基于虛擬仿真的園林工程施工組織設計課程改革與實踐

王婉 滕佳穎

摘 要：通過虛擬仿真的交互式信息化教學手段，從網絡教學資源整合、強化實踐教學環節、搭建移動交互式虛擬仿真課堂等3種方式完成施工組織設計課程的全流程搭建，充分實現了面向園林工程的施工組織設計課程中的理論知識與實踐相關技術要務的聯結，將實踐操作作為理論知識的深化與延伸，進一步完善專業實踐課程體系建設。

關鍵詞：虛擬仿真;園林工程;施工組織設計;課程改革

中圖分類號：S-1

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200915063

收稿日期：2020-08-05

基金項目：吉林省教育科學“十三五”規劃課題研究成果之一“移動交互信息技術教育創新行為誘導機制研究”（項目編號：GH180414）

作者簡介：王婉（1983-），女，講師。研究方向：建筑信息化;滕佳穎（1987-），女，副教授。研究方向：綠色建筑。

引言

園林工程在現代城鎮建設與發展中占據重要地位，能夠有效促進城市建設活動的順利開展，美化城市環境，并體現現代城市的整體風貌[1]。教育部“新工科”面向工程類人才培養新模式的提出恰好對園林工程科技創新與產業轉型升級發揮了關鍵的支撐作用。同樣，新工科人才培養的定位也需要依靠課程內容的與時俱進和教學模式的研究與創新實踐進一步加強與拓展。虛擬仿真技術以創新性的信息化技術助推工程管理專業面向園林項目的課程改革與實踐，使學生在虛擬仿真場景中聯結理論認知，強化實操環節，從而完成理論知識向實踐檢驗的知識流轉與內化。

為使“卓越工程師”等新工科人才培養理念落地，工程管理專業面向園林工程方向同樣進行了大量實踐與探索。顧范琴[2]研究通過借助BIM技術進行項目植物庫建立、碰撞檢查、BIM施工管理、項目驗收、工程核算與成本控制等多個應用點，以完善景觀BIM模型應用，減少施工問題及簽證，實現遠程驗收及成本控制;汪源[3]設計了基于工作過程導向的課程模式，設計情境化、任務化的學習情境，學生通過對學習情境的學習，不僅能掌握相應的技術，而且能運用技術于實踐任務或設計實踐方案，并在運用技術進行任務的操作或完成方案的設計中解決所遇到的問題;陳少鵬[4]等探討了基于施工標準和案例分析為主導的課程改革，以期通過在課堂和考試中增加實踐內容，提高教學質量;郭月榮提出了推廣節能技術，發揮技術優勢，提高能源和資源的利用率，能夠提高園林的施工建造水平，從而獲得更加明顯的效益。從上述文獻梳理發現，專家及學者都力圖以綠色環?；蛐畔⒓夹g作為現代面向園林工程的施工組織設計為切入點，重新審視創新性的信息技術為施工組織設計帶來的新的活力，從產業發展、行業需求的根本來考慮未來面向園林工程的施工組織設計所需要的人才目標，并深入思考如何能夠借助虛擬仿真技術改革現有的教學模式。

施工組織設計作為工程管理專業面向園林工程的最后實踐環節，需要學生在具備扎實的理論知識前提下實際操作施工組織與技術的相關要務，針對前期的建筑識圖在虛擬仿真的環境下完成施工組織與設計的相關布置，將實踐操作作為理論知識的進一步延伸，形成學生對整體知識體系的架構，加深對知識元的認知與理解，從實踐環節完善專業的課程體系建設。

1?面向園林工程施工組織設計課程的內容

面向園林工程施工組織設計課程內容主要包括招投標文件的編制、合同的簽訂和管理、工期規劃和控制、施工組織設計、施工進度控制、質量控制、成本管理、安全管理8個教學模塊[5]。

在招投標文件編制教學模塊，需要學生掌握園林工程承包的內容和方式、工程承包商應具備的基本條件、工程招投標的含義、原則、條件以及招投標程序、投標標書的編制和投標技巧;在合同的簽訂和管理教學模塊，要求學生了解合同簽訂的程序，知曉完整的施工合同內容，并對工程價款爭議有良好的解決能力;在工期規劃和控制教學模塊，要求學生學會繪制施工橫道圖和網絡計劃圖，并能科學地計算網絡計劃圖的時間參數;在施工組織設計教學模塊，要求學生明確施工組織設計的目標、內容和分類，根據施工現場平面圖繪制原則繪制施工平面圖和施工方案，并對所需資源量進行計劃編制;在施工進度控制教學模塊，要求學生能夠分析影響園林工程施工進度的因素，并能選擇園林工程施工進度的控制措施方法及手段，當計劃進度和實際進度出現出入的時候，能夠科學地安排實際進度計劃以保證工期的順利執行;在質量控制教學模塊，要求學生會分析園林工程質量成因及誘導因素，學會利用施工各階段質量控制的策略與方法，并能夠科學地處理園林工程質量問題及質量事故;在成本管理教學模塊，需要學生了解園林工程施工成本構成，理解園林工程施工成本控制運行方式，掌握園林工程施工項目成本核算方法;在安全管理教學模塊，要求學生會分析園林施工安全管理的內容，并且學會制訂和執行園林施工安全相關管理制度。

從上述內容的梳理可以看出，面向園林工程的施工組織設計課程知識點繁多，且部分概念實體和專業術語較為抽象，剝離了現實實體又很難直觀地理解和掌握。目前虛擬仿真技術相對成熟，因此可以借助虛擬仿真技術形式將其具象，并直觀地體現園林工程項目施工的參與主體、進度、質量以及成本控制等，使學生在學習過程中可以準確理解難懂的專業術語，還可以通過BIM5D的形式將面向園林工程的項目管理所有資源按照項目進度中的時間節點合理科學地分配到工期中，從而很直觀地看出項目規劃得是否科學合理，這種借助虛擬仿真技術面向園林施工組織設計課堂將會事半功倍地提升教學效果。

2?面向園林工程施工組織設計課程的特征

面向園林工程施工組織設計課程涉及知識面廣，需要綜合運用建筑學、結構力學、材料學、數學、管理學等多門學科知識跨學科解決實際問題[6]，而且在教授過程中需要結合大量相關案例和專業知識作為支撐，抽象語言描述的實體構件及技術術語要求學生具備較強的空間想象力。

為確保工程施工總工期和各階段工期目標的實現，面向園林工程的施工組織設計課程目標要求學生掌握編制一系列行之有效、切實可行的進度、質量與成本控制計劃[7]。甲乙雙方的配合、外部環境關系的協調，環境、安裝、綠化的緊密配合，是工期保證的前提;有效地組織管理、工序控制、工藝流程安排，先進工藝技術的應用，工期計劃控制的目標管理是工期保證的關鍵;資金保證、機械設備有效配備，材料、工程施工人員的及時組織進場，勞動力的統籌安排是工期保證的基本條件;嚴格的現場管理制度，是最終實現工期目標的重要手段。從課程內容來看，面向園林工程的施工組織設計是具有很強實踐性的課程，需要學生對整體管理流程有一定理解才能科學合理地安排與制定。

面向園林工程的施工組織設計課程要與國家相關規范、行業規范及技術標準緊密結合。嚴格依照國家建設工程和園林建設工程質量檢驗評定標準、業主的招標文件和圖紙，以及國家、地方對面向園林工程的施工現場管理的有關規定編制施工組織設計作為貫徹、指導施工管理全過程，從而保證所編制的施工組織計劃科學、有效、可執行。

3?傳統教學形式存在的問題

3.1?以教師為主，學生為輔的教學模式

面向園林工程施工組織設計課程的傳統教學模式為以教師為主，學生為輔的教學模式。課堂上，由教師系統地講解理論知識和關鍵知識要點，同時配合項目式案例教學、習題鞏固等課上教學方式鞏固理論知識。教師授課內容充實但學生吸收效果一般，導致學生對知識理解不佳，由于缺乏實踐環境從而導致實踐操作能力較弱。

3.2?資源實體不能直觀準確地體現屬性價值

園林工程施工組織的資源是基于客觀存在的建筑實體而存在的，所有資源實體的屬性單純地通過文字描述不能直觀準確地體現屬性價值。因此，在客觀實體表征上需要考慮依托虛擬仿真技術將其資源實體具象，然后標注其屬性，這樣無論資源實體在物理空間的何處，都可以追溯其價值所在。

3.3?部分技術工藝過程單純用語言表達難以讓學生理解

城鎮化進程的加速促使人們對城市環境的要求越來越高，園林工程的技術及相關工藝也相應提升。園林工程在施工過程中，可以通過選擇新的工藝技術提升園林的整體效果及綠色環保指標。園林工程施工過程中最常用的防滲技術就是其一，其主要形式包括灌漿和防滲墻2種技術形式[8]。灌漿這個動作用語言單純表述學生難以理解，如果用3D的形式將其制作成動畫，就可以很好地幫助學生理解這個過程。

4?面向園林工程施工組織設計課程的改革措施

4.1?整合網絡化教學資源

通過虛擬仿真平臺對面向園林工程施工組織設計課程資源進行整合，依托國家一流課程及校、省級優質課程建設項目共同建設，結合近幾年園林工程實際案例進行講授。此外，由于工程類理論課程都緊密聯系實際項目，虛擬仿真教學平臺可以為學生構造虛擬場景，讓學生通過仿真構件進一步明確實體尺寸、材質與功能的認知以及各構件之間的物理空間關系[5]，并通過仿真實操引發學生對理論學習的興趣，加深理解并體會施工組織設計的核心要義所在。針對每個施工組織設計環節都能關聯同類施工案例視頻。如，如何進行有效的進度及成本控制、質量管理以及安全生產教育視頻等，從而輔助學生更好地理解理論知識元的交互關系。

4.2?強化實踐教學環節

面向園林工程施工組織設計為理論和實踐相結合的課程，在理論內容之后設置運用面向園林工程的建筑施工預制加工和施工安裝虛擬仿真實驗形式的課程實踐環節[9]。本實驗以面向實際園林工程的鋼構件預制加工為真實案例構建虛擬體，分為實腹式鋼柱、梁柱、鋼結構樓層板（波形鋼板）施工、上下弦橫向水平支撐和檁條與上下弦連接5個實驗，旨在讓學生學習面向園林工程的鋼結構的預制加工與生產，學生在3D虛擬施工場景中采用人機交互的模式，完成面向園林工程的鋼結構項目的預制和加工，并對安裝過程技術知識點掌握程度進行測試，讓學生可以學習面向園林工程的鋼結構構造知識、施工流程及施工規范。通過強化實踐教學環節，提高學生的動手能力與實踐能力，從課堂理論走向實踐操作，從本質上提升學生的創新能力。

4.3?搭建移動交互式虛擬仿真課堂

面向園林工程施工組織設計課程包絡的知識點繁雜，晦澀難懂，為了保證良好的教學效果，提升學生自主學習的積極性，采用“翻轉課堂”的教學理念打造以學生為主體的移動交互式虛擬仿真課堂的學習模式。面向園林工程的施工組織設計課程由教師在虛擬仿真環境下指導講解，學生通過移動交互式虛擬仿真平臺進行資源學習并參與虛擬仿真的實踐操作，在實踐過程中深化理論知識的理解，輔助學生建立獨立自主的批判性思維方式和獨立思考能力。

面向園林施工組織設計課程結合《園林工程預決算》課程，通過建立項目式學習小組模式進行師生互動。建立虛擬招投標，提出招標要求，發放招標函，并構建招投標工作績效考評以促進各組間學習積極性。憑借移動交互式虛擬仿真課堂，形成理論與實踐交融的輔以科學的績效考評方式，既能夠實時體現學生學習效果，又可以根據學生課堂的學情分析課程知識點考核內容設置的科學性，充分發揮出移動交互式虛擬仿真課堂的優勢。

5?結語

通過虛擬仿真的創新性信息化教學手段，從網絡教學資源整合、強化實踐教學環節、搭建移動交互式虛擬仿真課堂等多種方式，將面向園林工程的施工組織設計從單純的理論教學轉變為以虛擬仿真為學習場景的移動交互式教學，不僅提升了學生對面向園林工程施工組織設計課程內容的學習興趣，同時提升了學生的實踐創新能力，為新工科背景下的人才培養提供良好的可借鑒路徑。

參考文獻

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[8]王前坤.新形勢下提升風景園林施工技術的有效途徑[J].住宅與房地產，2020（15）：71.

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（責任編輯?周康）