實(shí)行腳本創(chuàng)作和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際任務(wù)施工比對(duì)制度。主創(chuàng)教師帶著創(chuàng)作腳本到施工現(xiàn)場(chǎng)和技術(shù)人員一起進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬比對(duì)，檢驗(yàn)?zāi)_本創(chuàng)作的準(zhǔn)確性，確保項(xiàng)目的實(shí)踐性和可行性。

（七）定期舉行各分項(xiàng)任務(wù)的思路匯報(bào)會(huì)，吸取其他人員的審核和建議。將完善后的創(chuàng)作思路報(bào)送施工企業(yè)技術(shù)專(zhuān)家進(jìn)行審核完善。腳本隨寫(xiě)隨審，確保知識(shí)的準(zhǔn)確性。

（八）項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，專(zhuān)業(yè)教師與軟件制作人員應(yīng)加強(qiáng)溝通，從而保證制作人員能按腳本意圖進(jìn)行制作。

（九）邀請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)院校共同研討創(chuàng)作思路、挖掘創(chuàng)作素材，互通有無(wú)，保證資源建設(shè)成果適用的覆蓋面。

參考文獻(xiàn)

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