虛擬仿真技術在高職建筑類實訓中的應用

盧家勝

摘 要：虛擬仿真實訓由于其可以模擬真實的實訓環境，能夠降低建筑類實訓的危險系數，降低實訓成本，提供相應的實訓環境，使實訓者提高實訓學習的興趣，近年來，在建筑類專業實訓中變得不可缺少。本文以三好實訓仿真平臺為例，介紹了虛擬仿真技術在建筑類專業學生實訓實習中的應用。

關鍵詞：實訓；虛擬仿真；建筑；三好

引言：

隨著現代信息技術的發展和國家對其大力要求，虛擬仿真實訓在職業教育領域得到大面積的推廣。虛擬仿真實訓具有多方面的優勢，他能解決實際實訓不能解決或者條件不允許解決的問題。在建筑領域，學生實際參加實訓具有危險系數高，費用高等問題，學生得不到演示和個性化輔導，而且建筑行業實訓內容多，周期長，系統銜接知識面廣。所以學生往往不能很好的全面掌握行業知識，就業后，實際工作會感到力不從心。

虛擬仿真技術是在仿真技術的基礎之上，利用計算機技術構建實際存在或者需要的場景，從而進行系列實驗的技術。計算機可以構建立體模型，相應的參數也可以根據實驗要求進行設置。學生可以通過視覺、觸覺、聽覺感受虛擬環境，使學生操作起來身臨其境，增加學習的興趣。

一、三好仿真實訓系統及建設理念

三好建筑工程仿真實訓平臺是結合當前最為流行的三維仿真技術，專門為開設有建筑類專業的中、高等院校而開發，以解決建筑類專業學生的實習實訓任務為目標而打造的一款綜合性系統軟件。整個軟件以當前施工現場流行的施工工藝和施工管理為主線，以真實的施工項目為背景而開發，人機交互加三維場景，將整個建筑工程搬進實訓室，使學生身臨其境，不出校門，即可完成實習、實訓任務。從而達到學校育人和企業用人的無縫對接。

西安三好軟件通過建筑工程仿真實訓平臺，將真實的項目施工現場搬進實訓室，學生直接參與現場施工工藝和管理流程，從而了解施工現場的安全風險評價、安全預案、施工方案等技術資料，以提高其在施工當中的安全意識。同時，在實訓平臺的仿真操作中，達到了理論結合實際的效果，更有力的幫助學生鞏固所學知識和技能，提升其應用和管理水平。

二、三好實訓仿真平臺包含的內容及功能

1、強大的素材資料庫

以真實項目為背景，包含有全部CAD圖紙、施工方案、安全技術交底、交接檢查記錄、檢驗批記錄、隱蔽工程檢查記錄單等。所在資料以國家規范標準為依據，同時結合地方規范和標準。從而使建筑類專業的學生實習、實訓無憂。豐富的視頻資料和動畫，為教師的教學提供了大量的素材，為教師的備課和教學工作提供了有力的幫助。

2、完備的項目施工流程

模塊的設置按照施工流程順序，從開工準備到竣工，引導學生全程學習、參與，并生成該相應的施工方案等資料；以實際工程為背景，三維場景還原施工現場，配套施工圖紙，使學生深臨其境、參與施工整個過程；配套實訓任務書，以任務書指導學生完成每次實訓，并生成實訓報告，提升學生的動手能力，掌握現行的規范和圖集。三好實訓仿真平臺包含六大模塊：測量放線工程、地基與基礎工程、主體結構工程、屋面工程、裝飾與裝修工程以及安全文明標化工地。。同時平臺又分為平面控制網測量、高程控制網測量、基礎施工測量、基礎結構施工測量、磚胎膜施工測量、主體結構施工測量、機械挖土、回填土、土釘墻支護、沉管擴夯灌注樁、磚胎膜施工、防水基層、高聚合物改性瀝青卷材防水層、地下防水細部構造、防水保護層、鋼筋加工、鋼筋滾扎直螺紋連接、鋼筋電渣壓力焊連接、鋼筋閃光對焊連接等，共計50個子任務，基本包含整個建筑流程的主要部分。

3、身臨其境的動態效果

三好仿真實訓平臺提供三維模型、仿游戲操作模式、工具箱、地圖等工具。三維模型：真實還原施工現場，將施工現場搬到實訓室。施工現場、施工工藝以及施工管理，以創魯班獎的標準來設計和開發。仿游戲的操作模式：充分激發學生的學習興趣。工具箱：實現項目施工過程當中用到的材料、設備和工具。讓學生切實熟悉施工當中所用到的器具，并掌握這些器具的用途和用法。地圖：在漫游的過程中，清楚自己在整個場地中的位置，并通過地圖中獨有的熱點，實現快速跳轉。

三、虛擬仿真軟件能所不能--虛擬實訓平臺的局限性與對策

通過建筑工程仿真實訓平臺，將真實的項目施工現場搬進實訓室，學生直接參與現場施工工藝和管理流程，從而了解施工現場的安全風險評價、安全預案、施工方案等技術資料，以提高其在施工當中的安全意識。同時，在實訓平臺的仿真操作中，達到了理論結合實際的效果，更有力的幫助學生鞏固所學知識和技能，提升其應用和管理水平。由于是虛擬仿真實訓，學生通過不斷的實驗來鞏固基礎知識，往往動手機會較少或者動手能力超差，對于建筑的一系列操作流程或者工藝流程，停留在基礎知識的掌握上。對于建筑類行業，我們更著重在實際的親身體驗，施工工藝細節的把握，實際技能的塑形，各種實際情況、緊急情況甚至是危險狀況的處理上。另外學生不可能一直生活在學校這個相對單一的社會環境下，他們要學會處理各種人際關系，掌握人與人之間的溝通技巧，提升自己的交際能力。而這些難以在實驗室的環境中得到提升。

1、學生現場感差

學生無法深刻領會真實的生產流程，因此無法建立實際工程和流程的感性認識。心理學研究表明，人們對知識的掌握，親生體驗可以達到80%。學生通過親身實訓，可以掌握實際的建筑技能，處理好各種人際關系，使自己成為一個因子嵌入到整個建筑流程中。

2、缺乏安全生產意識

實訓平臺是一種運行在計算機上的虛擬環境。由于游戲一樣的虛擬環境，同學會有一種身臨其境的感受。他們可以避免各種造作失誤，消除存在的各種安全隱患。恰恰如同游戲一般，失敗了可以充血重生，長此以往，對可能存在的安全事故存在僥幸心理，消減了同學的安全意識，不利于學員職業道德和職業素養的培養。

除此之外還存在著實訓平臺軟件與教材脫節和平臺考核機制不完善等問題。這些問題都需要我們花費大量的時間和精力去解決。

針對以上存在的問題，學校和教師經過長時間的摸索，提出了相應的解決方案。那就是：虛擬實訓和理論知識相結合；虛擬實訓和實際實訓相結合。通過虛擬實訓可以突破時間和空間的限制，通過實訓對整體建筑流程進行掌握，學生也可以掌握在相應的職能位置的職業技能。同時在實訓過程中發現問題或者存在疑惑，可以到工地進行驗證。這樣反復進行，從總體和細節上掌握各種技能，減少學生從業培訓時間，做到畢業就可就業。

結束語：

教育部要求“要充分利用現代信息技術，開發虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗。改革教學方法和手段，融‘教、學、做為一體，強化學生能力的培養。”高校人才培養方案的設計直接關系到大學畢業生的能力結構和就業能力。根據我校實際教學情況，基于項目管理思想和方法的人才培養模式，建立建筑工程仿真實訓中心，做到將學校教學和社會需求相結合，將學生的理論知識和技能學習同實踐相結合，將學生的專業技能與綜合素質相結合，將學生的就業能力和企業的用人要求相結合，形成了完整的、系統的人才培養體系，實現了學生、老師、學校、用人單位和社會等多方共贏。

參考文獻：

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[4]三好仿真軟件軟件實訓說明書