虛擬仿真技術在工程測量教學中的應用研究*

薛 婷 趙 晶

（西安歐亞學院 陜西西安 710065）

工程測量工作有著非常關鍵的作用，將虛擬仿真技術應用其中，能夠提高工程測量教學質量。因此，相關人員要對其予以充分關注，明確其中較為常見的問題，并制定適宜措施做出優化。

一、虛擬仿真技術

（一）虛擬仿真技術

虛擬仿真技術又可以被稱為模擬技術或者是虛擬現實技術，可以借助于虛擬系統來對于真實系統進行模擬。在新時期，現代化技術得到了較為普遍的應用，虛擬仿真技術能夠通過三維模型、多維傳感技術、可視化技術等，營造出虛擬現實環境，并達成實時交互目標，帶給人們新穎的視覺體驗。

（二）虛擬仿真技術發展

近些年來，我國虛擬仿真技術發展較為迅速，可以將發展方向總結為以下兩點：一，高校實驗教學項目[1]。為了保障信息化背景下高校實踐教學和人才培養工作的順利開展，需要加強高等院校線上和線下教學，打造出個性化、智能化的實驗教學模式，成立專門的高等教育信息化實驗項目，提高工作的規范程度。二，工程訓練項目。虛擬仿真技術在對于自然界規律進行摸索時的應用較為普遍，并且隨著計算機技術的廣泛應用，已經構成了完善體系，能夠為后續科技發展提供新的思路，使工程測量、施工設計、施工人員培訓等工作更加順利地開展。當前，我國和發達國家對于虛擬仿真技術的應用更加普遍。比如說，在進行建筑物修建時，可以借助虛擬仿真技術，構建出三維模型，并通過可視化操作，保障施工安全。

二、工程測量

（一）工程測量

工程測量學是測量學的關鍵構成，可以為我國經濟發展提供一定條件作為支持。工程測量作為應用學科，發展歷史悠久，從古人借助簡單的道具來對長度、寬度、面積等進行記載發展至今。經濟水平的提高，從某種角度來說，滿足了經濟進一步發展需要，工程測量也更加煩瑣，使其從手工操作變為了自動化測量，使其從一般流程轉變為精密測量。

（二）工程測量的發展

當前，我國工程測量獲得了一定發展，工程測量技術水平得到了明顯提升，并且逐漸走向了數字化，出現了較多新興的工程測繪技術，比如說三維激光掃描技術、數字攝影測量技術、全球定位技術等。在新時期，工程測量一體化獲得了一定發展，可以借助于數據來進行處理，提高測量的智能化程度，獲取更加精準的測量結論[2]。

三、工程測量教學現狀

工程測量有著非常關鍵的作用，能夠為人才培養等工作的順利開展提供參考。因此，必須對于工程測量教學予以充分關注。但是，由于一些因素的影響，當前工程測量教學效果和預期仍然存在一定差距，可以將較為常見的問題總結為以下幾點內容：第一，教學內容不適應社會發展和技術發展需要，導致所用的教學方式并不適應現代教學模式和教學觀念，很可能會出現隨意壓縮課時的情況，阻礙學生的發展。第二，實驗課較少。在實踐操作環節，所進行的工作比較復雜，存在重復操作的情況，很難在有限學時內，滿足人人實操需要，無法展現出實踐環節最大化作用。第三，測量儀器的價格較為高昂，并且儀器的精密程度較高，導致測量儀器數量并不多，很難適應學生學習需求[3]。此外，教師和學生在對于貴重儀器設備進行操作時，很可能會存在疑慮，主動放棄實踐工作。第四，儀器類型品牌眾多。能夠大批量使用的實踐儀器都比較落后，當前所用的教學方式僅能夠幫助學生或者是教師了解常見的儀器、設備，對于儀器的認知較為片面，導致測量工作的專業程度較低，無法加強理論和實踐的聯系，從某種角度來說，不利于提高其創新素養。第五，所開展的課程實踐教學和現實工程操作的差異較大，很難對于施工場地和進度進行模擬。第六，在設置人才培養方案時，雖然為學生提供了進行實踐的機會，但是仍然存在諸多方面問題：一，無法確保學生的安全性。在開展路程、測區等工作時，安全問題較多。二，在進行觀摩時并不細致。三，學生在進行工作時，并不具備實踐操作能力。

想要熟練應用工學知識的關鍵在于將理論和實踐相關聯。因此，在對于工程測量教學模式進行應用時，必須組織學生進行實踐。測量專業學生在進行學習時，要在增強自身理論知識儲備的同時，提高相關人員實際操作能力。在這一情況下，對于虛擬仿真技術進行應用可以加強理論和實踐的聯系，幫助其明確進一步發展思路。

四、將虛擬仿真技術應用到工程測量中的作用

考慮到傳統實驗教學存在的問題，想要對于虛擬仿真技術進行應用，就必須成立專門的工程測量課程實驗教學平臺，在這一情況下，工程測量平臺有著非常關鍵的作用。需要相關人員加大力度進行研究，明確虛擬仿真技術在工程測量中的重要性以及導致相關問題出現的原因，并制定適宜的措施進行優化，展現出工程測量最大化作用，可以將其總結為以下幾點內容：

（一）加強理論知識和虛擬仿真技術的聯系

近些年來，虛擬現實技術在工程測量中得到了較為普遍的應用，并且呈現多元化發展趨勢，但是在開展理論教學時仍然存在諸多方面的問題。在傳統模式下，所開展的課程教學，通常會將書本和教材作為關鍵，這一教學方式會將知識灌輸給學生，進行的講解較為枯燥，學生很難理解抽象的知識。學生在進行學習時缺乏熱情，無法確保學習質量。將虛擬仿真技術和教學相聯系，可以使學生更加主動投入學習之中，使課堂氛圍更加活躍。借助于虛擬仿真技術，能夠借助于三維模型，使包含的知識更加立體，從源頭上解決出現的問題[4]。

借助于現有的教學措施和模式，可以加強虛擬仿真技術和教材、多媒體的聯系，推動教學方式改革。將虛擬仿真技術和教學相聯系，能夠運用虛擬化技術模擬理論、原理等，并借助于虛擬仿真設備告知學生。

對于虛擬仿真技術能夠運用相關理論打造出三維模型，并借助于動畫的形式展現出PPP 中的內容，確保虛擬仿真教學具有充足資源作為保障。

并且虛擬仿真技術教學中所出現的教學資料會使文字轉變為圖像圖形，使平面轉變為立體，這能夠在提高學生學習熱情的同時，保障教學質量。

（二）加強實踐環節和虛擬仿真技術聯系

實踐環節是工程測量學習的關鍵構成，但是在進行實踐過程中所用的設備眾多、成本高昂、體積龐大，甚至會提高出現風險概率，導致專業實踐性課程難以有序推進，無法將實踐環節課程環節目標落實到位。虛擬仿真技術能夠營造出虛擬環境，對于實踐過程中需要應用的設備和環節進行模擬，并考慮到實踐需求，制定完善的目標。比如說，我國所創建的虛擬仿真實驗室能夠借助于沉浸式虛擬仿真技術，使學生對于設備原理、結構、研發等知識形成更加充分應用，并借助于實踐操作，提高學生理論知識儲備。除此之外，可以確保對于虛擬仿真系統的應用，是安全的。學生可以在虛擬環境下，重復地進行練習、設計、創新，可以在系統中找出較為常見的問題，并對于問題進行改進，提高系統功能，增強人員專業知識儲備。虛擬仿真技術不但可以對于理論進行模擬，還能夠打造出和整體環節、開展流程一致的模擬環境，加強和現實生產、工作的聯系，確保學生能夠在進行崗位工作之前，對于工作情況形成更加充分的認知，確保學生可以加入現實生產之中。

加強虛擬仿真技術和課程教學的聯系，可以被應用到工程測量專業中，打造出完善的新型教學體系。一，借助于虛擬仿真技術，可以高效開展理論教學，并加強其和授課資源之間的聯系，提高教學質量，增強學生對于理論知識的了解程度，提高學生學習熱情，幫助學生找出較為常見問題，并制定適宜的措施進行優化。在這個過程中，還需要從現實情況以及問題場景，對于工程環節做出調整，豐富實踐教學資源，引導學生在虛擬現實環境中開展實際操作和創新，為學生提供進行實踐的機會，保障教學質量[5]。

五、將虛擬仿真技術應用到工程測量中的措施

我國虛擬仿真技術實驗室成立了專門的沉浸式虛擬仿真運行平臺，借助于這一系統可以打造出滿足工程測量需要的虛擬仿真技術，為教學的順利開展提供支持。考慮到課程設計和工程現實需要，將其劃分為多個不同子系統，每一個子系統根據現實需要來合理地設置模塊。一，從工程測量仿真試驗系統的角度來進行分析，工程測量會對于學生的嚴謹程度產生一定程度影響。測量工作很可能會由于一些因素影響出現偏差，而產生偏差就會導致工程進程、質量不符合要求，學生必須對于偏差處理的關鍵作用形成充分認識，并在教學環節打造出工程模擬方針模塊，使學生掌握到較多的測量知識，并運用虛擬仿真技術，提高學生對于測量技術應用能力。教師在開展教學時，只需要對于系統進行應用，就可以較短的時間內直觀地表現出學習環境和內容，這一方式可以提高學生對于課程知識點的理解能力，并加強理論和實踐的聯系，使知識傳輸更加高效，提高學習質量。

在對于較為抽象的理論知識比如對于偏差進行測量，開展投影、土石方計算等教學時，可以運用加強文本、圖片、音頻、視頻聯系的措施，使抽象知識更加具體，這能夠增強學生對于知識的理解能力。在進行實踐教學時，還要開展水準測量、角度測量、坐標放樣等操作，借助于虛擬仿真技術打造出適宜的環境和場景，模擬施工各流程，從細節出發進行實踐時，提高其可視化程度。打造適宜的整體形象，提高學生進行實踐學習熱情。

根據工程測量課程特征所研發的虛擬仿真實驗教學平臺，可以在開展實踐時，應用不同的儀器開展實踐工作，并對于各環節情況進行模擬。第一，學生要了解到儀器設備應用措施和實踐方案，并將其作為前提，構建虛擬方針平臺使人員主動投入學習之中，提高其進行實踐操作的熟練程度，為后續工作的開展提供支持。當前，我國所構建的虛擬仿真實驗室仍然處于發展階段，需要相關人員加大力度進行研究，滿足后續工作需要。

六、應用虛擬仿真技術發展方向

（一）從高校教學的角度進行分析

在信息化背景下，對于人才有了更高要求。教育行業構建了虛擬仿真教學試點，可以在高校中打造出將線上、線下教學相聯系、一體化個性化的虛擬仿真教學平臺，從而為高等院校信息化教學的順利開展提供參考。

（二）從工程測量的角度進行分析

工程測量通常是指施工測量、地形測量、控制測量、竣工測量、變形監測等。而隨著現代化技術的應用，工程測量技術出現了變化，現代化工程測量技術例如無人機、3S 技術等，也被應用到土木工程專業之中。但是，在對于無人機進行應用時，因為其對于技術有著較高要求、設備價格高昂等因素，無法讓學生進行實際操作。虛擬仿真技術可以對于無人機系統進行模擬，為學生提供進行操作的機會，確保學生可以對于工程測量現場形成更加充分認識[6]。

（三）從教師整體實力的角度進行分析

將虛擬仿真技術和專業教學相關聯的模式，可以獲得較為長遠的發展。近些年來，虛擬仿真技術在工程測量專業中的發展較為迅速，因此在應用虛擬仿真技術開展課程教學時，仍然要將確保教學質量作為重點。虛擬仿真技術在高校中的應用越發普遍，需要對于應用標準、規范、教學效果等予以充分關注。

虛擬仿真技術水平的提高、開放和發展等，都需要有整體實力較強的人才作為保障，打造出專業水平較高、技術素養較高的人才團隊，這也是推動技術發展、提高教學質量的關鍵。教師需要加大力度更新教學方式和觀念，合理地應用虛擬仿真技術。虛擬仿真技術包含多個方面的內容，在對于這一技術進行應用時，還需要加大力度進行合作，推動其協同發展。

結語

根據上文進行分析，虛擬仿真技術在新時期工程建設有著非常關鍵的作用，是改善建筑工程質量的關鍵措施，會對工程測量產生較為直觀的影響。在這一情況下，想要提高我國現代化工程建設質量，就必須主動運用虛擬仿真技術，推動建筑行業健康、長遠發展。