基于建筑工程虛擬仿真實訓中心建設的技能人才培養研究

袁靜 唐輝 胡媛媛

摘 ? ?要：南充職業技術學院是四川省示范高職院校之一，土木與建筑工程系是學院重點建設系，現設有建筑工程技術、工程造價、建筑設計、建設工程管理等7個專業。其中建筑工程技術為教育部、財政部支持的“提升專業服務產業發展能力”項目重點專業;工程造價為省示范專業。建有材料、力學、地質、測量、制圖、構造、造價、施工組織等實驗實訓室20余個。建筑綜合實訓基地3000余㎡，可開展建筑材料、鋼筋、模板、腳手架、砌筑及抹灰等實訓項目。能滿足實驗實訓、職（執）業資格考試培訓、鑒定等的需要，學院自籌資金開展了建筑工程虛擬仿真實訓中心的建設。

關鍵詞：虛擬仿真、技能、人才培養

1 ?前言

互聯網+教育行動、虛擬現實技術等不斷促進教學模式、方法和手段改革，運用新的科學技術輔助教學已成為必然。建筑工程類專業涉及勘察、設計、施工、造價、檢測、竣工驗收等多個方面，全方位全過程實驗實訓具有投入成本高、周期長、安全風險高、難以實體呈現、操作不可及或不可逆的特點，學校很難創建全域真實環境來進行所有生產過程的實踐訓練;在頂崗實習過程中又受時間、資源、安全等因素制約，難以滿足技術技能型人才的培養要求。為此，充分運用現代信息技術最新成果，本著虛實結合、相互補充、能實不虛的原則，整合資源，構建虛擬仿真實訓中心，為建筑工程類高職學生提供可靠、安全、經濟的實驗實訓條件，既是技術技能人才培養和教育信息化的必然需求，也是南充實施“155發展戰略”、加快城鄉現代化基礎設施建設的迫切需求。

2 ?虛擬仿真實訓中心建設內容以及目標

2.1 ? 資源內容

①資源內容類型多樣化。虛擬仿真教學平臺的資源類型根據不同課程的具體需求，內置多類型的教學資源，資源形式包含：4D微課，3D互動，2D圖片，文本、音頻、視頻等多媒體資源。4D微課資源是合作企業特有的資源表達形式，其在常規3D動畫的知識表達基礎上，增加配套語音講解，并且輔助二維圖文對知識點進行細化詮釋，在資源知識點碎化的前提下，設置更加精細的選擇功能，4D微課可快進和后退，可重復觀看某個知識點，并且老師可對資源內容進行實時的畫筆涂鴉講解。增強虛擬仿真實訓教學與學生企業實習的互補性。②資源內容精致化。仿真中心系統中所有資源內容包括系統界面、場景設施、人物畫面，均由專業人員設計制作，符合建筑工程特點的前提下，做到畫面精致，統一和諧，運行流暢，并針對高校學生成人化的特點，適當輔以游戲化元素，增加趣味性。③資源內容最大仿真化。針對建筑工程的施工場景的專業化要求，在搭建的虛擬實訓場景時，做到細節把控和信息的最大化傳遞，讓學生全方位進行虛擬仿真實訓。

2.2 ?資源建設

在虛擬仿真教學中，根據當前我國教育教學改革和教育信息化發展的新形勢、新任務和新要求，為了合理開發、適當整合網絡仿真教學資源，充分發掘教師自身的課程資源價值，培養教師業務素質，參與虛擬資源建設全過程。提升現代仿真教育技術應用水平，提高仿真教學質量。

2.3 ?資源共享

強大的本地資源庫以及網絡資源庫為教師授課提供強有力的資源平臺，教師可以隨時隨地調取相關資源進行授課;軟件中獨特的資源互通功能，幫助教師只需在多學科軟件中對所教課程的科目以及課程等進行資源搜索、資源選擇便可獲取資源的應用。建設具有擴展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平臺，高效管理教學資源，實現校內外、本地區及更廣范圍內的教學資源共享。

教學資源共享的范圍：建筑工程虛擬仿真實訓中心面向學校多個專業開展虛擬仿真教學工作;中心的網絡教學資源在全校范圍內實現共享，教師和學生可以利用遍布全校的網絡利用這些資源進行學習和交流。

①實訓教學場地與設備的共享。實驗場地和儀器設備是開展實驗教學的物質基礎，是虛擬仿真中心資源中最直接最容易實現共享的資源，也是最早進行開放共享探索的資源。中心設備既有常規的儀器，也有高端的實訓設備，如造價員模擬考試系統等，并配有與實訓教學中各類綜合性、設計性、創新性實訓項目的要求相適應的實訓系統。②實訓教學師資的共享。中心針對實訓師資特別是有豐富工程經驗的教師實行有限度的師資流動 與共享。如聘請兼職教師、退休教師返聘、派出訪問學習以及通過企業兼職的形式豐富本中心的實訓師資，提升實訓教學水平。此外還通過短期交流聘請外校水平高、教學經驗豐富的教師主持實訓教學課程，利用一個教學周期的時間，帶動整個實訓教學團隊的提高。③實訓教學內容與方法的共享。中心借助虛擬實訓平臺將相關資源網絡化，包括實訓教學大綱、實訓教學案例、實訓操作錄像、教學課件和教師指導資料等。對合作共享的院校開放虛擬平臺的校外訪問權限，實現跨時間和空間限制的共享。擬對南充市多所職業高中、中職學校進行實踐教學資源共享，發揮輻射帶動作用，不斷拓展資源的共享范圍。

通過相互之間的交流，了解其他院校在虛擬仿真中心建設與管理各方面的思想理念、實施情況和實施效果，互相學習取長補短，共享成果。

3 ?教學應用

3.1 ?實踐教學

建設本虛擬仿真實訓中心，預期達到實踐教學明顯，建設應用率高，受益面廣，成果豐富，能促發學生興趣及自主學習能力為目標，為我院的實踐教學體系搭建重要的作用，提高創新創業能力，發揮良好的示范作用。通過虛擬仿真實訓系統手冊、實訓任務書、指導書、實訓報告、實訓考核等教學過程資料的編制，為師生搭建虛擬仿真互動平臺提升實踐教學效果。

3.2 ?社會服務

虛擬仿真實訓中心包含施工管理崗位演練系統和沉浸式5D安全體驗系統，均可面向施工企業，作為從業人員的上崗前的崗前培訓和安全教育培訓，積極最大化的發揮學院的虛擬仿真實訓中心的作用，為學院、老師、學生帶來信息化教學變革的同時，增加其社會價值，為建設行業的發展做出貢獻。

4 ? 預期效果

4.1 ?創新技術應用，實現體驗式教學

構建基于VR技術的虛擬仿真中心，運用虛擬現實技術，將沉浸性、交互性、逼真性和構想性融于教學，使學生通過在虛擬場景的身臨其境和自主控制的人機交互，由視覺、聽覺、觸覺全方位獲取外界的反應，實現體驗式教學;還可讓學生親自動手，設計新的場景和應用，激發學生的創造性，達到傳統教育方式難以企及的效果與體驗。

4.2 ?打破實訓困境，提高實踐教學質量

虛擬仿真實訓教學，通過沉浸互動的形式，實現身臨其境、情景互動、任務模擬、成果反饋等場景教學。打破傳統教學方法的瓶頸，高效解決傳統實驗實訓教學受資源、安全、技術等因素制約導致的復雜、抽象、高消耗、高危等現象困境，節約成本，提高學習效率。

4.3 ?創新資源共享模式，突破實訓時空

基于“智慧校園”信息化建設，借助于VR頭盔、沉浸設備、實訓電腦、筆記本、PAD、手機等多種形式的終端設備，充分利用掃描二維碼、語音體感識別、云平臺、app等先進的信息技術手段及共享型虛擬仿真信息化教學資源，創新資源共享模式，開展即時“教-學-練-考”應用，突破實訓時空困境，實現教學共享、泛在、移動、個性的要求。

4.4 ?教學做創合一，實現實踐反哺教學

深化產教融合，校企合作，依靠虛擬仿真實訓中心教學資源與師資團隊，開展行業企業人員崗位體驗、技術培訓等服務項目。在次過程中，校企深度融合，共同進行創新創造研究，形成 “實踐教學—社會服務—創造創新”的良性教學循環，實現實踐反哺教學。

5 ?結語

此外，我院還與多家公司建立了良好的合作關系，建立了校企合作的新機制，通過購買軟件和服務、參與企業項目開發、科研合作、參觀考察學習、整合資源等形式，將繼續推動虛擬仿真教學的應用與發展。

項目基金：

南充職業技術學院2019年科研課題，課題編號：ZRB1909。

作者簡介：

袁靜（1982—）女，講師，研究方向為城市規劃與設計。