建筑施工实训管理系统的研究

耿兴军

（江苏城乡建设职业学院 江苏常州 213000）

1 引言

根据高职院校建筑施工实训课程开展情况调查可知，因受教学条件限制，很难对施工工艺和质量检查的每个环节都进行真实环境下的实训。基于此，建筑施工实训管理系统的构建具有必要性与紧迫性，其通过虚拟仪器、虚拟环境和虚拟操作，实现施工生产全过程的实训教学，弥补了教学条件的不足，节省了教育投资成本，也有利于避免真实实训或操作所带来的各种危险。

2 建筑施工实训课程在土建类专业中的定位

在高职土建类专业教学中，建筑施工综合实训是一个重要课程，也是发展学生综合应用能力、巩固专业基础与专业技术能力的重要方式。在高职院校土建类专业教学中，通过建筑施工实训课程的学习，主要解决以下两大问题：

（1）巩固学生已有的理论知识、技术能力，在进行综合实训课程教学前，学生基本已经完成了相关专业基础知识、技能的学习，通过综合实训项目可促进这些知识、能力的融会贯通，令学生们明确自身所掌握的知识应用于实际项目的何处、起着何种效果，同时也可通过实训激发学生们的兴趣[1]。

（2）培养学生职业素养，建筑施工实训课程的教学是建立在实际项目的基础上的，其可培养学生在实际走上岗位后所需职业素养，包括专业素养、社会素养以及职业德道等等，切实为社会、为企业输送高素质人才。

综上，建筑施工实训课程在土建类专业教学中占据着重要地位，但由于高职院校教学条件有限，不少实训课程开展效率不高、效果不佳。基于此，文章从信息技术角度出发，通过构建建筑施工实训管理系统，实现实训教学活动的高效、高质量开展。

3 建筑施工实训管理系统的构建分析

3.1 功能需求

建筑施工实训虚拟系统主要有以下5个功能：

（1）增强教学模式的形象生动性；

（2）开展现实条件下无法落实的实训教学活动；

（3）实训教学不受时间、空间限制，可通过多次重复练习，达到巩固教学效果的目的；

（4）可实现对虚拟实训场景细致描绘，根据实训目标针对性的设计实训对象；

（5）可通过鼠标与可视化实训对象交互，方便快捷的完成实训操作。

3.2 开发思路

建筑施工实训虚拟系统开发思路如图1所示，主要是通过职业教育专家、专业带头人、骨干教师、行业企业专家、计算机专业技术人才等构成项目开发团队，对相关职业岗位、教材、课程、学习情境等等进行调查分析，确保建筑施工实训虚拟系统构建成果与实际教学需求相符。

3.3 系统架构

建筑施工实训管理系统采用云计算硬件架构与SOA面向服务软件架构方式，确保系统可扩展性、通用性均较好，采用了3层结构浏览器/服务器（B/S）开发模式，具体系统结构如图2所示。

图1 开发思路

图2 建筑施工实训管理系统结构示意图

3.4 功能模块

为了保证系统的交互性、实用性，构建了2大模块：素材资源库和虚拟实训室，具体如下：

（1）资源库素材库构建：收集全国各地的施工案例，涵盖建筑材料、结构与构造、检测与试验、测量仪器、施工机具设备、脚手架、施工工艺、工程管理案例、建筑震害与加固、现行建筑法规技术标准等内容。资源库素材可分为文本、图片、动画、视频等形式，支持检索查找，实现素材的快速、精确调取。

（2）虚拟实训室构建：此部分可细分为8大模块：砌体结构施工仿真与质量检测；框架结构施工仿真与质量检测；钢结构施工仿真与质量检测；单层厂房施工仿真与质量检测。

3.5 系统实现

（1）系统资源素材库建设：系统资源素材库的建设，将自制或是收集好的素材进行分类保存，不断完善，为后期教学取用提供便利。

（2）实体模型设计：根据实训项目分析实训场景、实训仪器，从而确定实体模型，主要采用Java3D技术构建模型[2]。

（3）动画的制作：多数演示动画采用Flash制作的二维动画，部分可采用Java3D制作三维动画。

（4）人机实时交互实现：演示型实训，交互方面的设计提供对演示过程的控制；操作型的实训，则需增加对学生操作步骤的提示。

（5）系统集成：系统中素材资源库、虚拟实训室均为单独构建，实训场景、实训仪器也是单独构建的实体模型，为进一步完善系统，还需配以音效、动画、视频等，并开展系统整合集成。

4 建筑施工实训管理系统的应用分析

在建筑施工实训课程中，通过建筑施工实训管理系统的应用贯彻理论实践一体化教学，全面巩固学生专业知识。实训课程中，建筑施工实训管理系统的应用如下：

（1）学生在教师的指导下填写用户名称、用户密码、选择用户身份、验证码，登陆系统。

（2）进入虚拟实训室，根据教师要求，选择具体实训安排的模块，以砌体结构施工仿真模块为例，其包括脚手架工程、垂直运输设施、砌体材料与施工准备工作、砖砌体施工等八大建筑施工环节组成，可合理选择相应环节开展实训教学。

（3）选择模块下任一的施工环节后，进入该环节下子界面，按照功能栏排列顺序，依次进行教学实训：了解实训所需仪器的名称、功能以及具体操作方式；观看操作演示，掌握实训关键技术；点击“我的实训”进行模式实训，学生可通过鼠标、键盘进行操作。

（4）成绩管理：教师可通过系统查看学生提交的实训情况、实训成绩，并对相应的实训报告进行批改，有效提高评价效率。

通过建筑施工实训管理系统的应用，实现了整个建筑施工过程的虚拟再现，方便、高效地帮助学生提高对各种知识点、技能点的深入学习和掌握，对高职院校土建类专业教学质量的提高能起到重要的推进作用。

5 结束语

综上所述，通过现代信息化技术的应用，紧密结合建筑施工教学资源，构建建筑施工实训管理系统，有利于弥补高职院校教学条件的不足，切实提高学生实践训练的便利性，大幅降低校内实训教学成本，真正发挥实训教学应有的效果，为社会发展、国家建设培养出“一专多能”的高端技能型专门人才。

[1]罗素英.闽西职业技术学院建筑施工实训管理系统的研究与分析[D].昆明：云南大学，2016.

[2]李和珊.建筑施工实训虚拟系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2010.