基于建筑工程虚拟仿真实训中心建设的技能人才培养研究

袁静 唐辉 胡媛媛

摘    要：南充职业技术学院是四川省示范高职院校之一，土木与建筑工程系是学院重点建设系，现设有建筑工程技術、工程造价、建筑设计、建设工程管理等7个专业。其中建筑工程技术为教育部、财政部支持的“提升专业服务产业发展能力”项目重点专业;工程造价为省示范专业。建有材料、力学、地质、测量、制图、构造、造价、施工组织等实验实训室20余个。建筑综合实训基地3000余㎡，可开展建筑材料、钢筋、模板、脚手架、砌筑及抹灰等实训项目。能满足实验实训、职（执）业资格考试培训、鉴定等的需要，学院自筹资金开展了建筑工程虚拟仿真实训中心的建设。

关键词：虚拟仿真、技能、人才培养

1  前言

互联网+教育行动、虚拟现实技术等不断促进教学模式、方法和手段改革，运用新的科学技术辅助教学已成为必然。建筑工程类专业涉及勘察、设计、施工、造价、检测、竣工验收等多个方面，全方位全过程实验实训具有投入成本高、周期长、安全风险高、难以实体呈现、操作不可及或不可逆的特点，学校很难创建全域真实环境来进行所有生产过程的实践训练;在顶岗实习过程中又受时间、资源、安全等因素制约，难以满足技术技能型人才的培养要求。为此，充分运用现代信息技术最新成果，本着虚实结合、相互补充、能实不虚的原则，整合资源，构建虚拟仿真实训中心，为建筑工程类高职学生提供可靠、安全、经济的实验实训条件，既是技术技能人才培养和教育信息化的必然需求，也是南充实施“155发展战略”、加快城乡现代化基础设施建设的迫切需求。

2  虚拟仿真实训中心建设内容以及目标

2.1   资源内容

①资源内容类型多样化。虚拟仿真教学平台的资源类型根据不同课程的具体需求，内置多类型的教学资源，资源形式包含：4D微课，3D互动，2D图片，文本、音频、视频等多媒体资源。4D微课资源是合作企业特有的资源表达形式，其在常规3D动画的知识表达基础上，增加配套语音讲解，并且辅助二维图文对知识点进行细化诠释，在资源知识点碎化的前提下，设置更加精细的选择功能，4D微课可快进和后退，可重复观看某个知识点，并且老师可对资源内容进行实时的画笔涂鸦讲解。增强虚拟仿真实训教学与学生企业实习的互补性。②资源内容精致化。仿真中心系统中所有资源内容包括系统界面、场景设施、人物画面，均由专业人员设计制作，符合建筑工程特点的前提下，做到画面精致，统一和谐，运行流畅，并针对高校学生成人化的特点，适当辅以游戏化元素，增加趣味性。③资源内容最大仿真化。针对建筑工程的施工场景的专业化要求，在搭建的虚拟实训场景时，做到细节把控和信息的最大化传递，让学生全方位进行虚拟仿真实训。

2.2  资源建设

在虚拟仿真教学中，根据当前我国教育教学改革和教育信息化发展的新形势、新任务和新要求，为了合理开发、适当整合网络仿真教学资源，充分发掘教师自身的课程资源价值，培养教师业务素质，参与虚拟资源建设全过程。提升现代仿真教育技术应用水平，提高仿真教学质量。

2.3  资源共享

强大的本地资源库以及网络资源库为教师授课提供强有力的资源平台，教师可以随时随地调取相关资源进行授课;软件中独特的资源互通功能，帮助教师只需在多学科软件中对所教课程的科目以及课程等进行资源搜索、资源选择便可获取资源的应用。建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台，高效管理教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的教学资源共享。

教学资源共享的范围：建筑工程虚拟仿真实训中心面向学校多个专业开展虚拟仿真教学工作;中心的网络教学资源在全校范围内实现共享，教师和学生可以利用遍布全校的网络利用这些资源进行学习和交流。

①实训教学场地与设备的共享。实验场地和仪器设备是开展实验教学的物质基础，是虚拟仿真中心资源中最直接最容易实现共享的资源，也是最早进行开放共享探索的资源。中心设备既有常规的仪器，也有高端的实训设备，如造价员模拟考试系统等，并配有与实训教学中各类综合性、设计性、创新性实训项目的要求相适应的实训系统。②实训教学师资的共享。中心针对实训师资特别是有丰富工程经验的教师实行有限度的师资流动 与共享。如聘请兼职教师、退休教师返聘、派出访问学习以及通过企业兼职的形式丰富本中心的实训师资，提升实训教学水平。此外还通过短期交流聘请外校水平高、教学经验丰富的教师主持实训教学课程，利用一个教学周期的时间，带动整个实训教学团队的提高。③实训教学内容与方法的共享。中心借助虚拟实训平台将相关资源网络化，包括实训教学大纲、实训教学案例、实训操作录像、教学课件和教师指导资料等。对合作共享的院校开放虚拟平台的校外访问权限，实现跨时间和空间限制的共享。拟对南充市多所职业高中、中职学校进行实践教学资源共享，发挥辐射带动作用，不断拓展资源的共享范围。

通过相互之间的交流，了解其他院校在虚拟仿真中心建设与管理各方面的思想理念、实施情况和实施效果，互相学习取长补短，共享成果。

3  教学应用

3.1  实践教学

建设本虚拟仿真实训中心，预期达到实践教学明显，建设应用率高，受益面广，成果丰富，能促发学生兴趣及自主学习能力为目标，为我院的实践教学体系搭建重要的作用，提高创新创业能力，发挥良好的示范作用。通过虚拟仿真实训系统手册、实训任务书、指导书、实训报告、实训考核等教学过程资料的编制，为师生搭建虚拟仿真互动平台提升实践教学效果。

3.2  社会服务

虚拟仿真实训中心包含施工管理岗位演练系统和沉浸式5D安全体验系统，均可面向施工企业，作为从业人员的上岗前的岗前培训和安全教育培训，积极最大化的发挥学院的虚拟仿真实训中心的作用，为学院、老师、学生带来信息化教学变革的同时，增加其社会价值，为建设行业的发展做出贡献。

4   预期效果

4.1  创新技术应用，实现体验式教学

构建基于VR技术的虚拟仿真中心，运用虚拟现实技术，将沉浸性、交互性、逼真性和构想性融于教学，使学生通过在虚拟场景的身临其境和自主控制的人机交互，由视觉、听觉、触觉全方位获取外界的反应，实现体验式教学;还可让学生亲自动手，设计新的场景和应用，激发学生的创造性，达到传统教育方式难以企及的效果与体验。

4.2  打破实训困境，提高实践教学质量

虚拟仿真实训教学，通过沉浸互动的形式，实现身临其境、情景互动、任务模拟、成果反馈等场景教学。打破传统教学方法的瓶颈，高效解决传统实验实训教学受资源、安全、技术等因素制约导致的复杂、抽象、高消耗、高危等现象困境，节约成本，提高学习效率。

4.3  创新资源共享模式，突破实训时空

基于“智慧校园”信息化建设，借助于VR头盔、沉浸设备、实训电脑、笔记本、PAD、手机等多种形式的终端设备，充分利用扫描二维码、语音体感识别、云平台、app等先进的信息技术手段及共享型虚拟仿真信息化教学资源，创新资源共享模式，开展即时“教-学-练-考”应用，突破实训时空困境，实现教学共享、泛在、移动、个性的要求。

4.4  教学做创合一，实现实践反哺教学

深化产教融合，校企合作，依靠虚拟仿真实训中心教学资源与师资团队，开展行业企业人员岗位体验、技术培训等服务项目。在次过程中，校企深度融合，共同进行创新创造研究，形成 “实践教学—社会服务—创造创新”的良性教学循环，实现实践反哺教学。

5  结语

此外，我院还与多家公司建立了良好的合作关系，建立了校企合作的新机制，通过购买软件和服务、参与企业项目开发、科研合作、参观考察学习、整合资源等形式，将继续推动虚拟仿真教学的应用与发展。

项目基金：

南充职业技术学院2019年科研课题，课题编号：ZRB1909。

作者简介：

袁静（1982—）女，讲师，研究方向为城市规划与设计。