網絡教學平臺與虛擬仿真協同應用研究

時間:2022-06-01 04:00:34

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網絡教學平臺與虛擬仿真協同應用研究

[摘要]隨著教育信息化的日益普及,信息技術逐漸改變了大學的實踐教學模式。網絡教學平臺虛擬仿真技術的協同應用為工程管理專業實踐教學提供了項目全過程管理的建造情境,以學生為主體,教師為主導,提升實踐教學效果,培養學生的探究能力、實踐能力及創新創業能力。

[關鍵詞]網絡教學平臺;虛擬仿真;實踐教學

隨著信息技術的日新月異和大學教學理念的更新,教育信息化成為高校教學改革的重要手段,信息化網絡教學平臺作為一種新的教學媒體資源改變了大學的教學模式,虛擬仿真技術憑借直觀性、可操作性、可重復性的優勢為實驗實踐教學開辟了新的路徑。工程管理作為一門實踐性、應用性強的交叉學科專業,融合了工程、經濟、管理、法律等多學科知識,其人才培養不僅要求具備較強的土木工程技術和管理的基本理論和方法,還強調實踐創新創業能力的培養,要求具備項目全過程管理中的資源整合能力和系統性思維能力。近年來虛擬仿真實驗教學就是依托多媒體網絡、虛擬現實、數據庫和網絡技術,構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象,使得學生可以在虛擬環境中進行實驗實踐操作[1]。這種以虛擬仿真的方式傳授知識的教學方式,可以使學生在開放、自主、交互的虛擬環境中進行安全、經濟可重復的實驗實踐模擬操作[2]。虛擬仿真實驗實踐教學作為實踐教學的有益補充,可以借助網絡教學平臺隨時向學生開放,培養學生自主學習的習慣,發揮學生學習的積極性、主動性,提高教學效果。

一、工程管理專業實踐教學的困境

工程管理專業雖然是交叉學科專業,但依托行業背景明確,具有過程性、應用性和綜合性強等特點,工程、經濟、管理、法律等學科平臺教學內容互相銜接、協同配合,實踐教學的實施由于安全性、場地、教學資源配置等問題,實習、實驗實訓等活動難以有效開展,不能充分滿足工程管理專業實踐教學的需要。(一)缺乏系統性認知。由于工程項目的建設過程無法在實驗室內復制,而實際工地現場實習也只能是對某些工序有感官認識,短期實習也難以跟蹤分部分項工程或單位工程的完整施工過程,更談不上對工程項目建造實施全過程管理的全面認知,實踐教學效果欠佳,最終使得實習流于形式。而且同類型工程項目隨著社會需求的發展,專業技術融合使得工程復雜性增加,各個工程的規模、進度、管理模式差異顯著,無論是實驗教學還是現場工程實踐,都無法在短期內讓學生認識眾多的類型和不同專業的實踐知識。這就使得學生對完整工程認識不夠深入、工程全局意識不強、動手能力較差,影響了學生工程實踐能力的培養。(二)缺乏綜合協同體驗。工程項目建設既是業主方、設計方、監理方、施工方、供應商、咨詢方及相關政府職能部門等多部門互相協作的結果,又受到人材機、方法技術和環境等多因素的綜合制約,現有實踐教學體系設置的各環節實踐教學內容僅涉及全過程管理的部分環節,考察知識點單一,并不能將工程管理專業的四個平臺教學內容全面整合,與工程實際對接,學生無法體驗協同合作的情境。同時,工程項目建設的“一次性”特點決定了建設過程必須遵照規范執行,學生極少能體驗建設風險,不利于學生對全過程管理知識的綜合應用探究。在此情形下,虛擬仿真BIM技術中的三維建筑模型、虛擬建造、漫游檢查等通過人機交互技術實現建設場景的創建和控制功能,讓學生在虛擬環境中產生直觀性、逼真性和沉浸感,為工程管理專業的實踐教學提供了更為實際的工作環境,更好地達到現場實習的效果,促進工程管理專業實踐教學技術、方法、手段和管理的創新,全面提升專業人才的培養質量。

二、網絡教學平臺與虛擬仿真在工程管理實踐教學中的協同應用

網絡教學平臺的基本思想是以學生為主,教師為輔。教師將教學有關資料放在平臺上,學生通過這些資料進行自主學習,學生不再被動地接受知識,而是在教師的引導與啟發中形成學習興趣,構建知識[3]。但網絡教學平臺的教學資源整合力度不足,一些與專業性密切相關的教學資源,如課件、素材等學習資料是教師從網上搜集整理的,缺乏及時性和系統性。而虛擬仿真技術能夠真實地呈現建造實施的全過程,將理論教學轉化為身臨其境的可視項目,虛擬仿真實訓的教學資源可以在網絡教學平臺上共享,實現與工程管理核心課程、專業課程的教學內容融會貫通。(一)改善教學方式,提高學生對實際工程的全過程認知。虛擬仿真系統以實際工程項目信息數據為依托,在三維場景下直觀展現全過程管理的各個環節,如技術規范、安全交底、技術交底、工程圖紙、工作記錄、項目進程、機械臺班準備、技術分析等多種知識情境,將工程管理專業各門課程教學的內容進行有機融合,使學生熟悉項目施工過程,明確設計施工的整體構思,較為系統、全面地展示了專業知識體系,既豐富了教學內容和手段,又增強了學生的學習興趣和感性認識,在專業知識和實踐技能之間建立了有效聯系。在視頻互動平臺可以音頻互通、直播、錄播和點播,實現資源采集和共享,其中課堂直錄播系統軟件將教師授課的視頻畫面和多媒體課件同時錄制下來并實時存儲,便于學生課后的重復觀看,提升了知識內化和課程的教學效果。(二)改善學習方式和方法,促進課堂教學改革。實踐教學的特點是教師少講,學生多做,老師的主要任務是安排實踐任務,提示實施過程中的難點、重點知識,大部分時間是學生獨立或團隊完成任務,要求學生具有較強的自主學習能力;另外,由于課堂教學時間有限,課堂上未能及時完成的實踐任務必須在課下完成。因此,可以通過網絡教學平臺對相關知識點提供課程教學資源,構建在線學習環境。虛擬仿真技術作為專業相關課程和實踐教學的完善與補充,以實際項目為案例,展示建設項目的設計施工過程、造價成本計算、碰撞檢查等綜合信息,是對多門課程知識的綜合應用。作為網絡教學平臺的教學資源的有益補充,在教學中以三維模型為輔助教學手段,采用三維演示的方法來增強學生的空間感性認識,如工程制圖、房屋建筑學、建筑設備等課程通過三維模型讓學生認識各種構部件及內部構造布置情況,掌握相關構造知識,讓學生自主通過仿真軟件完成實體樓房的建模任務,提高學生空間認識的能力,進而提高教學效果。(三)課程教學內容融合,實現各平臺專業知識系統化。工程管理專業的技術、經濟、管理和法律類課程各任課教師互為獨立,課程內容自成體系,無法實現各門課程教學內容的邏輯銜接,不能充分發揮集聚效應。如工程結構、建筑設備、土木施工技術、工程計價與計量和工程項目管理等課程的內容本是相互內嵌、相互遞進的,但由于這些課程的教學授課缺乏一個共享的平臺或統籌,導致學生感覺所學知識缺乏系統性和融合性,對這些專業核心課程不能做到融會貫通、綜合運用,教學效果不甚理想。

參考文獻

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作者:歐海燕 單丹 單位:蚌埠學院