徐峰，張東嶺，王玉振

（河南水利與環(huán)境職業(yè)學院，河南 鄭州 450008）

0 引言

在信息高速發(fā)展時代，生活時時刻刻都被信息技術(shù)所影響。依據(jù)2019年國務(wù)院頒布的《國家職業(yè)教育改革實施方案》要求“經(jīng)過5-10年左右時間，大幅提升新時代職業(yè)教育現(xiàn)代化水平。沒有職業(yè)教育現(xiàn)代化就沒有教育現(xiàn)代化?！毙畔⒓夹g(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展給職業(yè)教育帶來了前所未有的新機遇。BIM+VR 是將BIM（建筑信息模型）和VR（虛擬現(xiàn)實）結(jié)合起來的一種信息技術(shù)手段，讓人們在操作體驗中感受到BIM特有的真實三維特性以及VR技術(shù)的畫面是全息的，立體的感受。BIM+VR在職業(yè)教育教學中應用，體現(xiàn)信息化技術(shù)在教育改革中的重要地位和作用。

2016 年國務(wù)院頒布的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》要求“大力培養(yǎng)裝配式建筑專業(yè)人才，鼓勵職業(yè)學校設(shè)置裝配式建筑相關(guān)專業(yè)及課程，積極推動產(chǎn)教融合，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式?！蹦壳埃蟛糠致殬I(yè)院校已開設(shè)裝配式建筑相關(guān)課程，但知識體系大都為傳統(tǒng)理論教學，缺乏教學實踐性環(huán)節(jié)。依據(jù)職業(yè)院校學生動手能力強的特點，在裝配式施工課程教學中引入BIM+VR技術(shù)，將對課程的教學改革的具有顯著的意義。

基于上述現(xiàn)狀，部分學者對BIM+VR 技術(shù)在施工類課程教學改革中的應用進行了研究與探索。王凱等構(gòu)建了一種新型BIM+VR裝配式建筑教學平臺，從工程管理教學過程出發(fā)得出裝配式建筑教學平臺的構(gòu)建對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義與前景。陸海燕等將BIM和VR技術(shù)結(jié)合作用于土木工程施工教學，促進了教學方法的改革。楊陽等結(jié)合實際工程項目設(shè)計教學案例，對BIM技術(shù)和VR技術(shù)應用的場景沉浸式土木工程施工課程教學進行了探索和實踐，創(chuàng)新了教學模式。李萌萌等結(jié)合裝配式建筑構(gòu)實驗教學，進行了基于BIM+VR技術(shù)的實踐應用研究，構(gòu)建了信息技術(shù)應用新模式。這些研究與探索為BIM 技術(shù)和VR 技術(shù)在裝配式施工類課程的教學改革中提供了新的方向和思路。以“裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工”課程為例，分析基于“BIM+VR”技術(shù)的應用，給課程教學帶來的巨大改革。

1 課程特點

1.1 課程主要內(nèi)容

課程主要內(nèi)容為預制混凝土構(gòu)件（柱、梁、墻、板、樓梯）等的施工全過程，該過程包括構(gòu)件的存儲、運輸、起吊、對位、灌漿連接及質(zhì)量檢查驗收等工作任務(wù)，重點是讓學生掌握每一項工作任務(wù)的施工工藝流程及施工控制要點，并具備施工現(xiàn)場操作以及指導現(xiàn)場施工的能力。

1.2 課程教學特點

課程具備一般施工類課程的特點，即學科性強、綜合性強和實踐性強，并且每一個施工過程都具有即時性和完成性的特點，即一個施工過程完成后，在教學過程中無法再現(xiàn)的特性。使得學生在學習的過程中，無法真實感受到整個施工過程，導致在視覺和感覺系統(tǒng)上對知識內(nèi)容無法產(chǎn)生共鳴。

2 BIM+VR技術(shù)的應用

2.1 BIM技術(shù)

BIM 技術(shù)即建筑信息模型，是通過三維虛擬技術(shù)將建筑工程項目的整個生命周期各個環(huán)節(jié)集合在一起，形成模型信息的技術(shù)。在工程類課程教學中，通過BIM 技術(shù)將抽象的教學內(nèi)容在計算機中以三維信息模型展示，對學生理解建筑空間結(jié)構(gòu)的和建設(shè)工程全壽命周期的認識有輔助作用。

2.2 VR技術(shù)

虛擬現(xiàn)實簡稱VR，是一種能夠創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術(shù)，可以使參與者有真實地場景或?qū)嵨锎嬖诟校此娂此?。由于其特有的仿真模擬和沉浸體驗特性，它正在成為解決建筑三維空間問題的一種重要方法，也將成為信息技術(shù)輔助教學的一個重要手段。

2.3 BIM+VR的應用

2.3.1 BIM建立模型

給定實際工程項目，在BIM操作軟件中建立構(gòu)件的三維模型，通過模型的建立，鍛煉識讀建筑施工圖紙的能力，并熟悉構(gòu)件的幾何參數(shù)、材料性能等基本知識。在模型建立的過程中，更加注重構(gòu)件施工期間的細節(jié)內(nèi)容，例如：預埋件及預留空洞的位置等。

2.3.2 VR模擬操作

工地導覽：完成對整個施工現(xiàn)場布置情況的沉浸式游覽和操作，虛擬的施工現(xiàn)場布置完全依據(jù)實際施工現(xiàn)場的整體布設(shè)要求及安全施工要求進行布置，學生游覽過程中可以隨時了解現(xiàn)場布設(shè)的規(guī)范要求，并進行布置的調(diào)整，不滿足要求時，系統(tǒng)會進行錯誤提示，從而身臨其境的感受場地布置對構(gòu)件位置的合理性以及設(shè)施滿足規(guī)范性的要求，進而了解工程的概況和施工場地布置要求。

構(gòu)件運輸、起吊、就位：完成對預制混凝土構(gòu)件的沉浸式操作，虛擬平臺內(nèi)置數(shù)據(jù)完全依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置，操作過程中學生按規(guī)范要求工藝流程完成，并注意每道工序的施工要點，如果操作發(fā)生失誤，系統(tǒng)會自動提醒，全部施工過程可以反復進行操作，考核操作過程中會進行扣分處理，大大提高學生對工藝流程和施工要點的掌握。

灌漿連接：對已經(jīng)安裝就位的混凝土構(gòu)件的連接位置及連接的基本構(gòu)造有所了解，并完成灌漿料的制作以及構(gòu)件連接對外界施工溫度的設(shè)定，實現(xiàn)對構(gòu)件連接施工環(huán)境要求的了解，并掌握灌漿的工藝流程和施工操作要點。

3 基于BIM+VR的課程教學改革

3.1 教學模式的改革

傳統(tǒng)施工類課程主要以傳遞-接受式為主，教師講的多、學生動的少，學生缺乏積極主動性。BIM+VR 信息技術(shù)的應用，學生通過虛擬系統(tǒng)中反復操作施工過程，即增強了學生的實際操作能力和又增強了學生的團隊協(xié)作能力。

3.2 教學內(nèi)容的改革

課程的教學內(nèi)容主要為施工工藝流程和施工工藝要點，文字和圖片的堆積使得教學內(nèi)容枯燥、乏味，無法激發(fā)學生的學習興趣，造成其對學習內(nèi)容無法理解和掌握。教師通過BIM+VR 系統(tǒng)將教學內(nèi)容變成具體工作任務(wù)，增強了學生的課堂學習體驗的同時使得教學內(nèi)容的更加靈動。

3.3 教學方法的改革

由傳統(tǒng)的“教師主體”的課堂教學轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖處熤鲗?、學生主體”的課堂自學，教師講究教學方法，注重學法指導，通過實行啟發(fā)式和討論式教學致力培養(yǎng)學生的自學能力。

3.4 教學手段的改革

熟練運用BIM+VR現(xiàn)代教育技術(shù)手段，通過實際工程建設(shè)項目，將項目教學內(nèi)容劃分成具體工作任務(wù)，提前創(chuàng)設(shè)教學情景，激發(fā)學生的學習興趣，充分挖掘?qū)W生的潛能，切實提高了課堂教學效率。

3.5 教學評價的改革

考核評價目的在于提高學生的學習能力和學習質(zhì)量，通過BIM+VR現(xiàn)代技術(shù)手段可以全過程記錄學生的任務(wù)完成情況，并給出認定結(jié)果。為學生的學科綜合考評給出了重要的參考依據(jù)。

3.6 教學實踐的改革

職業(yè)院校學生的優(yōu)勢在于他們的動手操作能力和實踐創(chuàng)新能力比較強。而傳統(tǒng)的實踐教學環(huán)節(jié)基本上都是課程中間或者結(jié)束后進入企業(yè)實習，不能做到隨學隨做，對知識的理解和應用有一定的延緩性，應用BIM+VR 技術(shù)到課堂教學后，使得課堂變成虛擬的施工現(xiàn)場，有利于提高實踐教學的效率和質(zhì)量，同時彌補企業(yè)實踐教學的延緩性和不足性。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM+VR信息技術(shù)的應用，在“裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工”課程教學改革方面起到了重要的推動和促進作用，其教學改革成果為同類施工課的教學改革提供了新的方法，同時促進了教育的信息化。因此，BIM+VR 技術(shù)的應用，在施工類課程培養(yǎng)專業(yè)化高質(zhì)量人才培養(yǎng)方面的獨特優(yōu)勢。