袁靜 唐輝 胡媛媛

摘 ? ?要：南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院是四川省示范高職院校之一，土木與建筑工程系是學(xué)院重點(diǎn)建設(shè)系，現(xiàn)設(shè)有建筑工程技術(shù)、工程造價(jià)、建筑設(shè)計(jì)、建設(shè)工程管理等7個(gè)專業(yè)。其中建筑工程技術(shù)為教育部、財(cái)政部支持的“提升專業(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力”項(xiàng)目重點(diǎn)專業(yè);工程造價(jià)為省示范專業(yè)。建有材料、力學(xué)、地質(zhì)、測量、制圖、構(gòu)造、造價(jià)、施工組織等實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室20余個(gè)。建筑綜合實(shí)訓(xùn)基地3000余㎡，可開展建筑材料、鋼筋、模板、腳手架、砌筑及抹灰等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。能滿足實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、職（執(zhí)）業(yè)資格考試培訓(xùn)、鑒定等的需要，學(xué)院自籌資金開展了建筑工程虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真、技能、人才培養(yǎng)

1 ?前言

互聯(lián)網(wǎng)+教育行動(dòng)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等不斷促進(jìn)教學(xué)模式、方法和手段改革，運(yùn)用新的科學(xué)技術(shù)輔助教學(xué)已成為必然。建筑工程類專業(yè)涉及勘察、設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)、檢測、竣工驗(yàn)收等多個(gè)方面，全方位全過程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)具有投入成本高、周期長、安全風(fēng)險(xiǎn)高、難以實(shí)體呈現(xiàn)、操作不可及或不可逆的特點(diǎn)，學(xué)校很難創(chuàng)建全域真實(shí)環(huán)境來進(jìn)行所有生產(chǎn)過程的實(shí)踐訓(xùn)練;在頂崗實(shí)習(xí)過程中又受時(shí)間、資源、安全等因素制約，難以滿足技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)要求。為此，充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)最新成果，本著虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛的原則，整合資源，構(gòu)建虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心，為建筑工程類高職學(xué)生提供可靠、安全、經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件，既是技術(shù)技能人才培養(yǎng)和教育信息化的必然需求，也是南充實(shí)施“155發(fā)展戰(zhàn)略”、加快城鄉(xiāng)現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迫切需求。

2 ?虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)內(nèi)容以及目標(biāo)

2.1 ? 資源內(nèi)容

①資源內(nèi)容類型多樣化。虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)的資源類型根據(jù)不同課程的具體需求，內(nèi)置多類型的教學(xué)資源，資源形式包含：4D微課，3D互動(dòng)，2D圖片，文本、音頻、視頻等多媒體資源。4D微課資源是合作企業(yè)特有的資源表達(dá)形式，其在常規(guī)3D動(dòng)畫的知識(shí)表達(dá)基礎(chǔ)上，增加配套語音講解，并且輔助二維圖文對知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化詮釋，在資源知識(shí)點(diǎn)碎化的前提下，設(shè)置更加精細(xì)的選擇功能，4D微課可快進(jìn)和后退，可重復(fù)觀看某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并且老師可對資源內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)的畫筆涂鴉講解。增強(qiáng)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)與學(xué)生企業(yè)實(shí)習(xí)的互補(bǔ)性。②資源內(nèi)容精致化。仿真中心系統(tǒng)中所有資源內(nèi)容包括系統(tǒng)界面、場景設(shè)施、人物畫面，均由專業(yè)人員設(shè)計(jì)制作，符合建筑工程特點(diǎn)的前提下，做到畫面精致，統(tǒng)一和諧，運(yùn)行流暢，并針對高校學(xué)生成人化的特點(diǎn)，適當(dāng)輔以游戲化元素，增加趣味性。③資源內(nèi)容最大仿真化。針對建筑工程的施工場景的專業(yè)化要求，在搭建的虛擬實(shí)訓(xùn)場景時(shí)，做到細(xì)節(jié)把控和信息的最大化傳遞，讓學(xué)生全方位進(jìn)行虛擬仿真實(shí)訓(xùn)。

2.2 ?資源建設(shè)

在虛擬仿真教學(xué)中，根據(jù)當(dāng)前我國教育教學(xué)改革和教育信息化發(fā)展的新形勢、新任務(wù)和新要求，為了合理開發(fā)、適當(dāng)整合網(wǎng)絡(luò)仿真教學(xué)資源，充分發(fā)掘教師自身的課程資源價(jià)值，培養(yǎng)教師業(yè)務(wù)素質(zhì)，參與虛擬資源建設(shè)全過程。提升現(xiàn)代仿真教育技術(shù)應(yīng)用水平，提高仿真教學(xué)質(zhì)量。

2.3 ?資源共享

強(qiáng)大的本地資源庫以及網(wǎng)絡(luò)資源庫為教師授課提供強(qiáng)有力的資源平臺(tái)，教師可以隨時(shí)隨地調(diào)取相關(guān)資源進(jìn)行授課;軟件中獨(dú)特的資源互通功能，幫助教師只需在多學(xué)科軟件中對所教課程的科目以及課程等進(jìn)行資源搜索、資源選擇便可獲取資源的應(yīng)用。建設(shè)具有擴(kuò)展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平臺(tái)，高效管理教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的教學(xué)資源共享。

教學(xué)資源共享的范圍：建筑工程虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心面向?qū)W校多個(gè)專業(yè)開展虛擬仿真教學(xué)工作;中心的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源在全校范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)共享，教師和學(xué)生可以利用遍布全校的網(wǎng)絡(luò)利用這些資源進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流。

①實(shí)訓(xùn)教學(xué)場地與設(shè)備的共享。實(shí)驗(yàn)場地和儀器設(shè)備是開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是虛擬仿真中心資源中最直接最容易實(shí)現(xiàn)共享的資源，也是最早進(jìn)行開放共享探索的資源。中心設(shè)備既有常規(guī)的儀器，也有高端的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，如造價(jià)員模擬考試系統(tǒng)等，并配有與實(shí)訓(xùn)教學(xué)中各類綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的要求相適應(yīng)的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。②實(shí)訓(xùn)教學(xué)師資的共享。中心針對實(shí)訓(xùn)師資特別是有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的教師實(shí)行有限度的師資流動(dòng) 與共享。如聘請兼職教師、退休教師返聘、派出訪問學(xué)習(xí)以及通過企業(yè)兼職的形式豐富本中心的實(shí)訓(xùn)師資，提升實(shí)訓(xùn)教學(xué)水平。此外還通過短期交流聘請外校水平高、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師主持實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程，利用一個(gè)教學(xué)周期的時(shí)間，帶動(dòng)整個(gè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的提高。③實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與方法的共享。中心借助虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)將相關(guān)資源網(wǎng)絡(luò)化，包括實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱、實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例、實(shí)訓(xùn)操作錄像、教學(xué)課件和教師指導(dǎo)資料等。對合作共享的院校開放虛擬平臺(tái)的校外訪問權(quán)限，實(shí)現(xiàn)跨時(shí)間和空間限制的共享。擬對南充市多所職業(yè)高中、中職學(xué)校進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)資源共享，發(fā)揮輻射帶動(dòng)作用，不斷拓展資源的共享范圍。

通過相互之間的交流，了解其他院校在虛擬仿真中心建設(shè)與管理各方面的思想理念、實(shí)施情況和實(shí)施效果，互相學(xué)習(xí)取長補(bǔ)短，共享成果。

3 ?教學(xué)應(yīng)用

3.1 ?實(shí)踐教學(xué)

建設(shè)本虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心，預(yù)期達(dá)到實(shí)踐教學(xué)明顯，建設(shè)應(yīng)用率高，受益面廣，成果豐富，能促發(fā)學(xué)生興趣及自主學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)，為我院的實(shí)踐教學(xué)體系搭建重要的作用，提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，發(fā)揮良好的示范作用。通過虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)手冊、實(shí)訓(xùn)任務(wù)書、指導(dǎo)書、實(shí)訓(xùn)報(bào)告、實(shí)訓(xùn)考核等教學(xué)過程資料的編制，為師生搭建虛擬仿真互動(dòng)平臺(tái)提升實(shí)踐教學(xué)效果。

3.2 ?社會(huì)服務(wù)

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心包含施工管理崗位演練系統(tǒng)和沉浸式5D安全體驗(yàn)系統(tǒng)，均可面向施工企業(yè)，作為從業(yè)人員的上崗前的崗前培訓(xùn)和安全教育培訓(xùn)，積極最大化的發(fā)揮學(xué)院的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的作用，為學(xué)院、老師、學(xué)生帶來信息化教學(xué)變革的同時(shí)，增加其社會(huì)價(jià)值，為建設(shè)行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4 ? 預(yù)期效果

4.1 ?創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)式教學(xué)

構(gòu)建基于VR技術(shù)的虛擬仿真中心，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將沉浸性、交互性、逼真性和構(gòu)想性融于教學(xué)，使學(xué)生通過在虛擬場景的身臨其境和自主控制的人機(jī)交互，由視覺、聽覺、觸覺全方位獲取外界的反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)式教學(xué);還可讓學(xué)生親自動(dòng)手，設(shè)計(jì)新的場景和應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，達(dá)到傳統(tǒng)教育方式難以企及的效果與體驗(yàn)。

4.2 ?打破實(shí)訓(xùn)困境，提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)，通過沉浸互動(dòng)的形式，實(shí)現(xiàn)身臨其境、情景互動(dòng)、任務(wù)模擬、成果反饋等場景教學(xué)。打破傳統(tǒng)教學(xué)方法的瓶頸，高效解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)受資源、安全、技術(shù)等因素制約導(dǎo)致的復(fù)雜、抽象、高消耗、高危等現(xiàn)象困境，節(jié)約成本，提高學(xué)習(xí)效率。

4.3 ?創(chuàng)新資源共享模式，突破實(shí)訓(xùn)時(shí)空

基于“智慧校園”信息化建設(shè)，借助于VR頭盔、沉浸設(shè)備、實(shí)訓(xùn)電腦、筆記本、PAD、手機(jī)等多種形式的終端設(shè)備，充分利用掃描二維碼、語音體感識(shí)別、云平臺(tái)、app等先進(jìn)的信息技術(shù)手段及共享型虛擬仿真信息化教學(xué)資源，創(chuàng)新資源共享模式，開展即時(shí)“教-學(xué)-練-考”應(yīng)用，突破實(shí)訓(xùn)時(shí)空困境，實(shí)現(xiàn)教學(xué)共享、泛在、移動(dòng)、個(gè)性的要求。

4.4 ?教學(xué)做創(chuàng)合一，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐反哺教學(xué)

深化產(chǎn)教融合，校企合作，依靠虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心教學(xué)資源與師資團(tuán)隊(duì)，開展行業(yè)企業(yè)人員崗位體驗(yàn)、技術(shù)培訓(xùn)等服務(wù)項(xiàng)目。在次過程中，校企深度融合，共同進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造研究，形成 “實(shí)踐教學(xué)—社會(huì)服務(wù)—?jiǎng)?chuàng)造創(chuàng)新”的良性教學(xué)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐反哺教學(xué)。

5 ?結(jié)語

此外，我院還與多家公司建立了良好的合作關(guān)系，建立了校企合作的新機(jī)制，通過購買軟件和服務(wù)、參與企業(yè)項(xiàng)目開發(fā)、科研合作、參觀考察學(xué)習(xí)、整合資源等形式，將繼續(xù)推動(dòng)虛擬仿真教學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展。

項(xiàng)目基金：

南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院2019年科研課題，課題編號：ZRB1909。

作者簡介：

袁靜（1982—）女，講師，研究方向?yàn)槌鞘幸?guī)劃與設(shè)計(jì)。