王小平 吳炎 韓麗蓉

基金項(xiàng)目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（202101116014）、教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（202102175027）

摘要：工程測(cè)量實(shí)習(xí)是土木工程實(shí)踐環(huán)境的重要組成部分，虛擬仿真技術(shù)則為工程測(cè)量實(shí)習(xí)打開了新的大門。本文通過對(duì)虛擬仿真技術(shù)在工程測(cè)量實(shí)習(xí)中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行介紹，從多個(gè)方面突出新的發(fā)展形勢(shì)下工程測(cè)量實(shí)習(xí)中采用虛擬仿真技術(shù)的必要性，結(jié)合虛擬仿真技術(shù)在常州大學(xué)懷德學(xué)院工程測(cè)量實(shí)習(xí)中應(yīng)用，為工程測(cè)量實(shí)習(xí)課程的改革提出參考。

關(guān)鍵字：獨(dú)立學(xué)院;虛擬仿真技術(shù);工程測(cè)量實(shí)習(xí)

引言

隨著城市的快速發(fā)展，施工場(chǎng)地周邊環(huán)境的復(fù)雜度不斷增加，施工環(huán)境惡劣，這就對(duì)工程施工人員的水平有了更高的要求。測(cè)量是施工的前驅(qū)工作，是保證工程質(zhì)量的重中之重，因此，施工人員工程測(cè)量水平的高低直接影響到整個(gè)項(xiàng)目的成敗。

工程測(cè)量課程是土木工程專業(yè)的主干課程之一，測(cè)量實(shí)習(xí)也在實(shí)踐課程中具有舉足輕重的地位。獨(dú)立學(xué)院位于職業(yè)技術(shù)學(xué)院與公辦本科之間，其最主要的職能是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的實(shí)踐性人才，測(cè)量實(shí)習(xí)對(duì)于獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生們是必備技能。但是由于獨(dú)立學(xué)院場(chǎng)地和經(jīng)費(fèi)的限制，學(xué)生們正常的測(cè)量實(shí)習(xí)只能進(jìn)行普通的水準(zhǔn)測(cè)量。從2020年年初至今，很多課程都實(shí)行了線上教授，工程測(cè)量也不例外，很多實(shí)習(xí)項(xiàng)目都已經(jīng)取消。尋找一種更為契合現(xiàn)階段獨(dú)立學(xué)院工程測(cè)量實(shí)習(xí)的模式成為課程改革的重點(diǎn)。

常州大學(xué)懷德學(xué)院土木工程與工程管理專業(yè)共有5個(gè)班的學(xué)生，一起進(jìn)行實(shí)習(xí)的時(shí)儀器捉襟見肘，同時(shí)實(shí)習(xí)項(xiàng)目也局限于普通的水準(zhǔn)測(cè)量，較為單一。每位學(xué)生的實(shí)習(xí)效率較低。以教育部的協(xié)同育人項(xiàng)目為契機(jī)，結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，對(duì)其在工程測(cè)量實(shí)習(xí)的應(yīng)用進(jìn)行探討

1虛擬仿真技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬仿真又稱模擬技術(shù)或虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其本質(zhì)就是用一個(gè)虛擬的系統(tǒng)來(lái)模擬另一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)[1]。虛擬仿真技術(shù)是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的高度仿真三維信息人工虛擬環(huán)境，可以逼真地模擬現(xiàn)實(shí)世界存在的事物，或創(chuàng)造不存在的事物和環(huán)境[2]。土木工程已經(jīng)有很多專業(yè)在教學(xué)中引入了虛擬仿真技術(shù)，如土木工程施工、施工組織設(shè)計(jì)、BIM技術(shù)等，但是在測(cè)量實(shí)習(xí)中引入虛擬仿真技術(shù)還較少。

2工程測(cè)量實(shí)習(xí)虛擬仿真的優(yōu)勢(shì)[3，4]

（1）擺脫自然條件的影響

普通的測(cè)量實(shí)習(xí)往往在工程測(cè)量課程上完之后，無(wú)論是上半年還是下半年，溫度或很高或很低，極大降低了學(xué)生的實(shí)習(xí)積極性。天氣因素對(duì)測(cè)量實(shí)習(xí)有較大影響，往往使測(cè)量實(shí)習(xí)不能按時(shí)完成。而虛擬仿真技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)，只需要一臺(tái)電腦，在教室內(nèi)即可進(jìn)行實(shí)習(xí)，無(wú)需考慮天氣因素。

（2）不受時(shí)間和空間的限制

測(cè)量實(shí)習(xí)的時(shí)間都很固定，如果有小組測(cè)量的結(jié)果出現(xiàn)較大誤差，就需要重新測(cè)量，這就導(dǎo)致學(xué)生不能按時(shí)歸還儀器，影響下一組的使用。同時(shí)，小組重新測(cè)量時(shí)會(huì)占據(jù)測(cè)量的點(diǎn)位，也會(huì)打亂下一組的測(cè)量次序。很多學(xué)校的測(cè)量實(shí)習(xí)都是選擇校內(nèi)進(jìn)行道路的閉合水準(zhǔn)測(cè)量，但是實(shí)際工程中還需要對(duì)建筑物進(jìn)行放樣。然而建筑物的點(diǎn)位由于高度的關(guān)系，進(jìn)行更高精度的測(cè)量會(huì)威脅學(xué)生的安全，所以測(cè)量實(shí)習(xí)中也缺少了對(duì)建筑物的三維測(cè)量。虛擬仿真技術(shù)在電腦上使用時(shí)可以進(jìn)行無(wú)數(shù)次重復(fù)測(cè)量，無(wú)需為時(shí)間不夠而擔(dān)心。

（3）與時(shí)俱進(jìn)，提升測(cè)量技術(shù)

社會(huì)的發(fā)展也會(huì)帶來(lái)測(cè)量技術(shù)的進(jìn)度，測(cè)量的范圍越來(lái)越廣，涉及的專業(yè)越來(lái)越多，不僅僅是從事土木工程的施工技術(shù)，還有3D建模、污水管道排查等。測(cè)量的精度越來(lái)越高，從原來(lái)的厘米級(jí)到現(xiàn)在的毫米級(jí)。測(cè)量的電子化、自動(dòng)化越來(lái)越普及，云端技術(shù)不斷增強(qiáng)，測(cè)量的儀器之間的協(xié)作以及信息化道路越來(lái)越寬。然而儀器的更新、知會(huì)測(cè)量課程的建設(shè)都需要大量的經(jīng)費(fèi)，在原有儀器的基礎(chǔ)上再次購(gòu)買新版儀器一方面會(huì)造成資源的浪費(fèi)，另一方面也有較大的資金壓力。因此，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，可以幫助同學(xué)們認(rèn)識(shí)新的測(cè)量?jī)x器，接觸全新的測(cè)量技術(shù)。

3懷德學(xué)院虛擬仿真技術(shù)在工程測(cè)量實(shí)習(xí)的應(yīng)用

懷德學(xué)院有四個(gè)專業(yè)進(jìn)行工程測(cè)量實(shí)習(xí)，土木工程與工程管理的測(cè)量實(shí)習(xí)相比于環(huán)境工程與給排水工程要求較高，同時(shí)不同專業(yè)的測(cè)量實(shí)習(xí)特點(diǎn)有較大區(qū)別。土木工程要求較高，要達(dá)到二等水準(zhǔn)測(cè)量要求，其他三個(gè)專業(yè)只需要三等水準(zhǔn)測(cè)量要求。同時(shí)土木工程專業(yè)需要應(yīng)對(duì)復(fù)雜的野外環(huán)境，因此虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)后，在進(jìn)行常規(guī)校園實(shí)地水準(zhǔn)測(cè)量后花費(fèi)8個(gè)學(xué)時(shí)開始RTK的測(cè)量，保證學(xué)生常規(guī)測(cè)量工具的全面掌握。

4結(jié)論

虛擬仿真技術(shù)在工程測(cè)量實(shí)習(xí)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，取得的效果也越來(lái)越顯著。在國(guó)家大力發(fā)展數(shù)字化、信息化教學(xué)今天，虛擬仿真技術(shù)對(duì)工程測(cè)量實(shí)習(xí)的推動(dòng)作用將更為強(qiáng)勁，其發(fā)展前景也將更為明朗。獨(dú)立學(xué)院作為實(shí)踐與創(chuàng)新融合培養(yǎng)目標(biāo)的排頭兵，將虛擬仿真技術(shù)在實(shí)踐課程中的應(yīng)用探索將具有示范作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉倩宏. 虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用[J]. 黑龍江科學(xué)，2017，8（21）：124-125

[2] 王衛(wèi)國(guó). 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)思考與建議[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32（12）：5-8.

[3] 張和鵬. 虛擬仿真技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2021（5）：104-105.

[4] 鄧建俊. 基于虛擬仿真技術(shù)的土木工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)改革[J].磚瓦，2021（5）：192+194.