虛擬仿真技術在工程造價專業(yè)教學中的應用

郭 婷（長春工業(yè)大學人文信息學院，吉林 長春 190122）

工程造價專業(yè)作為眾多高校的重要專業(yè)，通過高質量的教學為社會培養(yǎng)了大量的專業(yè)人才，對促進我國工程造價行業(yè)的發(fā)展具有重大的意義。目前來講，面對不斷改變的市場發(fā)展，原來工程造價專業(yè)所應用的教學模式逐漸暴露出了缺陷，還需要做進一步的改革創(chuàng)新。將虛擬仿真技術應用到工程造價專業(yè)教學中，可以通過專業(yè)軟件來將工程實例更直觀地顯示給學生，消除學生空間想象力不足的缺陷，能夠更好地了解工程結構特點，將抽象的理論具象化，對提高學生的學習效率至關重要。

1 工程造價專業(yè)課程教學缺陷

1.1 工程造價專業(yè)課程特點

工程造價專業(yè)具有很強的綜合性與專業(yè)性，尤其是核心課程除了要求要熟練掌握理論知識以外，還必須要有超強的空間想象力，只有這樣才能夠基于工程施工圖紙來完成準確的計量計價。但是就目前來看，大部分高效工程造價專業(yè)課程所設置的實踐環(huán)節(jié)比較少，無法為學生創(chuàng)造想象條件，不能夠通過不斷的學習來提升個人空間想象能力，無法將理論知識轉化為具象結構，圖紙依然是保持著二維狀態(tài)，不僅會加大計算難度，還很容易造成思路混亂，工程量計算結果錯誤，降低了工程造價的準確性。實踐性對于工程造價專業(yè)課程教學來講至關重要，雖然在多媒體技術的支持下，結合工程實例計算的教學模式在逐漸成熟，學生可以通過圖片、模型以及實訓基地等方式來理解專業(yè)理論知識，但大部分情況下也僅僅能夠做到一個點或者一個面，而非是整個認知體系，這無疑是限制了專業(yè)教學效率的提高[1]。

2 工程造價課程教學缺陷

2.1 識圖能力不足

就和目前各高校工程造價課程教學現(xiàn)狀來看，很多學生在面對圖紙時無法進行專業(yè)分析，識圖能力嚴重不足。造成這種問題的關鍵就在于理論知識無法替代實踐操作，課堂教學中的理論課程無法為學生提供深入現(xiàn)場直接觀察獲得的知識，限制了學生空間想象力的提升。對于二維的施工圖紙，學生在觀察平面圖、立面圖、剖面圖以及節(jié)點詳圖時無法進行有效的整合，各部分只能夠以個體存在，相互之間無法建立有效關系，尤其是在面對結構施工圖紙中板、柱、梁、基礎配筋時思路更是混亂，無法按照學習的理論知識完成計量計算。工程量計算是工程造價專業(yè)需要學習的核心知識點，要求學生必須能夠通過施工圖紙來對各構件的工程量進行準確的分析計算，如果僅僅通過某一部分圖紙完成單一構件的計算，而非是整套施工圖預算，必定無法達到市場對專業(yè)人才的要求標準[2]。

2.2 工藝流程不懂

無論是規(guī)模大小的工程項目，正式施工建設時必須嚴格按照專業(yè)流程進行，每一道工序均不得隨意更改，這樣才能夠達到預期的施工效果。想要完成工程造價準確計算，就要求學生在學習的過程中熟知施工流程與施工工藝，可以對每一個施工節(jié)點進行可靠把握。但是因為目前實踐教學的不充分，現(xiàn)有的課堂資源并不能有效覆蓋全部施工過程，這樣就無法為學生提供學習的必要條件。學生對工程施工流程與技術工藝了解不清楚，在造價計算時就容易出現(xiàn)思路混亂的情況，導致工程量被多算或少算，并因為無法把握好每一道工序，套取定額子目是出現(xiàn)缺陷、漏項、錯項等問題，最終造成預算報表工程量及總價與工程實際情況差異過大[3]。

3 虛擬仿真技術的應用優(yōu)勢

為更好地適應時代發(fā)展需求，以培養(yǎng)更多專業(yè)性人才，越來越多的高校對工程造價專業(yè)課程進行了調整，增加了實踐教學的比例，學生可以有更多的時間到實訓基地直觀的感受工程結構與圖紙之間的差異，逐漸來構建培養(yǎng)自己的空間想象能力。但是因為場地、資金、師資等因素的限制，可以執(zhí)行的程度還比較低，無法做到大面積普及。例如常見的基礎工程施工、鋼結構制作吊裝、混凝土構件澆筑以及腳手架搭拆等項目，圖1是虛擬出來的鋼結構，想要在實訓基地中實現(xiàn)，需要花費大量的資源，并且最終能夠展現(xiàn)給學生的也僅僅是其中的一部分，實際利用率比較低[4]。并且，隨著技術工藝與材料設備的更新，已經(jīng)建好的實訓基地還需要面臨著被淘汰的風險，無法重復利用，造成了嚴重的資源浪費。再加上實訓基地現(xiàn)場環(huán)境比較復雜，參觀學生人數(shù)較多，對現(xiàn)場管理也提出了嚴格的要求。

圖1 虛擬仿真技術下的鋼結構

面對上述的難題可以直接通過虛擬仿真技術來解決，只需要通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，就可以全部或者部分地模仿某一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使得模仿的系統(tǒng)可以向被模仿的系統(tǒng)一樣接受同樣的數(shù)據(jù)，執(zhí)行相同程度，獲得一致結果。虛擬仿真技術在實際應用中優(yōu)勢顯著，包括安全、便捷、先進等，通過仿真教學系統(tǒng)來為學生創(chuàng)造更好的學習條件，實現(xiàn)了理論課程與實踐環(huán)節(jié)的有機結合，可以通過更直觀的方式來向學生展示圖紙結構，完成空間想象的操作，了解每一道工序，熟悉工程結構特點，為準確計量計算提供支持。

4 虛擬仿真技術在工程造價專業(yè)課程中應用

4.1 創(chuàng)設實例情境

選擇在工程造價專業(yè)課堂教學中創(chuàng)設情境，為學生提供一個真實、直觀的案例，然后引導其完成相關的學習內容。在以往教學中想要實現(xiàn)這一步難度較大，對學生的空間想象力要求十分高，但是現(xiàn)在可以直接通過虛擬仿真技術實現(xiàn)。通過虛擬仿真系統(tǒng)三維可視化模型，以及按照施工順序對各分部分項的工程造價進行計算，更利于學生通過工程結構來按成工程量以及工程造價的計算。教師選擇合適的項目內容來導入課堂，組織進行項目化教學，向學生確認學習任務與目標，能夠有目的的完成相關學習。在這個過程中，教師應以學習任務的方式，促使學生對所學知識有一個初步的了解，然后再通過虛擬仿真技術做進一步的加深認知。學生在掌握相關基礎知識后，教師利用簡單的施工3D動畫以及實景圖片和施工工藝文本說明，使得學生更直觀的了解工程施工的每一個流程步驟。虛擬仿真系統(tǒng)具有較高的真實性，可以為學生創(chuàng)造一個虛擬情景，使其在其中感受體驗實際情況，更加深刻的了解和掌握工程結構特點，將施工圖紙與現(xiàn)場情況聯(lián)系起來，并在腦海中形成印象，為以后的學習打好基礎[5]。

4.2 構建知識框架

學生需要按照教師發(fā)布的任務進行學習，在虛擬仿真系統(tǒng)下以自主學習、小組協(xié)作等方式進行研究討論，分析任務目標，找準任務涉及的各要素，然后在通過學習到的知識來實施項目。工程造價計算綜合性比較強，涉及的分部分項非常多，在進行計量計算時需要有豐富的理論知識作為支持，而大多數(shù)的學生無法在短時間內完成相關知識的有效結合，導致實際操作中沒有思路。而虛擬仿真系統(tǒng)可以根據(jù)學生的知識背景、經(jīng)驗以及需求，向其呈現(xiàn)具體的工程信息，設計合適的工程實例，對現(xiàn)場工程情況進行仿真[6]。并且在進行工程清單文件編制時，虛擬仿真系統(tǒng)能夠從整體思路到詳細工程量計算，通過虛擬仿真工程實際場景，引導學生循序漸進，逐步掌握工程計算規(guī)則，完成清單列項計算，并將量價結合，使得學生可以利用更短的時間來掌握相關知識。

4.3 結果自主測評

學生可以直接通過虛擬仿真系統(tǒng)來展示自己的項目成果，并由教師以及其他學生的評價。在這個過程中其他學生可以反思查找自身存在的問題與不足，教師也能夠通過系統(tǒng)反饋來更加詳細的了解每一位學生的任務完成情況。并且，仿真系統(tǒng)對學生項目的觀察，分析工程造價結果，對工程數(shù)據(jù)進行全面處理，學生可以根據(jù)反饋信息及時對策略進行調整，這樣學生就可以更加清晰地認識到自身的不足，提高其對工程造價編制的反應能力以及因果關系敏感度的掌握能力。另外，虛擬仿真系統(tǒng)還可以向學生提供題庫，有豐富的題型來滿足學生學習需求，每一位學生均可以根據(jù)自身的情況來選擇最為合適的題庫類型，進行實時測評，不斷完善自身的缺陷。虛擬仿真系統(tǒng)具有良好的互動性，并且通過模擬工程項目來學習工程造價相關知識，可以更好地調動起學生的積極性，對于系統(tǒng)提供的造價編制反饋結果也可以更好的接收，從主觀上來發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，這對于培養(yǎng)學生專業(yè)能力意義重大[7]。

5 結語

將虛擬仿真技術應用到工程造價專業(yè)課程教學中，對于提高專業(yè)教學質量可以說是至關重要。相比傳統(tǒng)理論教學與實訓基地結合的方式，虛擬仿真技術的應用能夠直接通過仿真工程現(xiàn)場情況，促進學生的探索興趣，使其可以更大程度上來講理論知識與工程分部分項造價計算聯(lián)系起來，不斷提高學生的空間想象能力。并且，虛擬仿真技術的應用大大解放了實訓基地建設的資金投入問題，減少了資源浪費。