虚拟仿真技术在建筑工程测量教学中的应用

初云燕

摘 要： 虚拟仿真技术近年来也逐渐被应用于建筑类实验教学中。建筑工程测量作为建筑类专业基础课，对实践操作能力要求比较高，因此，在建筑工程测量教学中应用虚拟仿真技术已成为一种发展趋势，这种教学方式的改变将极大提高学生学习兴趣与效率。

关键词： 虚拟仿真技术 建筑工程测量 教学应用

1.虚拟仿真技术

虚拟仿真技术又称虚拟现实技术或模拟技术，是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，是一种更高级的仿真技术。其具有四个基本特性：沉浸性，使用者可获得多种感知，从而获得身临其境的感受；交互性，不仅环境能够作用于人，人也可以对环境进行控制；虚幻性，系统中的环境是由人利用计算机等工具模拟出来的，既可以模拟客观世界中存在过的或是现在真实存在的环境，又可模拟出客观世界中当前并不存在的但将来可能出现的环境，更可模拟客观世界中并不存在的而仅仅属于人们幻想的环境；逼真性，虚拟环境给人的各种感觉如同在真实世界一样。

虚拟仿真技术的应用目前已经比较广泛了，主要应用有数字城市、地产漫游、室内设计、地质灾害、应急预案等，这些应用都借助数字化的虚拟大大提高了工作质量与效率。在教学改革领域，利用虚拟仿真技术进行实验教学也已成为一种必然趋势，比如旅游管理、医学解剖等，建筑工程测量由于其特殊性，在教学手段上非常适合采用虚拟仿真技术。

2.建筑工程测量课程教学现状

建筑工程测量实验课程目前采用教师讲解演示+学生操作+视频播放的模式，具体进行过程如下：首先是教师讲解演示，教师根据知识的结构及自身的经验对建筑施工过程中的测量工作进行讲解与仪器操作的演示；其次是学生操作，学生在听过理论讲解与观摩了教师的操作演示之后，以小组形式，在学校已有的实训场地进行练习；视频播放目前一般应用在建筑施工测量章节的讲授，这部分内容讲解起来不生动，对已经见过这种工作但是没有实际操作的人员来说理解起来还可以，但是对学生来说，大多数时候没有办法想象出工作到底是如何进行的，这就需要进行视频演示。

这种模式主要的缺陷在于对于很多测量工作，学生只是学习了如何去做，但是不知道如何去做，造成这种现象的原因主要有以下几点。

（1）教师素质参差不齐

很多教师的从业过程直接是“学生”——“老师”模式，从学校毕业直接进入学校从教，即使在学校里做了相关实习，对建筑工地真正的生产模式和作业方法仍然是不甚了解；还有一部分教师在建筑工地工作了几年，由于各种原因进入学校教学，这种本来是学校追求的人才，但实际情况是这些人才质量也是良莠不齐。

（2）学校所提供的的实训场所条件有限

现在的大学基本都是综合性大学，学院很多，专业很多，综合实训中心也很多，但是涉及具体某个专业、某门课程能利用的仪器设备能有多少？更何况是工程测量这种需要大而特殊实训场地的课程。所以大多数学校的实训场所只能满足一部分实训要求的条件，对于建筑工程测量，一般只能提供一些基础实验场地，对建筑工程施工的许多测量工作都无法提供实训条件。

（3）施工现场参观实习不可实现

对建筑类的学生来说，获得实训体验的方式其中一项很重要的就是工地参观学习，这种学习方式可以获得课堂上无法获得的许多知识，很受学生欢迎。但是这种参观实习的学习方式只适合学期初或学期末进行，时间比较短，施工现场进度到哪里就学习什么，且只能学习一段，无法实现连续学习，也基本不能实现想学什么就看什么的要求。除此以外，施工现场对学生的安全如何保证也是一个问题。

3.虚拟仿真技术应用在建筑工程测量教学中的优势

（1）使学生享受学习公平性

虚拟仿真技术的应用与传统授课内容二维图片的播放相比，在形式上更加立体。与传统教师操作演示相比，每个学生都能感觉站在老师面前，不会出现人多看不见、听不清的情况，可以保证每个学生学习的公平性。

（2）不受时间和空间限制

虚拟仿真技术应用在建筑工程测量授课中，可以解决学生想学习却不能亲自去施工现场的问题。结合网络技术就可以让每个学生只要想学习，就可以根据自己的情况在任何时间、任何地点随时点击进行实验，而不仅仅限于固定的教室、固定的上课时间。

（3）不受天气影响

施工进度与天气的关系非常密切，建筑工程测量的实验实习也必须在室外进行，需要适合的天气条件。虚拟仿真技术的实现可以非常完美地解决这个问题，学生只要在室内就可以“参与”到施工过程中的测量工作中，还可以有一定的互动，完成相应的测量操作，真正做到“会做”。

（4）不受施工进度影响

学生的学习过程是循序渐进的，尤其是建筑测量这种实践要求比较高的课程，都是学习一部分理论，就要安排相关实习跟进练习。这种学习的过程和施工现场的施工顺序不一定是一样的，即使顺序一样，学习的进度和施工的进度也不会保持一致，不可能把工程停下来或者加快进度配合理论学习进度。虚拟仿真技术可以实现二者进程保持一致的愿望，使施工进度随着学生的学习进行，也可以调整顺序对某一部分单独进行重点学习。

总之，虚拟仿真技术由于其自身的特点，在实践教学中必将得到越来越广泛的应用，因为它架构着理论与实践的桥梁，对学生学习兴趣和学习效率的提高有很大推动作用。但是，虚拟仿真技术在建筑工程测量教学中的应用并不能取代教师的作用，更不能取代学生自己的动手操作练习，那样只会让学生“纸上谈兵”。因此，虚拟仿真技术只适合在目前的教学模式的基础上，对教学方法和教学方式做一定补充和改革，切不可矫枉过正。相信随着时代的进步、科技的发展，虚拟仿真技术在教学中的应用会越来越深广，我们的教学效果会越来越好。

参考文献：

[1]王式太，殷敏.虚拟现实技术在测量实践教学中的应用探讨[J].测绘与空间地理信息，2012，35（1）：222-224.

[2]姜胜辉，韩宗珠，林霖.虚拟仿真技术在海底探测教学中的应用[J].实验科学与技术，2015，13（5）：46-48、61.

[3]孙晓明，成艳丽，吴国风，解观朋.虚拟技术在解剖实验课中的应用探讨[J].课程教育研究，2015.07.

[4]齐天锋.旅游教学中虚拟现实技术的应用[J].漯河职业技术学院学报，2014（11）：176-177.

[5]王月蓉.浅谈虚拟现实技术在教学中的应用[J].无线互联科技，2013（11）.