虛擬仿真技術在建筑工程測量教學中的應用

初云燕

摘 要： 虛擬仿真技術近年來也逐漸被應用于建筑類實驗教學中。建筑工程測量作為建筑類專業基礎課，對實踐操作能力要求比較高，因此，在建筑工程測量教學中應用虛擬仿真技術已成為一種發展趨勢，這種教學方式的改變將極大提高學生學習興趣與效率。

關鍵詞： 虛擬仿真技術 建筑工程測量 教學應用

1.虛擬仿真技術

虛擬仿真技術又稱虛擬現實技術或模擬技術，是在多媒體技術、虛擬現實技術與網絡通信技術等信息科技迅猛發展的基礎上，將仿真技術與虛擬現實技術相結合的產物，是一種更高級的仿真技術。其具有四個基本特性：沉浸性，使用者可獲得多種感知，從而獲得身臨其境的感受；交互性，不僅環境能夠作用于人，人也可以對環境進行控制；虛幻性，系統中的環境是由人利用計算機等工具模擬出來的，既可以模擬客觀世界中存在過的或是現在真實存在的環境，又可模擬出客觀世界中當前并不存在的但將來可能出現的環境，更可模擬客觀世界中并不存在的而僅僅屬于人們幻想的環境；逼真性，虛擬環境給人的各種感覺如同在真實世界一樣。

虛擬仿真技術的應用目前已經比較廣泛了，主要應用有數字城市、地產漫游、室內設計、地質災害、應急預案等，這些應用都借助數字化的虛擬大大提高了工作質量與效率。在教學改革領域，利用虛擬仿真技術進行實驗教學也已成為一種必然趨勢，比如旅游管理、醫學解剖等，建筑工程測量由于其特殊性，在教學手段上非常適合采用虛擬仿真技術。

2.建筑工程測量課程教學現狀

建筑工程測量實驗課程目前采用教師講解演示+學生操作+視頻播放的模式，具體進行過程如下：首先是教師講解演示，教師根據知識的結構及自身的經驗對建筑施工過程中的測量工作進行講解與儀器操作的演示；其次是學生操作，學生在聽過理論講解與觀摩了教師的操作演示之后，以小組形式，在學校已有的實訓場地進行練習；視頻播放目前一般應用在建筑施工測量章節的講授，這部分內容講解起來不生動，對已經見過這種工作但是沒有實際操作的人員來說理解起來還可以，但是對學生來說，大多數時候沒有辦法想象出工作到底是如何進行的，這就需要進行視頻演示。

這種模式主要的缺陷在于對于很多測量工作，學生只是學習了如何去做，但是不知道如何去做，造成這種現象的原因主要有以下幾點。

（1）教師素質參差不齊

很多教師的從業過程直接是“學生”——“老師”模式，從學校畢業直接進入學校從教，即使在學校里做了相關實習，對建筑工地真正的生產模式和作業方法仍然是不甚了解；還有一部分教師在建筑工地工作了幾年，由于各種原因進入學校教學，這種本來是學校追求的人才，但實際情況是這些人才質量也是良莠不齊。

（2）學校所提供的的實訓場所條件有限

現在的大學基本都是綜合性大學，學院很多，專業很多，綜合實訓中心也很多，但是涉及具體某個專業、某門課程能利用的儀器設備能有多少？更何況是工程測量這種需要大而特殊實訓場地的課程。所以大多數學校的實訓場所只能滿足一部分實訓要求的條件，對于建筑工程測量，一般只能提供一些基礎實驗場地，對建筑工程施工的許多測量工作都無法提供實訓條件。

（3）施工現場參觀實習不可實現

對建筑類的學生來說，獲得實訓體驗的方式其中一項很重要的就是工地參觀學習，這種學習方式可以獲得課堂上無法獲得的許多知識，很受學生歡迎。但是這種參觀實習的學習方式只適合學期初或學期末進行，時間比較短，施工現場進度到哪里就學習什么，且只能學習一段，無法實現連續學習，也基本不能實現想學什么就看什么的要求。除此以外，施工現場對學生的安全如何保證也是一個問題。

3.虛擬仿真技術應用在建筑工程測量教學中的優勢

（1）使學生享受學習公平性

虛擬仿真技術的應用與傳統授課內容二維圖片的播放相比，在形式上更加立體。與傳統教師操作演示相比，每個學生都能感覺站在老師面前，不會出現人多看不見、聽不清的情況，可以保證每個學生學習的公平性。

（2）不受時間和空間限制

虛擬仿真技術應用在建筑工程測量授課中，可以解決學生想學習卻不能親自去施工現場的問題。結合網絡技術就可以讓每個學生只要想學習，就可以根據自己的情況在任何時間、任何地點隨時點擊進行實驗，而不僅僅限于固定的教室、固定的上課時間。

（3）不受天氣影響

施工進度與天氣的關系非常密切，建筑工程測量的實驗實習也必須在室外進行，需要適合的天氣條件。虛擬仿真技術的實現可以非常完美地解決這個問題，學生只要在室內就可以“參與”到施工過程中的測量工作中，還可以有一定的互動，完成相應的測量操作，真正做到“會做”。

（4）不受施工進度影響

學生的學習過程是循序漸進的，尤其是建筑測量這種實踐要求比較高的課程，都是學習一部分理論，就要安排相關實習跟進練習。這種學習的過程和施工現場的施工順序不一定是一樣的，即使順序一樣，學習的進度和施工的進度也不會保持一致，不可能把工程停下來或者加快進度配合理論學習進度。虛擬仿真技術可以實現二者進程保持一致的愿望，使施工進度隨著學生的學習進行，也可以調整順序對某一部分單獨進行重點學習。

總之，虛擬仿真技術由于其自身的特點，在實踐教學中必將得到越來越廣泛的應用，因為它架構著理論與實踐的橋梁，對學生學習興趣和學習效率的提高有很大推動作用。但是，虛擬仿真技術在建筑工程測量教學中的應用并不能取代教師的作用，更不能取代學生自己的動手操作練習，那樣只會讓學生“紙上談兵”。因此，虛擬仿真技術只適合在目前的教學模式的基礎上，對教學方法和教學方式做一定補充和改革，切不可矯枉過正。相信隨著時代的進步、科技的發展，虛擬仿真技術在教學中的應用會越來越深廣，我們的教學效果會越來越好。

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