土建类虚拟仿真实训资源教学设计

刘杰等

摘 要：土建类虚拟仿真资源的开发目前在我国处于急速发展期，各类土建类虚拟仿真实训软件不断涌现。本文从教学设计的角度重点阐述了土建类虚拟仿真实训资源应解决的教学难题、达到的教学目标和教学特色。

关键词：土建；虚拟仿真；教学设计

随着现代教育技术，特别是计算机多媒体仿真技术、虚拟现实技术的应用，人们对在职业教育领域使用计算机虚拟仿真技术有了更进一步的认识。尤其是涉及到那些用语言难以表达，现场教学隐蔽性强，危险性大的教学内容，运用信息化教学手段，创建一种三维仿真模拟教学环境，将教学过程直观化、形象化，使教学效果获得显著提高。同时，近几年来国家加大对网络基础设施建设投入，也为信息化教学的开展和信息化教学资源的建设提供了必要的前提和基础。

1 土建类虚拟仿真实训资源建设发展背景

2007年2月12日，辽宁省政府办公厅转发了省教育厅《关于推进职业教育信息化建设的若干意见》。2007年4月23日，信息化工作开始启动，我院向辽宁省教育厅正式递交项目申请书，并获得批准，“建筑施工技术模拟实训系统”项目成为全省22个信息化项目之一。2010年7月10日，辽宁省教育厅对“建筑施工技术模拟实训系统”进行验收，验收专家对项目取得的成果给予高度评价。2011年起，国内各省市纷纷加大对土建类虚拟仿真资源建设的投入，市场也陆续出现相关产品，土建类虚拟仿真实训资源的建设进入了高速发展阶段。

2 目前土建类专业项目教学存在的主要问题

为强化学生的实践技能，目前各土建类院校广泛采用项目教学模式，但建筑施工具有一定的特殊性，这些特殊性导致了项目教学的目标难以完全实现：

首先，建筑施工周期较长，学生在施工现场只能看到建筑施工中的局部环节，所以项目教学难以解决学生缺乏对建筑施工整体流程认识的难题。

其次，施工现场安全系数低，项目教学存在很大的安全风险。

第三，建筑施工具有隐蔽性和不可逆性，不利于学生的反复学习。

第四，建筑施工受季节限制，难以保证项目教学的连续性。

第五，项目教学大多采用学生看老师讲的教学方法，学生在施工现场只看不做，缺乏对学生职业能力与职业意识的培养。

3 运用信息技术解决教学问题的方法

建筑施工技术模拟实训系统以真实存在的建筑物为实训载体，运用信息技术全过程高仿真模拟建筑施工过程，并创设虚拟情景、虚拟场景、虚拟人物、虚拟任务，有效解决了传统教学模式存在的教学难题。

（一）运用信息化技术开展的建筑施工模拟实训教学可在短时间内完成实训，有效提高了学习效率。

（二）运用信息化技术可将实训地点由工地搬到机房，大大降低了教学安全风险。

（三）运用信息技术可实现反复学习与实训，教学内容不再受建筑施工隐蔽性和不可逆性的限制。

（四）运用信息技术可实现在任何时间进行实训，教学时间不再受天气、季节限制。

（五）运用信息技术虚拟工作情景，可达到既看又做的效果，有效解决了传统教学模式学生在施工现场难以参与的教学困难。

4 土建类虚拟仿真实训资源建设目标

（一）推动教学改革目标。通过项目的建设与应用，创建创新型实训基地，改变传统实操型实训模式，推动土建类专业职业教育教学改革，建设“虚、实”结合、虚拟仿真与实际操作有效融合的实训基地；弥补传统实操实训模式中存在的工程隐蔽部位可视性差、学生缺乏职业参与、实训安全隐患多、实训成本高、实训受季节限制等教学难题；提升专业教师信息化资源开发与应用水平，为职业教育信息化实现建设常态化和可持续发展奠定人才基础。

（二）提升教学质量目标。建设完成以虚拟工地为主体、以虚拟工程项目为载体，以虚拟任务为引领、以虚拟操作为核心的虚拟仿真实训资源，突出专业岗位群特点，将项目教学法与现代信息技术结合，优化、整合现有资源，创设理实一体的虚拟工作情境，弥补实操实训和现场教学的局限，形成科学、合理、完善的专业实践教学体系。

（三）破解教学难题目标。通过资源应用达到缩短实操实训时间、降低实训成本（经济成本和教师成本）、降低实训安全风险、提高实训效率及实训内容灵活性、实现安全质量事故再现（小概率事件再现）、精准展示标准工艺（标准性）、支撑基于工作过程教学理念、培养学生职业意识与职业能力（参与性）、实现多角度可视化的授课手段、提升学生学习热情、实现智能化和阶段性考试考核等目的。

5 虚拟仿真实训资源教学特色

（一）职业性与服务性。土建类虚拟仿真实训资源应根据建筑施工各工种的具体要求，通过对职业活动特征的分析，以信息技术模拟施工现场和施工过程，整体提升建筑施工技术教学的信息化水平，为培养建筑类技能型人才服务，为建筑行业从业人员素质提高服务。

（二）情境性与仿真性。利用现代化教学手段、教学工具，在工作任务的引领下，创设仿真的教学情境，将抽象的概念、原理以及平常不容易见到的施工问题、事故等以形象、直观的方式展示在教学过程之中，将复杂的知识简单化，隐蔽工程形象化，实现传统的单边教学向新型的多边互动的教学模式的转变。

（三）实践性与过程性。遵循以能力为本位、以技能为核心的职业教育理念，严格按照施工顺序，将建筑施工过程细化分解，以信息化教学资源的形式进行直观表述，引导并启发学生系统了解施工特点和施工过程，掌握施工工艺，提高学生对所学知识的综合运用能力。

（四）安全性与环保性。以仿真技术模拟现场施工，以计算机操作代替学生现场操作，避免了因施工现场的危险性产生的安全隐患，同时，最大程度降低了学生实训过程中对钢材、水泥等原材料的浪费，降低了教学成本，并将节约、环保的理念渗透于教学之中。

（五）社会性与开放性。资源开发在技术上应具有开放性，可利用互联网平台，与同类学校、同类专业实现资源共享，以节约教学资源，降低教学成本；可根据行业发展、技术进步及学生特点进行拓展和完善，满足多层次、多样化、不同地区、不同时期中等职业教育的需求。

6 保障资源开发质量措施

（一）成立项目研制核心组，负责项目总体思路策划、教学设计。克服学校工作忙的困难，抽调专职人员从事信息化资源建设工作。

（二）建立研讨制度，定期举行研制人员汇报会。聘请企业技术专家做技术顾问，针对出现的问题进行研讨并提出改进和完善措施。

（三）学校提供财力、物力支持，为研制工作创造条件。

（四）减少主创人员工作量，集中精力搞研制。严格限制参与基地建设教师的校内工作量，保证主创人员集中精力挖掘思路和素材。

（五）与施工企业密切合作。专业教师按自己的项目模块内容在确定脚本时到建筑工地进行对比检验，吸取现场技术人员的意见。从大量的建筑工地中精心选择施工项目符合研制大纲要求的工地作为素材提供基地。

（六）实行脚本创作和现场实际任务施工比对制度。主创教师带着创作脚本到施工现场和技术人员一起进行现场模拟比对，检验脚本创作的准确性，确保项目的实践性和可行性。

（七）定期举行各分项任务的思路汇报会，吸取其他人员的审核和建议。将完善后的创作思路报送施工企业技术专家进行审核完善。脚本随写随审，确保知识的准确性。

（八）项目在开发过程中，专业教师与软件制作人员应加强沟通，从而保证制作人员能按脚本意图进行制作。

（九）邀请相关专业院校共同研讨创作思路、挖掘创作素材，互通有无，保证资源建设成果适用的覆盖面。

参考文献

[1] 教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见. 教职成[2012]5号.

[2]辽宁省教育厅组编.辽宁省职业教育教学资源信息化建设技术规范[M].沈阳：辽宁大学出版社，2007.05.

[3]辽宁省教育厅组编.辽宁省职业教育数字化资源建设指南[M]. 2013.10.