虚拟仿真技术在土木工程教学改革中的应用探讨

邢雪阳

摘 要：土木工程专业在相关工程施工和设计方面使用虚拟VR技术来进行模拟仿真是近年来兴起的一项新的技术应用。虚拟仿真技术可以使得土木工程技术在设计模拟中得到一个具体的成像。文章将针对于虚拟仿真技术在土木工程专业教学中的应用展开探讨，为该技术在土木工程专业中的教学提供有益借鉴。

关键词：虚拟工程；土木工程；教学；改革

1、前言

虚拟现实是可以虚拟化的体验虚拟空间的一种计算机系统，它主要是对于仿真对象进行一系列的视、听、触等混合作用，使人如同身临其境一般感受这种仿真。在具体的土木工程教学过程当中，使用虚拟现实技术可以使学生更加真实的感受到模型的重要性，也能有效的保证学生的学习兴趣，进一步推动学生对于学习的热情。

2、虚拟现实技术在实际教学中的应用途径

在土木工程的具体教学过程当中实验和具体实习都是不可避免的过程，这样可以提高学生对于基础知识的掌握与相关问题的处理能力。学生只有充分认识到创造的重要性才能对于土木工程进行一个全面的认识，在具体的教学过程当中，教师通过使用虚拟化的教学方法来弥补传统教学中的不足与问题。

2.1虚拟化技术在实验教学中的分析

传统的教学需要学生进行亲自动手操作来达到一个实验还原的状态，而利用虚拟现实系统，学生只需要通过电脑模拟实验环境来做出相关的实验，这样一来既保证了试验的准确性，也可以大大减少使用带来的安全隐患，这在现实的实验环境中是完全做不到这一点的。而电子工作台的软件系统也可以提供各种各样的实验元件来模拟一些现实的电流、电压等等，通过这些动态的信号来保证实验的准确性，基本上相关的土木工程实验都可以使用这样的一个实验台来完成各类实验。并且虚拟环境也可以达到一个三维场景，使学生能够现实的感受到土木工程的设计水平和設计的具体方面，从而提高学生对于土木工程相关实验知识理解。

2.2虚拟化在实习中的应用

学生的实习在教学环节也是必不可少的，虚拟化的实习可以利用多媒体的技术来进行现实化的仿真学习，通过一些虚拟现实技术来实现一个虚拟的实验基地，学生可以在这样的一个虚拟环境下进行土木工程的一系列施工。这样学生可以通过一个非常安全并且熟悉的环境来进行操作，避免进行判断和其他方面的失误，学生也可以增加学习的时间。土木工程的实习过程当中，一个项目一般都要几个月甚至几年的情况都有，学生也不可能完全有那么多的时间抽空去完成此项目，但是虚拟工程软件可以在学生的熟悉环境下虚拟完成一个工程的一系列施工环节，每一个环节都能够清晰的摆在学生的眼前，可以使得学生非常明确的观察到相关的施工构件，如果有不明白的地方也可以与同学进行实时的探讨，并且可以重复观看一个不明白的工程流程，这对于学生的学习来说是非常具有帮助的，可以让学生采取针对性的学习。另外，虚拟环境可以非常有效的节省学生外出实习的时间，学生通过这些节省下来的时间，可以学习更多的土木工程实习知识，在具体的实际过程当中知道现实中的知识差距和理论知识还存在哪些不一样的问题，从而弥补自身的不足，为我国的土木工程发展起到一定的推动作用。

2.3虚拟化在实训中的应用

目前对于步入高校的大学生而言，进行工程训练是学习中不可缺少的实践环节，但是对于不满足该教学环境的高校来说，虚拟现实技术完全可以达到这一效果，通过一些虚拟的仪器或者设备使得学生在进行实训的时候发现自身存在不足的问题。在实际的实训过程当中有许多安全方面的隐患，但是虚拟的环境就完全不存在这种情况，可以有效的改善安全问题。而且在进行编码的过程，如果其中的编码出现错误，传统的实训会导致整个加工零件面目全非，而虚拟化的环境，学生只需要修改一下正确的代码，就可以加工出与预期完全一样的产品。除此之外，在虚拟化的现实技术中，设计阶段就会体现出非常大的优点，学生所处的可是动态化的地理环境，会有非常大的考察系统，学生可以获取到更加符合自身情况的资料，从而来设计出让自己更加满意的设计方案。

3、虚拟现实技术在实际教学中的使用价值

相较于传统的教学方法虚拟现实技术在土木工程的教学中具有非常大的优点，它可以弥补教学条件的不足，在实际的教学当中可能会因为一些经费或者设备的情况，对于学生的具体实验造成一个局限性，但是利用虚拟现实技术就完全不会存在这种问题，可以很大的节省实验经费，学生也可以对一个实验进行反复处理。其次，在真实的实验过程当中会存在各种各样的安全隐患，学生的安全往往是非常重要的，而虚拟工程完全就不存在这种问题，这可以让学生放心大胆去做各种各样危险的实验，而不用担心设备的损坏以及对学生造成的伤害，因此虚拟实验对于学生的实践是非常有利的。

4、结束语

在虚拟工程的环境下，学生可以放心大胆的充分发挥自己的想象力，不用受现实环境的影响，大胆的发散自己的思维，设计出一系列的设计方案，这种虚拟的环境非常有效的培养了学生的创新能力。在相关的学习过程当中，教师应该将虚拟现实技术作为重要的教学方法来进行推广，在具体的教学当中，这会对于现代的教学方法有着非常重要的改革意义，从而提高学校的教育水平。

项目资助：滨州学院教学研究项目（编号：BYJYYB201821）

参考文献

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