虛擬仿真技術(shù)對(duì)土木工程實(shí)習(xí)的影響

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［摘要］隨著時(shí)代的變遷，傳統(tǒng)的土木工程實(shí)踐出現(xiàn)了不少問題，本文通過介紹土木實(shí)踐環(huán)節(jié)中存在的問題，引入虛擬仿真技術(shù)在土木實(shí)踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，以廣聯(lián)達(dá)建筑工程崗位綜合仿真演練系統(tǒng)為例進(jìn)行介紹。從學(xué)生角度講述施工虛擬仿真對(duì)土木實(shí)踐環(huán)節(jié)的影響，在土木實(shí)踐環(huán)節(jié)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)能增強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合的能力，解決傳統(tǒng)的土木實(shí)踐環(huán)節(jié)的弊端，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新能力。

［關(guān)鍵詞］施工虛擬仿真;土木工程實(shí)習(xí);影響

1土木工程實(shí)習(xí)的特點(diǎn)

土木工程具有了現(xiàn)代化、多元化和高科技化的特色，其專業(yè)性要求從事土木工程行業(yè)的人員不僅要有很強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力，也要能充分利用先進(jìn)技術(shù)來完成具有時(shí)代特色的工程項(xiàng)目［1］。目前我國(guó)高校土木工程專業(yè)學(xué)生多采用到施工現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和分散實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)的內(nèi)容往往只是項(xiàng)目中的某個(gè)階段，無法系統(tǒng)地接觸到施工的整體流程，實(shí)踐效果差。

2虛擬仿真技術(shù)的特點(diǎn)

2．1施工虛擬仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的碰撞

在土木施工理論知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不能夠看到實(shí)物，老師對(duì)施工工序講解比較抽象，學(xué)生難以理解。施工虛擬仿真技術(shù)能利用其仿真可視化以虛擬的實(shí)物為學(xué)生展示完整施工過程，提供給學(xué)生一個(gè)良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生能夠根據(jù)虛擬場(chǎng)景的設(shè)定對(duì)施工流程的各個(gè)細(xì)節(jié)展開深入了解，尤其是工程施工難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)有直觀性認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合。

2．2施工虛擬仿真技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可調(diào)性的特點(diǎn)

通過施工仿真系統(tǒng)模擬實(shí)際施工過程，所有的實(shí)驗(yàn)是依靠電腦軟件及數(shù)據(jù)設(shè)定而成，實(shí)驗(yàn)成本低［2］。虛擬仿真可以設(shè)定各種錯(cuò)誤的環(huán)境，讓學(xué)生分析問題，解決問題，同時(shí)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要設(shè)定不同的難度，實(shí)現(xiàn)階梯化與個(gè)性化的設(shè)計(jì)。這能鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)施工的興趣以及對(duì)實(shí)際問題的解決能力。

2．3施工虛擬仿真技術(shù)具有空間性和直觀性

施工虛擬仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的全面開放，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備搭建一個(gè)完整的系統(tǒng)，打破時(shí)間和空間的限制條件完成各項(xiàng)教學(xué)任務(wù)。施工虛擬仿真技術(shù)可以模擬項(xiàng)目過程，學(xué)生結(jié)合施工工藝對(duì)工程人員、材料、機(jī)械進(jìn)行安排，鍛煉學(xué)生資源調(diào)配能力和工程管理能力。軟件融入工程進(jìn)度，質(zhì)量，成本三大目標(biāo)的訓(xùn)練，以三維動(dòng)畫的形式配合得分直觀展現(xiàn)。學(xué)生能通過訓(xùn)練尋找最佳施工方案和最優(yōu)工期，并實(shí)現(xiàn)合理的最低成本。

3施工虛擬仿真對(duì)土木實(shí)踐環(huán)節(jié)的影響

施工虛擬仿真在土木實(shí)踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，能增強(qiáng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐能力，解決傳統(tǒng)土木實(shí)踐環(huán)節(jié)的弊端，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新能力［3］。以下以廣聯(lián)達(dá)建筑工程崗位綜合仿真演練系統(tǒng)為例進(jìn)行介紹。

3．1增強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合的能力

學(xué)生通過軟件了解五大員在施工階段的主要職責(zé)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)能力。軟件通過施工員角色讓學(xué)生進(jìn)行技術(shù)交底，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)施工技術(shù)重難點(diǎn)的掌握及靈活應(yīng)用能力;通過預(yù)算員角色讓學(xué)生進(jìn)行工程量的計(jì)算及用料、工費(fèi)的合理安排，提高學(xué)生對(duì)工程量清單和施工預(yù)算的理解;通過材料員角色讓學(xué)生參與材料選購(gòu)，混凝土與鋼筋進(jìn)場(chǎng)的檢驗(yàn)，提高學(xué)生對(duì)施工工藝，工程作法(材料作法)，各種材料的材質(zhì)，規(guī)格型號(hào)，物理及化學(xué)性能的認(rèn)知;通過質(zhì)量安全員角色讓學(xué)生到相應(yīng)的地點(diǎn)進(jìn)行安全檢查，檢驗(yàn)批驗(yàn)收，加強(qiáng)了學(xué)生的質(zhì)量意識(shí)，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)，細(xì)節(jié)意識(shí)，紀(jì)律意識(shí);通過測(cè)量員角色讓學(xué)生熟悉圖紙，了解各部尺寸，施工規(guī)范，知曉具體放線部位，讓學(xué)生做事情更細(xì)心。

3．2解決傳統(tǒng)當(dāng)中的弊端

從時(shí)間，實(shí)習(xí)收獲，成本，安全四個(gè)角度分析。(1)時(shí)間角度學(xué)生實(shí)習(xí)的時(shí)間較短，工程項(xiàng)目花費(fèi)時(shí)間久，不利于學(xué)生了解項(xiàng)目的流程。通過虛擬實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生接觸各種不同規(guī)格的項(xiàng)目，不同進(jìn)度的施工，做到輪崗施工合理安排施工流程，大大節(jié)約了實(shí)習(xí)時(shí)間。(2)實(shí)習(xí)收獲角度在傳統(tǒng)的土木實(shí)習(xí)中學(xué)生學(xué)習(xí)收獲跟師傅的水平和態(tài)度有關(guān)。利用軟件，遇到問題反復(fù)學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)。(3)成本角度對(duì)施工單位而言，實(shí)習(xí)生學(xué)習(xí)的成本代價(jià)高于貢獻(xiàn)的勞力成果;對(duì)學(xué)生而言，學(xué)生在外面實(shí)習(xí)花銷往往會(huì)比在學(xué)校貴。若學(xué)生使用軟件實(shí)習(xí)，深刻了解了施工的整體流程，會(huì)降低很多成本的損失。(4)安全角度對(duì)施工單位而言，學(xué)生在實(shí)習(xí)中安全責(zé)任大;對(duì)學(xué)生而言，施工現(xiàn)場(chǎng)安全隱患多。通過軟件實(shí)習(xí)避免學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中發(fā)生安全事故。

3．3培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的實(shí)踐雖然可以提高學(xué)生的觀感能力，有效的促進(jìn)理論和實(shí)踐的結(jié)合，但還存在不足。倘若使用虛擬仿真軟件進(jìn)行實(shí)踐，不僅可以將理論和實(shí)踐結(jié)合，還可以在其基礎(chǔ)上創(chuàng)新。即學(xué)生可以在體驗(yàn)軟件的過程中將軟件存在的弊端進(jìn)行反饋，提出改進(jìn)的建議。

4結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)今時(shí)代科學(xué)飛躍發(fā)展的背景下，對(duì)于全新的科學(xué)技術(shù)，要堅(jiān)持為我所用的原則，在實(shí)踐中不斷探索，創(chuàng)新。土木實(shí)踐環(huán)節(jié)中應(yīng)用的虛擬仿真技術(shù)，能增強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合的能力，解決傳統(tǒng)的土木實(shí)踐環(huán)節(jié)的弊端，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新能力。希望我國(guó)在未來的土木工程中，能更好的合理利用土木工程新技術(shù)，加強(qiáng)理論與技術(shù)的融合。

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作者：施良耀 洪秀君 單位：閩南理工學(xué)院