虚拟仿真技术在工程管理类课程教学中的应用研究

王子娟 张宏仪 重庆工商大学管理学院

1 问题提出

伴随着社会经济水平的发展与国家建设进程的推进，许多工程项目应运而生，可现如今许多项目却面临工程管理这类应用型复合管理人才缺口。如何在较短时间内大量培育高质量工程管理人才是社会的当务之急。为了满足当今社会的需求，工程管理专业承担着是输出兼具理论知识和实践能力，拥有创新意识和一定经验，并且能在房地产、工程造价或工程结构等领域有所贡献的复合型管理人才的任务。在工程管理专业中土木技术类课程是该专业的核心课程，这类课程的特点是需要学生在掌握基本理论的基础上，能够知晓现场工程相关技术的操作规程。然而考虑到成本、场地、设备、安全等多个因素的限制学校难以多次有效开展相关模拟实验，这制约了学生们的实践能力和思维发散。尽管有的学生卷面成绩优异，可实际上却缺乏实践经验，只会纸上谈兵。当这类学生进入工作岗位时往往也难以马上发挥作用，创造出有价值的产物。所以我们要引进先进的信息技术，探索出新的教学模式，为培养学生提供更优质的学习环境。

2 虚拟仿真技术

虚拟仿真技术是凭借计算机系统对特定数据进行可视化操作，从而创建一个仿造现实或完全虚构的情景，让用户通过视觉、听觉、触觉等感官，并借助传感设备与虚拟世界进行互动，通过操纵、控制虚拟实体来达到目的的先进信息技术。

采用虚拟仿真教学模式让学生在高度逼真的情景内，通过与虚拟实体的交互，将枯燥抽象的书面文字转换成立体的图形和可执行的一系列操作。这种将理论知识和动手创新能力相结合的教学模式是提高工程管理这类对学生抽象思维能力、创新实践能力、团结协作能力有较高要求的专业的课程质量的有效方法之一。

工程管理专业类学科知识庞杂，覆盖面极广。学生往往难以建立一个明确的知识框架和梳理清楚各科之间的联系，更别说合理运用知识来处理相应的项目案例，或者进行创新。而运用相关虚拟仿真软件却可以将复杂的知识体系融入在具体情景下，通过模拟相关实验流程使知识变得生动具体，提高学生学习的能动性和积极性，使学习氛围和谐融洽。

3 虚拟仿真技术在工程管理类课程教学中的应用

理想的课堂模式是老师作为主导，学生作为主体，学生在老师的引导下主动学习。工程管理类的课程往往复杂难懂，逻辑性强，学生难以结合日常实际来联想、想象理解记忆最后只能死记硬背从而逐渐对本专业丧失兴趣，失去学习的积极性，越学不懂就越不想学，从而形成一个负面的死循环。

工程管理类课程本是理论和实践相结合的课程，能帮助学生将理论灵活地运用到实践中去并能在原有的基础上有所创新改进是本类课程的目标。达到该目标需要学生们亲自去做，在实践中启发思维，加深印象，锻炼随机应变的能力。这就需要开展实验实训活动，如果工程管理类课程仅仅教导理论知识而忽略实训实验，那么教导出来的学生在寻找本专业工作时就缺乏核心竞争力，并对需要实践能力的工作上手困难。但是受实验场所、实验方式、实验设备、实验材料、学生安全等种种条件的限制，学校难以组织学生开展与课程相关的实验活动。所以进行教学改革，应用虚拟仿真技术到课程中来培养学生们的动手能力、创新思维、逻辑推导能力已经刻不容缓了。

工程管理类课程中虚拟仿真技术应用的三大优势具体如下：

3.1 将理论知识由平面化转向立体化

工程管理专业理论课程包含力学、经济学、运筹学等多个课程，需要记忆的概念、公式、术语等知识点抽象且繁杂。授课老师备课难度大，学生听课效率低。尤其是《工程结构》和《工程力学》这类需要数学、力学基础和空间想象力的课程，不管老师讲的再详细，基础薄弱的同学还是难以跟上进度。这时，如果使用虚拟仿真技术，便可以将书里大到一个结构，小到一个部件还原为具体的三维立体模型，让学生直观地了解书中各个结构的构成。还可以模拟如测试混凝土立体标准试件的抗压强度等相关实验让学生来亲手操纵，从而加深印象，拓宽思维。

这种教学模式下老师和学生的积极性都可以被充分调动起来，并且老师在满足课程进度的前提下还可以节省出更多的时间为学生补充书本外的知识，拓宽学生的视野。并且通过这种教学方式，学生可以从宏观上掌握整个知识体系，从微观上理解每个细节，并且还能锻炼动手动脑能力，培养主动思考的习惯。

3.2 实现教学现代化

虚拟仿真技术等信息技术的应用可以帮助各高校由传统教学模式向教学现代化模式转换。高校借助高新技术建设综合的教学与实验平台来提高教学质量、节省教学成本、改善教学环境，并为学生提供良好的教育资源，开放的学术平台，学生可以自主进行实验、自由地进行学术交流，从而培养浓厚的学术氛围，加快传统教学模式的改革进程。所以“虚实结合”的培训方法才能培养出社会所需要的既有理论知识，又有实践能力的人才。

3.3 实现虚拟仿真系统

工程管理专业的目标是培养应用型复合人才，仅凭单一的虚拟仿真是不够的，还应建设相应的虚拟仿真系统来满足实际岗位的要求，并为学生量身定做系统的培训流程。此外，虚拟仿真系统还可以改善各专业，各学校之间存在的“信息孤岛”现象，打破各专业教授知识与实际应用存在隔阂的旧格局。通过建立虚拟仿真系统，学生可以在老师讲课的同时在计算机上进行相应的操作，从而现学现用、加深理解。与此同时该虚拟仿真教学也摆脱了传统实验关于材料、场地、成本等诸多条件限制，拥有交互性、反馈性、容错性、逼真性和反复性等优点，学生可以在不同的虚拟情景下做出不同的尝试，通过吸取失败的经验，积累创新性实验的经历来加深自己对该科的认识，并且充分发挥自己的创造力。

4 结语

虚拟仿真技术在工程管理类课程中的应用解决了该类课程存在的理论知识抽象庞杂、相关实验难以开展，课程资源缺乏的问题。推进了教学现代化进程，通过建设虚拟仿真实验教学中心为学生提供丰富的学习资源、良好的教育环境和开放的教育平台，提高了学生的学习效率和综合素质。采用“虚实结合”的教学模式来培养学生，使其既能联系实际也能创新改进，进而为工程项目输送优秀人才。