虚拟仿真技术在工程造价专业教学中的应用

郭 婷（长春工业大学人文信息学院，吉林 长春 190122）

工程造价专业作为众多高校的重要专业，通过高质量的教学为社会培养了大量的专业人才，对促进我国工程造价行业的发展具有重大的意义。目前来讲，面对不断改变的市场发展，原来工程造价专业所应用的教学模式逐渐暴露出了缺陷，还需要做进一步的改革创新。将虚拟仿真技术应用到工程造价专业教学中，可以通过专业软件来将工程实例更直观地显示给学生，消除学生空间想象力不足的缺陷，能够更好地了解工程结构特点，将抽象的理论具象化，对提高学生的学习效率至关重要。

1 工程造价专业课程教学缺陷

1.1 工程造价专业课程特点

工程造价专业具有很强的综合性与专业性，尤其是核心课程除了要求要熟练掌握理论知识以外，还必须要有超强的空间想象力，只有这样才能够基于工程施工图纸来完成准确的计量计价。但是就目前来看，大部分高效工程造价专业课程所设置的实践环节比较少，无法为学生创造想象条件，不能够通过不断的学习来提升个人空间想象能力，无法将理论知识转化为具象结构，图纸依然是保持着二维状态，不仅会加大计算难度，还很容易造成思路混乱，工程量计算结果错误，降低了工程造价的准确性。实践性对于工程造价专业课程教学来讲至关重要，虽然在多媒体技术的支持下，结合工程实例计算的教学模式在逐渐成熟，学生可以通过图片、模型以及实训基地等方式来理解专业理论知识，但大部分情况下也仅仅能够做到一个点或者一个面，而非是整个认知体系，这无疑是限制了专业教学效率的提高[1]。

2 工程造价课程教学缺陷

2.1 识图能力不足

就和目前各高校工程造价课程教学现状来看，很多学生在面对图纸时无法进行专业分析，识图能力严重不足。造成这种问题的关键就在于理论知识无法替代实践操作，课堂教学中的理论课程无法为学生提供深入现场直接观察获得的知识，限制了学生空间想象力的提升。对于二维的施工图纸，学生在观察平面图、立面图、剖面图以及节点详图时无法进行有效的整合，各部分只能够以个体存在，相互之间无法建立有效关系，尤其是在面对结构施工图纸中板、柱、梁、基础配筋时思路更是混乱，无法按照学习的理论知识完成计量计算。工程量计算是工程造价专业需要学习的核心知识点，要求学生必须能够通过施工图纸来对各构件的工程量进行准确的分析计算，如果仅仅通过某一部分图纸完成单一构件的计算，而非是整套施工图预算，必定无法达到市场对专业人才的要求标准[2]。

2.2 工艺流程不懂

无论是规模大小的工程项目，正式施工建设时必须严格按照专业流程进行，每一道工序均不得随意更改，这样才能够达到预期的施工效果。想要完成工程造价准确计算，就要求学生在学习的过程中熟知施工流程与施工工艺，可以对每一个施工节点进行可靠把握。但是因为目前实践教学的不充分，现有的课堂资源并不能有效覆盖全部施工过程，这样就无法为学生提供学习的必要条件。学生对工程施工流程与技术工艺了解不清楚，在造价计算时就容易出现思路混乱的情况，导致工程量被多算或少算，并因为无法把握好每一道工序，套取定额子目是出现缺陷、漏项、错项等问题，最终造成预算报表工程量及总价与工程实际情况差异过大[3]。

3 虚拟仿真技术的应用优势

为更好地适应时代发展需求，以培养更多专业性人才，越来越多的高校对工程造价专业课程进行了调整，增加了实践教学的比例，学生可以有更多的时间到实训基地直观的感受工程结构与图纸之间的差异，逐渐来构建培养自己的空间想象能力。但是因为场地、资金、师资等因素的限制，可以执行的程度还比较低，无法做到大面积普及。例如常见的基础工程施工、钢结构制作吊装、混凝土构件浇筑以及脚手架搭拆等项目，图1是虚拟出来的钢结构，想要在实训基地中实现，需要花费大量的资源，并且最终能够展现给学生的也仅仅是其中的一部分，实际利用率比较低[4]。并且，随着技术工艺与材料设备的更新，已经建好的实训基地还需要面临着被淘汰的风险，无法重复利用，造成了严重的资源浪费。再加上实训基地现场环境比较复杂，参观学生人数较多，对现场管理也提出了严格的要求。

图1 虚拟仿真技术下的钢结构

面对上述的难题可以直接通过虚拟仿真技术来解决，只需要通过数据处理系统，就可以全部或者部分地模仿某一数据处理系统，使得模仿的系统可以向被模仿的系统一样接受同样的数据，执行相同程度，获得一致结果。虚拟仿真技术在实际应用中优势显著，包括安全、便捷、先进等，通过仿真教学系统来为学生创造更好的学习条件，实现了理论课程与实践环节的有机结合，可以通过更直观的方式来向学生展示图纸结构，完成空间想象的操作，了解每一道工序，熟悉工程结构特点，为准确计量计算提供支持。

4 虚拟仿真技术在工程造价专业课程中应用

4.1 创设实例情境

选择在工程造价专业课堂教学中创设情境，为学生提供一个真实、直观的案例，然后引导其完成相关的学习内容。在以往教学中想要实现这一步难度较大，对学生的空间想象力要求十分高，但是现在可以直接通过虚拟仿真技术实现。通过虚拟仿真系统三维可视化模型，以及按照施工顺序对各分部分项的工程造价进行计算，更利于学生通过工程结构来按成工程量以及工程造价的计算。教师选择合适的项目内容来导入课堂，组织进行项目化教学，向学生确认学习任务与目标，能够有目的的完成相关学习。在这个过程中，教师应以学习任务的方式，促使学生对所学知识有一个初步的了解，然后再通过虚拟仿真技术做进一步的加深认知。学生在掌握相关基础知识后，教师利用简单的施工3D动画以及实景图片和施工工艺文本说明，使得学生更直观的了解工程施工的每一个流程步骤。虚拟仿真系统具有较高的真实性，可以为学生创造一个虚拟情景，使其在其中感受体验实际情况，更加深刻的了解和掌握工程结构特点，将施工图纸与现场情况联系起来，并在脑海中形成印象，为以后的学习打好基础[5]。

4.2 构建知识框架

学生需要按照教师发布的任务进行学习，在虚拟仿真系统下以自主学习、小组协作等方式进行研究讨论，分析任务目标，找准任务涉及的各要素，然后在通过学习到的知识来实施项目。工程造价计算综合性比较强，涉及的分部分项非常多，在进行计量计算时需要有丰富的理论知识作为支持，而大多数的学生无法在短时间内完成相关知识的有效结合，导致实际操作中没有思路。而虚拟仿真系统可以根据学生的知识背景、经验以及需求，向其呈现具体的工程信息，设计合适的工程实例，对现场工程情况进行仿真[6]。并且在进行工程清单文件编制时，虚拟仿真系统能够从整体思路到详细工程量计算，通过虚拟仿真工程实际场景，引导学生循序渐进，逐步掌握工程计算规则，完成清单列项计算，并将量价结合，使得学生可以利用更短的时间来掌握相关知识。

4.3 结果自主测评

学生可以直接通过虚拟仿真系统来展示自己的项目成果，并由教师以及其他学生的评价。在这个过程中其他学生可以反思查找自身存在的问题与不足，教师也能够通过系统反馈来更加详细的了解每一位学生的任务完成情况。并且，仿真系统对学生项目的观察，分析工程造价结果，对工程数据进行全面处理，学生可以根据反馈信息及时对策略进行调整，这样学生就可以更加清晰地认识到自身的不足，提高其对工程造价编制的反应能力以及因果关系敏感度的掌握能力。另外，虚拟仿真系统还可以向学生提供题库，有丰富的题型来满足学生学习需求，每一位学生均可以根据自身的情况来选择最为合适的题库类型，进行实时测评，不断完善自身的缺陷。虚拟仿真系统具有良好的互动性，并且通过模拟工程项目来学习工程造价相关知识，可以更好地调动起学生的积极性，对于系统提供的造价编制反馈结果也可以更好的接收，从主观上来发现问题并解决问题，这对于培养学生专业能力意义重大[7]。

5 结语

将虚拟仿真技术应用到工程造价专业课程教学中，对于提高专业教学质量可以说是至关重要。相比传统理论教学与实训基地结合的方式，虚拟仿真技术的应用能够直接通过仿真工程现场情况，促进学生的探索兴趣，使其可以更大程度上来讲理论知识与工程分部分项造价计算联系起来，不断提高学生的空间想象能力。并且，虚拟仿真技术的应用大大解放了实训基地建设的资金投入问题，减少了资源浪费。