互联网+背景下VR技术在高职院校工程管理专业实训教学中的应用研究

黄丙利

（武汉城市职业学院 湖北·武汉 430064）

虚拟教学就是传统教学适应信息技术和现代人才培养观的一种新型教学，是人类进入虚拟空间进行教育的一种教学形式。从广义上讲，虚拟的教师、虚拟的教室、实验室和虚拟的研讨等等，在这种虚拟环境中进行的教与学的活动都可以称之虚拟教学。

1 互联网+背景下VR技术在理论教学和实践教学分析与特征

1.1 VR技术在理论教学和实践教学分析

在理论教学中，教师优势理论知识丰富，劣势是没有足够的实践素材，通过各种渠道收集图片、视频、动画等制作教学课件。

在实践教学中，教师优势实践经验丰富，劣势是缺少场地，实物仿真模型数量有限、功能有限，实习有点走马观花。

1.2 VR技术在实训教学中的特征

真实感，要求如临其境，感同身受，通过VR技术实现装置不走真实物料，但是和走真实物料现象一致。有效解决了高危险、高成本、高消耗问题，为学生研究探索活动打开方便之门；

交互性，知识高效迁移的必要条件，交互性是指用户对模拟环境内物体的可操作程度及从环境得到反馈的方便和自然程度，包括可操控性，教学上利用VR技术让学生亲自动手操作，通过工艺优化操作、过程敏感因素分析、事故判断和排除、模拟车间生产班组，培养其工程思维、安全意识、实践能力，团队精神；

感知性，视觉感知、力觉感知、触觉感知、听觉感知、运动感知，甚至味觉感知、嗅觉感知等集成。通过多媒体技术和网络二维码技术将难传授、难理解的 内容制作成知识授课视频和设备工作原理动画，整合到实体装置中，融入平时实验教学环节。

1.3 VR技术在实训教学模式

基于基础互动方式组织的VR实训课程，在感知VR实训APP中运行，并支持三种基础教学模式，包括：指导模式：让学生在虚拟场景中按步骤学习实训课程的完整内容，结合各自学习重点自由调整观看视角与步骤。考核模式：让学生通过体感互动方式将实训课的完整内容进行自主模拟，并结合完成准确度与时间评分。案例模式：将学生置于一个“真实项目”特定阶段的虚拟场景中，指派任务，发现并解决项目中发生的实际问题，提高学生分析与解决问题的综合能力。

2 VR+BIM技术在工程管理专业“五化”教学模式探讨

根据工程管理专业人才培养方案，结合专业实际情况，充分利用信息化手段，探索VR+BIM技术如何在工程管理专业中发挥其作用，提出“五化”教学模式，即：课程体系系统化、教学内容项目化、教学形式无纸化、教学手段信息化、技能比赛全员化。

2.1 依托VR+BIM技术，校企合作构建工作过程系统化的课程体系

新生入学后统一配备《建筑工程施工图册》和《建筑工程学院理实一体化图集》两套工程实际图纸，直至毕业。以这两套工程图纸为工作任务，进行各门课程串联学习。实现各专业课程知识点融汇贯通，形成课程体系系统化，形成一个有机的整体。学生通过学习两套工程图纸，学习建筑识图、结构（平法）识图、水电识图；认识各种建筑材料，了解房屋的构造做法；熟悉建筑施工知识、掌握测量放线技能；编制这两个工程的土建、安装预算及施工组织设计方案，进行项目管理和模拟招投标等。学生在校三年相当于参与建设了两个典型工程项目，工作任务明确，两个典型工程贯穿始终，各门专业课程紧紧围绕其设置，成为一个工作过程系统化的有机整体。

2.2 基于VR+BIM技术的工作过程系统化人才培养方案

课程体系的建设是根据社会需求引导专业设置，职业标准引导培养方案，工作过程引导课程体系，典型工作任务引导教学内容；与行业企业合作进行课程体系构建、课程标准制定、教材编写、教学实施和质量评价；根据建设工程管理专业领域和职业岗位的任职要求，参照建筑行业职业资格标准，基于工作过程的课程体系和教学内容，推行“按工程建造过程平行设计教学进程，以工程项目管理为导向”教学模式，实行课程体系与教学改革和人才培养模式的高度匹配；探索“1+x”证书制度，实现教学内容与职业标准的一致性，形成以任务驱动，能力递进，加强职业技能的培养的同时注重职业素养的养成，最终形成体现综合职业能力的课程体系。

2.3 利用VR+BIM软件技术的优势，逐步实现无纸化教学方式

建设思路，学生从入学初的识图课程开始，针对所学的实际工程项目图纸，学习revit建模；运用VR技术，进行施工工艺再现，激发学生创新能力的培养；在学生自己建的revit模型上，通过BIM钢筋算量软件、图形算量软件、安装算量软件等，编制工程造价；利用施工组织设计软件，编制工程的施工组织设计方案，进行施工现场三维场地布置；利用工程招投标模拟软件，模拟招投标全过程；利用BIM5D软件，学习工程项目全方位管理。

2.4 运用VR+BIM技术等技术实现教学手段信息化

现代信息化教学手段，教学资源库、云教学平台、精品资源共享课、VRAR虚拟空间交互体验、各种仿真教学软件等，充分调动学生学习的兴趣，降低学习难度，提高课堂效率。

2.5 鼓励参加行业协会BIM+VR技能比赛，实现技能比赛全员化

在开展日常教育教学同时，鼓励学生参加行业学会、协会等举办的各类技能比赛，专业教师分赛项指导学生比赛，学生分组参加不同的比赛，形成以赛促教、以赛促学、以赛促练、以赛促改的职业教育理念，形成良教风和学风，同时激发学生的主动性、参与性、团队协作性，实现技能比赛全员化。

3 VR+装配式建筑技术在工程管理专业实践教学探索

通过虚拟现实技术（VR），将装配式建筑无法真实实训的困难予以解决，学生可通过VR设备真实模拟装配式施工现场，包括预制车间漫游、装配式构件码放运输情景教学、预制构件吊装、施工工地安 全检测与建筑维护、墙板临时支撑、套筒灌浆、现浇连接等各个岗位与环节的实训。功能集观摩、互动PK、结果智能考核、实训体验为一体的综合实训体验厅。利用虚拟仿真技术和软硬的虚实结合技术，实现动态演示、交互式操作实训，软硬件结合的一体化教学模式。

虚拟仿真构件施工过程现浇连接操作，训练考核学生根据施工目标构件进行现浇点支设模板、钢筋绑扎，混凝土现浇等操作。训练构件基于国家建筑标 准设计图集中的标准构件，教师下达构件现浇连接实训任务，学生即可登录本模块转变为现浇连接岗位角色参与构件现浇连接的工程仿真生产。

虚拟仿真构件生产、施工过程质检操作，训练考核学生合理评判生产、施工各模块岗位操作结果是否符合生产标准并对不合理的操作结果进行处置的操作。

VR虚拟软件系统实现课程的项目化教学、任务型教学、智能化教学、模块化教学，从而达到一 体化教学标准，实现课堂反转。根据建筑产业现代化装配式建筑流程特点，分别从构件生产、运输和 装配化施工流程进行设计，按照构件 厂实际生产流程与企业岗位需求，进行模块化划分，构件内容依据标准图集典型构件进行设计。软件能够实现装配式建筑过程的仿真模拟、动态演示、交互式操 作实训、结果智能考核等多项功能。实现以岗位为模块的独立学习、训练、考核和评价。

4 VR+装配式建筑技术在工程管理专业实践教学优势

装配式建筑工地VR实景操作系统，是将“互联网+”理念与虚拟现实技术引入建筑工地。将建筑施工现场的实际状态，经采集和汇集处理，以可视化的形式在培训平台上进行实时展现，帮助工人快速掌握装配式工艺流程，针对不同工种进行专业化训练，控制培训时间，保证培训质量，实现精益建造、绿色建造和生态建造的“智慧建造”理念。与传统的技能培训方式相比，其突出优势主要表现在以下五个方面：

（1）还原真实性：VR技术建立的虚拟环境是由基于真实数据建立的数字模型组合而成，严格遵循工程项目设计的标准和要求，通过强大的三维建模技术建立逼真的三维场景，对规划项目进行真实“再现”。

图：VR系统与传统模式教育效果对比表

（2）可分析性：VR应用可以创建建筑工程设计师或人员施工所需的特殊场景，并在使用中提供即时的反馈。比如说，VR可以评估人群在面对地震时应急预案的成效，反过来，根据提供的即时数据找出差距和需要改进的地方，并进行反复训练。

（3）多元性：在设计中，VR可以将不同的需求个体或设计师同步到一个区域，使得各方能够在一个可视化空间中进行模拟的协调确定最终方案；而在培训中VR可以将诸如用电或消防等建筑施工各场地一致同步到各个区域，让多个组织工种同时进行培训。

（4）可选性：VR应用允许建筑工程设计师和工程施工人员按照自己的节奏来感受体验，建筑工程设计师可以在不同的方案中感受并修改，工程施工人员可以逐步而全面地掌握相关的技能知识。在进行集体培训中，VR平台可以提供小组讨论和分析的场景，建筑工程设计师可以协调各方意见和讨论最终方案与预期效果，工程施工人员可以用来讨论个体行为的正确性与预期效果，能够保证团队协作。

（5）综合性：一库三系统的模拟可分布在各个施工环境下。假如给民用建筑施工、工业建筑施工、装配式建筑施工、以及构筑物施工提供多个虚拟场景，这在现实建筑的设计流程、技能培训中几乎是不可能实现的。反之，VR却可以很呈现仿效出这些真实环境，提高所需要达到的逼真性。

在互联网+背景下，VR技术应用到职业教育中，打破传统教学，提升了信息化教学方法和手段。给职业教育带来了充满未来感的巨大变化，彻底打破时间、空间的限制，把枯燥的数据变成鲜活的图形图像，使职业教育进入交互式参与的新时代。因此，VR+BIM技术在工程管理专业“五化”教学新模式，VR+装配式建筑技术在工程管理专业实践教学优势，将VR虚拟现实技术与职业教育教学实训深度融合发展。