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摘 要：针对国内高职土建类专业虚拟仿真教学软件系统的空白，以浙江工商职业技术学院为例，阐述了建筑工程虚拟仿真教学软件系统的建设思路，介绍了该系统的设计内容及其创新点，总结了虚拟仿真教学软件系统的应用效果。
关键词：土建类专业 虚拟仿真教学 创新点
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）01（a）-0186-01
众所周知，建筑行业是我国国民经济三大支柱产业之一。据2011年统计，建筑业从业人员约为4311.1万人，约占全社会从业人员的5.64%[1]，而专业技术人员和经营管理人员占有率远远低于全国各行业的平均水平，高级技工、技师和高级技师远远不能满足行业发展，人才的培养和在职从业人员素质的提高成为建筑业发展的当务之急[2]。土建类专业人才的培养离不开技能实训，但是由于施工档期、条件、交通、安全等条件的限制，大多数的实训环节不得不在校内解决。
我校重视信息技术的作用，基于专业人才培养方案的教学思路和理念，与企业合作开发了建筑工程虚拟仿真教学系统，该仿真教学系统共分为三个仿真教学软件，分别是材料仿真实验系统、建筑工程仿真实训系统和建筑工程施工工艺仿真系统。运用现代虚拟仿真技术，把工程现场情景化，创造了施工过程交互性的功能，能很好地解决当前土建类专业的传统教学难题。
1 虚拟仿真教学软件系统的研究内容
1.1 建设思路
建筑工程虚拟仿真教学系统以《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》为指导，以“优质教育教学资源开发与利用”为途径，以三维可视化虚拟仿真技术为突破口而研制，集情景教学、互动实训等功能于一体，发挥“信息技术对教育发展具有革命性影响”的重大作用，促进加快实现土建施工类专业教学的现代化。作为基于三维可视化虚拟现实技术的多功能建筑工程虚拟仿真教学系统，该项目填补建筑施工与管理领域仿真教学软件系统的空白。
1.2 研制内容
建筑工程虚拟仿真教学软件系统包括“材料仿真实验系统、建筑工程仿真实训系统”和“建筑工程施工工艺仿真系统”等三个虚拟仿真教学系统。其目的在于通过虚拟仿真技术改革当前土建类专业的传统实践教学模式，提升实践教学和技能训练的效率和效果。
（1）材料仿真实验系统。该实验系统采用模块化结构的建筑材料模拟仿真实验教学系统。该系统由原理规范、实验演示、模拟实验和测试习题等部分组成，具备部分替代实物实验、某些方面超过实物实验的功能。
（2）建筑工程仿真实训系统。该教学系统是以某小学教学楼的工程实例为背景开发的建筑项目建筑全过程的虚拟仿真教学系统。主要由工程管理仿真系统、施工技术仿真系统和施工技术考核系统等三部分组成。①建筑施工技术仿真系统。它包括建筑识图仿真系统、施工放样仿真系统、基础工程施工仿真系统、混凝土工程施工仿真系统、砌体工程施工仿真系统、屋面工程施工仿真系统等六个仿真教学子系统。每个子系统除了视不同需要设有基础知识概述、三维动画演示、工程图片库、视频库、训练任务、练习题、器材简介、模拟器模块等。②建筑工程实训考核系统。它是以一个完整的典型工程建设项目的施工全过程为例，内容包括12个实训考核项目，具备如下功能：三维动画演示；配有综合测试；技术交底的介绍与操作；机具选择练习；基本施工工艺的介绍等。同时，系统可通过不同用户身份的设置实现不同功能。③建筑工程管理仿真教学系统。该教学系统的内容包含项目可研仿真系统、招投标管理仿真系统、进度与项目管理仿真系统、竣工质量验收仿真系统等4个教学子系统。具有基础知识概述、动画演示、项目任务的布置与操作、习题训练等功能。
（3）建筑工程施工工艺仿真系统。该仿真教学系统以分部分项工程为基础，设计了13个模块，共有22个较为典型的分项工程的施工工艺仿真操作，其余类型的施工工艺以文字、图片和视频等形式进行展示，便于学生的自主学习。其内容包含地基与基础施工工艺仿真系统、砌体结构工程施工工艺仿真系统、混凝土结构工程施工工艺仿真系统、脚手架施工工艺仿真系统等。
整个仿真教学系统以实际工程项目为主线，以施工任务为引领，突出技能训练；强调职场情景，全部训练在三维场景下进行；重视教学设计，不同的知识单元含有诸如教学资源、安全交底、技术交底、工程图纸、项目进程、施工准备、规范及标准等多种情境和技能训练教学模块。
1.3 创新点
（1）该系统在内容上涵盖建筑施工技术与管理两大部分，是土建类专业内容最为完整的大型仿真教学系统。
（2）该系统在教学环节上包括仿真教学、仿真实训、模拟考核三大系统，是各教学仿真软件中能够体现教、练、考等教学环节的功能最为齐全的仿真教学系统。
（3）该系统在3DMax建模的基础上，采用Quest3D的实时三维可视化控制技术，实现了三维场景下交互性的教学和实训。综合利用Flash CS4+ActionScript3.0编程。在技术上达到了国内一流的水平。
2 虚拟仿真教学软件系统的应用效果
（1）该仿真教学软件系统已经为我校09级、10级和11级建筑工程技术、工程造价等两个专业学生提供了“教学做一体化”的教学服务。累计使用人数：2010年学生123人，2011年学生320人，2012年学生272人。并进行了施工员、资料员和安全员等3个现场岗位的技能培训任务，学生获得技能证书率达90%以上。
（2）近两年来，我校的建筑工程虚拟仿真教学软件系统分别荣获全国第三、四届教学仿真软件比赛的特等奖、一等奖和二等奖各一项。该虚拟仿真教学软件在很大程度上解决了当前困扰在土建施工类专业面前的下工地难、下现场难的问题，对调动学生的学习积极性，提高学生的技能训练水平，推动教育教学模式改革和绿色实训，推动仿真教学信息化现代化必定发挥不可替代的作用。
（3）该仿真教学系统部分内容已成功推广到广东番禺职业技术学院、山西城乡建设学校、唐山市建筑工程中等专业学校、保定市职业技术教育中心和宁夏水利电力工程学校等五所职业技术学校，且得到了同行们的好评。
参考文献
[1] 赵惠玲，王秀兰，程飞，等.2011年建筑业发展统计分析[J].工程管理学报，2012（3）：5-15.
[2] 孙杰，黄金芳，何佰洲.建筑业“政府主导型”技能型人才培养模式研究[J].建筑经济，2009（1）：115-118.
关键词：土建类专业 虚拟仿真教学 创新点
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）01（a）-0186-01
众所周知，建筑行业是我国国民经济三大支柱产业之一。据2011年统计，建筑业从业人员约为4311.1万人，约占全社会从业人员的5.64%[1]，而专业技术人员和经营管理人员占有率远远低于全国各行业的平均水平，高级技工、技师和高级技师远远不能满足行业发展，人才的培养和在职从业人员素质的提高成为建筑业发展的当务之急[2]。土建类专业人才的培养离不开技能实训，但是由于施工档期、条件、交通、安全等条件的限制，大多数的实训环节不得不在校内解决。
我校重视信息技术的作用，基于专业人才培养方案的教学思路和理念，与企业合作开发了建筑工程虚拟仿真教学系统，该仿真教学系统共分为三个仿真教学软件，分别是材料仿真实验系统、建筑工程仿真实训系统和建筑工程施工工艺仿真系统。运用现代虚拟仿真技术，把工程现场情景化，创造了施工过程交互性的功能，能很好地解决当前土建类专业的传统教学难题。
1 虚拟仿真教学软件系统的研究内容
1.1 建设思路
建筑工程虚拟仿真教学系统以《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》为指导，以“优质教育教学资源开发与利用”为途径，以三维可视化虚拟仿真技术为突破口而研制，集情景教学、互动实训等功能于一体，发挥“信息技术对教育发展具有革命性影响”的重大作用，促进加快实现土建施工类专业教学的现代化。作为基于三维可视化虚拟现实技术的多功能建筑工程虚拟仿真教学系统，该项目填补建筑施工与管理领域仿真教学软件系统的空白。
1.2 研制内容
建筑工程虚拟仿真教学软件系统包括“材料仿真实验系统、建筑工程仿真实训系统”和“建筑工程施工工艺仿真系统”等三个虚拟仿真教学系统。其目的在于通过虚拟仿真技术改革当前土建类专业的传统实践教学模式，提升实践教学和技能训练的效率和效果。
（1）材料仿真实验系统。该实验系统采用模块化结构的建筑材料模拟仿真实验教学系统。该系统由原理规范、实验演示、模拟实验和测试习题等部分组成，具备部分替代实物实验、某些方面超过实物实验的功能。
（2）建筑工程仿真实训系统。该教学系统是以某小学教学楼的工程实例为背景开发的建筑项目建筑全过程的虚拟仿真教学系统。主要由工程管理仿真系统、施工技术仿真系统和施工技术考核系统等三部分组成。①建筑施工技术仿真系统。它包括建筑识图仿真系统、施工放样仿真系统、基础工程施工仿真系统、混凝土工程施工仿真系统、砌体工程施工仿真系统、屋面工程施工仿真系统等六个仿真教学子系统。每个子系统除了视不同需要设有基础知识概述、三维动画演示、工程图片库、视频库、训练任务、练习题、器材简介、模拟器模块等。②建筑工程实训考核系统。它是以一个完整的典型工程建设项目的施工全过程为例，内容包括12个实训考核项目，具备如下功能：三维动画演示；配有综合测试；技术交底的介绍与操作；机具选择练习；基本施工工艺的介绍等。同时，系统可通过不同用户身份的设置实现不同功能。③建筑工程管理仿真教学系统。该教学系统的内容包含项目可研仿真系统、招投标管理仿真系统、进度与项目管理仿真系统、竣工质量验收仿真系统等4个教学子系统。具有基础知识概述、动画演示、项目任务的布置与操作、习题训练等功能。
（3）建筑工程施工工艺仿真系统。该仿真教学系统以分部分项工程为基础，设计了13个模块，共有22个较为典型的分项工程的施工工艺仿真操作，其余类型的施工工艺以文字、图片和视频等形式进行展示，便于学生的自主学习。其内容包含地基与基础施工工艺仿真系统、砌体结构工程施工工艺仿真系统、混凝土结构工程施工工艺仿真系统、脚手架施工工艺仿真系统等。
整个仿真教学系统以实际工程项目为主线，以施工任务为引领，突出技能训练；强调职场情景，全部训练在三维场景下进行；重视教学设计，不同的知识单元含有诸如教学资源、安全交底、技术交底、工程图纸、项目进程、施工准备、规范及标准等多种情境和技能训练教学模块。
1.3 创新点
（1）该系统在内容上涵盖建筑施工技术与管理两大部分，是土建类专业内容最为完整的大型仿真教学系统。
（2）该系统在教学环节上包括仿真教学、仿真实训、模拟考核三大系统，是各教学仿真软件中能够体现教、练、考等教学环节的功能最为齐全的仿真教学系统。
（3）该系统在3DMax建模的基础上，采用Quest3D的实时三维可视化控制技术，实现了三维场景下交互性的教学和实训。综合利用Flash CS4+ActionScript3.0编程。在技术上达到了国内一流的水平。
2 虚拟仿真教学软件系统的应用效果
（1）该仿真教学软件系统已经为我校09级、10级和11级建筑工程技术、工程造价等两个专业学生提供了“教学做一体化”的教学服务。累计使用人数：2010年学生123人，2011年学生320人，2012年学生272人。并进行了施工员、资料员和安全员等3个现场岗位的技能培训任务，学生获得技能证书率达90%以上。
（2）近两年来，我校的建筑工程虚拟仿真教学软件系统分别荣获全国第三、四届教学仿真软件比赛的特等奖、一等奖和二等奖各一项。该虚拟仿真教学软件在很大程度上解决了当前困扰在土建施工类专业面前的下工地难、下现场难的问题，对调动学生的学习积极性，提高学生的技能训练水平，推动教育教学模式改革和绿色实训，推动仿真教学信息化现代化必定发挥不可替代的作用。
（3）该仿真教学系统部分内容已成功推广到广东番禺职业技术学院、山西城乡建设学校、唐山市建筑工程中等专业学校、保定市职业技术教育中心和宁夏水利电力工程学校等五所职业技术学校，且得到了同行们的好评。
参考文献
[1] 赵惠玲，王秀兰，程飞，等.2011年建筑业发展统计分析[J].工程管理学报，2012（3）：5-15.
[2] 孙杰，黄金芳，何佰洲.建筑业“政府主导型”技能型人才培养模式研究[J].建筑经济，2009（1）：115-118.