高职建筑类专业实训教学中虚拟仿真技术的应用

周巍

【摘 要】本文阐述在高职实训教学中运用虚拟仿真技术的意义，分析高职实训教学中学生技能学习状况不佳、设备投入与实际需求不符、实训指导教师素质有待提升、实训环节信息化建设有待加强等现状，从应用虚拟仿真技术创设虚拟实训场景、应用虚拟仿真技术展示具象化的实训教学内容、应用虚拟仿真技术促进师生多元化发展三方面探讨高职建筑类专业实训教学中虚拟仿真技术的具体应用。

【关键词】虚拟仿真技术  高职  建筑类专业  实训教学  应用

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）04C-0191-02

“互联网+”时代信息技术的快速发展，对人类的生产方式、生活方式、思维方式以及学习方式都产生了重要影响。在高职院校的教育教学活动中，积极引入现代信息技术手段辅助教学，已为越来越多的高职教育参与者所认同和实践。2018年教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》进一步展示了在教育信息化2.0时代教育的重大变革，教育信息化作为教育系统性变革的内生变量，将支撑引领教育现代化发展。可见“互联网+”将深入推动教育的结构性变革，在高职人才培养过程中运用信息化手段，例如将虚拟仿真技术引入高职教育，推动实训教学改革，将会是构建“互联网+”条件下的职业教育人才培养新模式的有益探索。

一、在高职实训教学中运用虚拟仿真技术的意义

虚拟仿真技术也称虚拟现实技术或模拟技术，是借助计算机技术以一个虚拟的系统去模仿一个真实系统的技术。虚拟仿真技术有狭义、广义之分，从狭义上看，虚拟仿真技术是20世纪40年代在计算机技术发展基础上逐步形成体系的一类试验研究的新技术;从广义上看，虚拟仿真技术一直被利用在人类认识自然界客观规律的过程中，人类文明进步的许多发明创造即是利用虚拟仿真技术的结果。

在高等职业教育教学实践中运用以虚拟仿真技术、多媒体技术、网络技术为代表的现代信息技术，不仅可促进现代职业教育理念和教学模式转变，而且可促进高职教育实训教学方法和教学手段的变革。2006年教育部发布的《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》指出，加强实训、实习基地建设是高等职业院校改善办学条件、彰显办学特色、提高教学质量的重点。要充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。

在实训教学中，利用好虚拟仿真技术的显著特征之一的沉浸性（Immersion），创设虚拟学习情境，教师、课本不再是信息全部的来源，虚拟仿真技术提供的更丰富的信息，有助于学生沉浸于生动、逼真的学习情境中，增加学习的愉悦感，获得良好的学习体验。利用虚拟仿真技术的显著特征之一的交互性（Interaction），教师创造“协作”“会话”的交流环境，有助于学生通过虚拟化的沟通交流经历，增强交际能力，通过与学伴的会话协商，完成知识建构，获得学习过程全身心的感受，在虚拟环境中全身心投入学习。

二、高职实训教学现状分析

职业教育技能培养实践性的特点要求在教学过程中要注重学生实践能力的培养，作为学生实践能力培养重要环节的实训教学成为高职教育中的重要部分。传统的实训教学需要配备实训基地、实训室等，以课堂为主，配备一定数量的指导教师。为了达成高素质技术技能人才培养的目标，各高职院校一直致力于加大实训基地、实训室建设力度，但在高职实训教学中仍存在诸多需要解决的问题。

（一）学生技能学习状况不佳。通过对高职院校实训课堂学生的学习情况调查，可以发现高职学生在技能学习过程中，由于无法建构自己的知识体系，难以建构起从理论到实践的技能发展途径，而只能被动地、机械性地模仿。加上实训基础建设等客观条件限制，高职学生的专业技能训练不可能完全在真实的工作环境中开展，一旦实训条件、实训教师的教学风格与学生期望不一致，学生就容易产生排斥心理，导致技能学习受阻。

（二）設备投入与实际需求不符。实训教学设备存在的问题首先表现为实训设备投入跟不上学生增长速度，实训设备老旧老化，无法满足专业新技能学习的需求。此外，在实训教学课程化改革的情境下，实训课程标准设置了对实训基地、实训室更高的要求，但实训基础建设未能跟上，以致实训课教学效果达不到设计要求。

（三）实训指导教师素质有待提升。实训课指导教师的基本素养与课程设置不符，具有丰富的理论知识和实践技能的“双师型”教师、企业师傅团队建设跟不上实训课时需求，实训室管理人员对职业教育的认识程度较低，基本素质参差不齐。

（四）实训环节信息化建设有待加强。尽管教育信息化建设已经过多年发展，但虚拟仿真技术的应用尚未能全面推广，实训室仿真性不强，无法模拟真实性的工作环境，学生无法感受沉浸感。

在前三个问题无法短期有大改进的背景下，可更多考虑借助虚拟仿真技术寻找学生学习的兴趣点，触发学生的学习兴趣以及学习热情。通过新科技新方式帮助学生夯实理论知识基础，在培养实践能力的同时，理清知识结构脉络。采用虚拟仿真技术的特性实施实训教学，让学生身临其境地体验真实的操作过程，通过“协作”“会话”机制与学伴沟通、协商，从而更积极主动地去学习，应该值得深入探析。

三、高职建筑类专业实训教学中虚拟仿真技术的具体应用

高职的建筑类专业是理论性和实践性都较强的专业，在人才培养过程中实践教学环节对人才培养质量的影响极大，故而专业教师要致力于培养学生的实践能力。将虚拟仿真技术应用在高职建筑类专业实训教学，有助于切实保障实训教学的质量。

（一）应用虚拟仿真技术创设虚拟实训场景。在建筑设计技术专业课程教学中，学校的实训场地难以匹配，不可能让每一名学生都在学校实训室真实建造一个建筑，也难以将学生带到真实的工程项目中，让学生用真实材料去体验建筑及其材料制作的过程。这就面临学生实训的难题。例如在建筑装饰工程技术专业和建筑室内设计专业中必修的建筑设计实务课程设计中，必须解决学生如果不能到达工地现场，如何对现场进行测量，怎么解决方案设计、方案实施等工作的问题。

应用虚拟仿真技术可以提供解決问题的思路。教师采用虚拟现实技术，例如利用法如FX350三维建筑扫描仪，将建筑工地现场通过三维建筑扫描形成具有详细坐标数据的虚拟场景，能够解决学生不能到达工地的难题。通过三维建筑扫描仪制作的虚拟场景创设真实工作情境，学生带上三维立体眼镜，可以感受自己站立在真实的环境中，可以在真实环境中与教师学伴互动，增强学习的体验感。教师还可以通过专业软件测量建筑具体的尺度，为学生进行方案设计提供数据支持，这也为教师评判方案设计、方案实施环节的可行性提供了解决之道。

虚拟仿真技术手段应用于高职建筑类专业实训教学，不但能够让学生亲身感受课堂教学的多样性，体会企业真实案例制作的过程，也能使学生在学校实训室感受企业的所有制作流程，为学生实践技能的提升提供了技术保障。

（二）应用虚拟仿真技术展示具象化的实训教学内容。借助虚拟仿真技术，可以在缺乏实训设备的情况下，建构情境化的实训教学场景，使教学内容更具象化，有效提高教学效果。

以侗族木构建筑营造技艺课程中风雨桥的建筑特色章节讲授为例，实训教学过程中，不可能每次课都将学生带到风雨桥的具象环境中，也不可能通过拆装真实的风雨桥去感受营造技艺。通过虚拟仿真技术，教师可以将三江侗族风雨桥的教学场景鲜活地呈现在课堂上，解决了学生不能随时抵达真实的实训场所的问题，增加了课堂教学的信息量，极大地丰富了课堂教学的内容，有助于加深学生对知识的理解。

虚拟仿真技术还有助于克服技艺性的教学内容呈现过于呆板的弊端，将枯燥、抽象的理论知识以生动和直观的形式呈现在学生面前，使技艺性的实训内容可以反复观摩，使教学更具象化，便于学生理解和掌握。在侗族木构建筑营造技艺课程教学中，教师通过虚拟仿真技术模拟实际的操作和制作过程，能够生动、形象地分解操作步骤，提炼技术要点，并能反复进行操作，与学生就无法理解的难点进行讨论，使学生能顺利、熟练地掌握操作技能。

（三）应用虚拟仿真技术促进师生多元化发展。信息化技术在教育领域的应用改变了教师作为唯一中心的传统教学模式，以学生为中心的探究式、发现式学习在新的信息化技术支持下成为可能。在建构主义学习观影响下，越来越多的教育工作者认识到知识的获取不是单纯通过教师的讲授传递给学生的，而是学生在一定的社会文化背景下，借助其他人包括教师和同学的帮助，充分利用各种学习资源，通过主动建构意义而获得。

虚拟仿真技术应用于高职实训课教学，教学活动中的教师和学生身份变得更多元。应用虚拟仿真技术辅助教学，教师团队构成多元化，不再仅仅由院内教师在课堂上担当，技能大师、非物质文化遗产传承人可以进入师资团队、进入日常课堂。应用虚拟仿真技术辅助教学，教师教学方式、手段多元，不单纯追求教师个人课堂上“独奏”的效果，通过创设“协作”“会话”的环境，转变为学生学习的“引路人”和“服务者”;通过设置问题，教师在课堂内外引导学生自主学习，成为学生自主学习的“促进者”，增加师生之间的互相交流;通过创设真实的实训课程环境，促进学生学习兴趣提升及专业发展，有效促进教师自身的教学科研理论及实践能力提升。

虚拟仿真技术应用于高职实训课教学，营造互动交流的教学环境，引起学生学习的兴趣，学生改变被动获取知识的状况，在教师引导下发现问题、分析问题、收集材料、解决问题，充分表现自我，成为积极主动的“学习者”和“发展者”。同时，虚拟仿真技术应用于高职实训课教学，尤其是建筑类专业教学，教学过程呈现的触手可及的三维信息使得学生的空间感增强，空间设计技能得到强化和提高，自主学习的能力和信心增强，获得学习的成就感，成变为学习的“成功者”。

虚拟仿真技术正逐渐成为高职院校教学中的新方法和新手段，有助于学生对抽象理论的理解，更能弥补实训设备手段的不足，有利于学生创新能力的培养及提高，极大地提高了高职院校实训教学的水平和质量。随着信息技术的不断发展，利用新技术新方式去辅助教学以达到更有成效的教学目的，值得我们去挖掘与尝试。

【参考文献】

[1]周国恩.仿真技术在土木工程施工教学中的应用研究[J].大众科技，2013（4）

[2]施祝斌.虚拟仿真技术在高职教学中的应用[J].中国职业技术教育，2013（20）

【作者简介】周 巍（1983— ），男，河南漯河人，柳州城市职业学院讲师，工程师，研究方向：建筑装饰、建筑设计、BIM技术、侗族木构建筑营造。

（责编 苏 洋）