探索“互联网+虚拟仿真”模式在水利水电工程教学中的应用

田 园， 张文强

(1.杨凌职业技术学院， 陕西 杨凌 712100； 2.济宁市规划设计研究院, 山东 济宁 272000)

随着李克强总理在2015年政府工作报告中首次提出制定“互联网+”行动计划，“互联网+”迅速成为各方面追捧的热词。在这股互联网的大浪潮下，教育业也受到了巨大的影响。“互联网+”思维对传统教育方式带来了巨大的冲击和挑战，教育行业如何面对和适应“互联网+”，既是加强教育改革所面临的问题，也是摆在广大教育工作者面前的现实课题[1]。

虚拟仿真技术是继多媒体技术、网络技术之后又一门崭新的技术。虚拟仿真技术可以通过计算机技术与相关理论产生满足视、听、触觉等真实感的虚拟环境，设计者和师生可在这种虚拟环境中进行相应工程推演与实验操作[2]。

若将虚拟仿真技术和互联网+有机融合起来运用到水利水电工程的教学中去，既可以打破教学实训场地及实验环境的限制，又可以积极调动学生的主观能动性，对水利水电专业的教学起着积极的推动作用。

1 水利水电工程专业分析

水利水电工程是国民经济和社会发展的基础行业，由于本专业存在着施工工期长、工序繁多、隐蔽工程无法现场展示等问题，因此学生在学习本专业课程及认识实习中只能参观施工现场或观看模型，却无法通过实际操作来了解具体施工工艺[3]。水利水电工程专业的毕业生就业主要面向中小型水利水电工程的施工管理、监理以及设计工作，这就要求学生需要具备一定的综合性应用技术，不仅要熟悉本专业知识，还具备一定的动手能力和综合问题的分析解决能力，这就对学生在校期间的教学提出了更高的要求。

2 传统教学方法存在的问题

传统教育模式成本高，区域性强，不易扩展，尤其是对水利水电工程专业的学生而言，更是缺乏参与感，教育体验差。传统教育模式下，优秀的教学资源以及经验丰富的教师受众代表只有上课的几十个学生，而这种封闭的资源由于没有与外界交流碰撞而发展缓慢。经验丰富的教师，有可能在从业的几十年内他的讲述方式并没有发生巨大的变化。

对于水利水电专业而言，由于水利水电工程在施工过程中受地理、环境等外界条件的因素影响较多，且施工管理较为复杂，因此水利水电工程的教学难度较高。按照传统的教学模式，学生只能在教室通过教师讲授以及观看PPT来想象实体的建筑物的形态，或是学生必须单独安排认识实习去施工现场实地观看水利建筑，但这种模式不仅需要专门开辟学习时间，还需要长途跋涉去施工现场，且存在一定的安全隐患。即便这样看到的施工现场的建筑物也并不能涵盖所学的所有建筑物。若将虚拟仿真技术和互联网+有机融合起来进行教学，通过互联网平台学习相关知识点，观看相关视频或PPT等，然后通过虚拟仿真技术模拟各施工工序及施工现场场景，使学生更接近生产实践，可以解决水利水电工程专业实践教学中想看看不到、想做做不了的困境。

3 互联网+虚拟仿真教学模式的优点

教育从来都不是单向的，如果只是简单的改变教学模式并不能从根本上使得教育发生变革。传统意义上的互联网+教育,由于缺乏对学习者的定量分析、跟踪评价和反馈，导致学生在学习过程中辍学率高、学习维持时间短、课程通过率低等缺点，而将互联网+与虚拟仿真的有机结合，则展现出更多的优势，主要表现在以下几个方面：

(1)俗话说，“百闻不如一见,百学不如一练”，虚拟仿真技术可以模拟水利水电工程各部位的施工工序过程，让学生深切感受到与施工现场一样的效果，弥补了学生不能直接参与施工过程的具体操作以及管理的问题，不但提高了教学效果，还能让教师在具体的施工工艺教学中更容易让学生理解，真正做到强化实践教学环节，提高教学质量的目的。

(2)传统教学中，为了让学生理论联系实际，学校一般会安排认识实习。但是认识实习也受到了学习时间以及实习地点的局限性，即使安排实习，也只能看到实习现场的某一种施工建筑物，则对所学知识受到了大大的局限,而虚拟仿真则解决这一难题。教师可将课堂上讲述的内容与虚拟仿真相结合，将课堂上讲授的内容通过虚拟仿真技术生动的表现出来，让学生更好的理解所学知识。如水工建筑物中重力坝、土石坝、面板堆石坝等，教师在讲授完当节课内容后即可带领学生去虚拟仿真实验室模拟具体的施工现场场景，帮助学生更好的理解所学内容，大大的提高了教学的效率。

(3)水利水电工程专业的毕业生就业主要面向中小型水利水电工程的施工管理、监理以及设计工作，这就对学生的综合应用能力提出了较高的要求。而虚拟仿真技术则以实际的施工环境为背景，真正将理论与实践结合起来，使学生能够在虚拟场景中进行操作，与施工现场零距离接触，提高综合应用能力，为学生提早了解施工工艺，熟悉现场环境提前打好基础。

4 互联网+虚拟仿真教学模式实施

采用传统方式讲授水利水电工程建筑物时，由于工程实物难以亲眼见到，教师只能通过图片或视频给学生讲授，学生会觉得抽象、乏味、难以理解。若将虚拟仿真技术与互联网+结合起来，学生可通过互联网+熟悉工程资料，再利用虚拟仿真技术将各类水工建筑物亲手拆开、解剖，理解会更加细致深入。比如土石坝和混凝土重力坝仅从外部很难看出差别，而学生可利用虚拟仿真技术将这两种水工建筑物拆开，不仅可以清楚的看到混凝土重力坝的横缝、纵缝和各类廊道，而且还有助于加深认识土石坝和混凝土重力坝的各种联系与区别[2]。这种教学模式有助于提升教学效果，激发学生学习积极性，提高学习效率。

采用互联网+虚拟仿真相结合的授课方式，教师可先通过互联网平台将相关知识点、视频等上传至互联网平台，学生通过网络平台看到发布的知识点以及教材的内容进行预习，并在网络上查询相关资料，课堂中教师运用互联网平台给学生观看相关视频，进行必要的讲解，讲授完根据内容利用虚拟仿真技术来进行虚拟实操，实操完以后学生有不懂的理论知识再进行网络上的学习，并反馈教学效果，如图1所示。

图1 互联网+虚拟仿真教学模式示意图

通过互联网+虚拟仿真的授课方式，学生可通过互联网平台分享自己的实操心得，发表自己的独到见解，供其他未进行此操作的同学作为参考[4]。同时其他看到评论的同学可进行知识点探讨，更容易形成兴趣小组，并结合自身的情况，以及不同时段的学习情况来促进自我管理，自我学习状态的形成。

通过学生在互联网+平台上对于所学知识的反馈，以及虚拟仿真实操的心得体会，教师可根据需求适当的调整教学方向及教学内容，并根据学生的兴趣爱好，建立更多的虚拟仿真场景以及实操项目，调动学生的积极性以及探索欲望，建设更有吸引力的教学资源[5]。这种教学方法很好地结合了理论和实践，充分调动起学生的学习积极性和主动性，更好的激发了学习潜能。

5 结 语

众所周知，学习并非是一个师生单向授受的过程，而是一个学生主动探索未知领域的过程。只有激发出学生的兴趣爱好，才能达到更好的教学效果。互联网+虚拟仿真的融合式教学不仅大大的提高了学生的学习兴趣，而且更有利于学生对知识点的进一步理解。这种学习方式是将学生的课外主动学习与课内的虚拟仿真有机结合起来，可以帮助学生更好地完成学习任务，有效避免了少部分同学出现上课跟不上，下课全忘光的现象。

通过虚拟仿真与互联网+的有机结合，可以很大程度上丰富学生的视野，让他们看到以前必须去工地现场才能看到的场景，提高学生对专业的认知能力。改变了学生以往在学习过程中的角色从被动到主动的转变。同时学校可以举办虚拟仿真实操大赛，激发学生的创造能力，挖掘学生的潜力，提高教学效果。