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校企合作,開發土建類專業仿真實訓軟件

浙江工商職業技術學院  婁軍委

各位領導、專家和同行:

浙江工商職業技術學院是浙江省人民政府首批成立的四所高職院校之一,位于浙江寧波,浙江省示范性高等職業院校立項建設單位。學校占地面積551畝,設有建筑與藝術學院等六個分院教學部,35個專業,全日制在校生9000多人。學校不斷開展教育教學改革,近三年來先后獲得國家級教學成果二等獎1項,省科技進步三等獎1項,省級教學成果一等獎2項、二等獎2項,市級教學成果一等獎4項。至今,學校已擁有教育部教學改革試點專業2個、省級重點專業2個、省級示范校重點建設專業6個、省級特色專業10個;中央財政支持的實訓基地建設項目3項、省級示范性實訓基地建設項目3項;5門國家級精品課程、19門省級精品課程;3個省級高校教學團隊、7名省級專業帶頭人、3名省教學名師、2名省學科帶頭人、3名新世紀“151”人才。學校與土建大類相關的專業包括建筑工程技術、建筑裝飾工程技術、工程造價、環境藝術設計和樓宇智能化等5個專業。建筑工程技術專業現有班級6個,在校生241人。

一、開發仿真實訓軟件的原因

1.校領導高瞻遠矚、謀劃在前、高度重視。早在2006年,我校黨委書記蔡澤偉教授就提出“仿真教學是教育改革大趨勢”的思想;我校副校長徐永春教授也高度重視仿真教學,先后組織了建筑工程技術專業、建筑裝飾工程技術專業的相關仿真軟件的開發工作。

2.建工專業教學特點和教學條件的限制推動了仿真軟件的開發。眾所周知,高職院校普遍存在實訓用房緊張的現象,在校內大量建設生產性實訓室并不現實;而施工現場流動性大、周期長、安全風險大,組織學生赴工地實習,一則影響企業生產,二者存在安全風險,其次實習具有階段性、不能全觀施工過程。仿真技術的出現為解決上述問題提供了有力的技術保障,我們利用虛擬仿真技術的情景性、交互性和構想性等特點,能較好地解決以上部分實踐教學中存在的問題和困難。

虛擬仿真有不受空間、時間限制(只需要有計算機即可),以及避免學生在真實的實訓實習期間可能帶來各種安全問題等優點??梢宰鳛閷W生專業實踐技能訓練的一種有效手段,是學生專業實踐能力培養的一種有效方法。

二、開發仿真實訓軟件的過程

基于大連通科應用技術有限公司在國內教育仿真技術領域處于領先的優勢, 我校和大連通科應用技術有限公司前期經過多次溝通、商談,于2010年和2011年分兩期合作開發了“通科建筑施工仿真實訓軟件”和“通科建筑工程施工工藝仿真系統軟件”。軟件是根據中華人民共和國勞動和勞動安全行業標準《職業技能實訓和鑒定設備通用技術規范》,城鄉建設部、教育部土建類相關專業的教學大綱,為緩解我國土建施工類專業傳統實驗實訓教學環節的不足、提高學生的職業技能水平而共同研制的。其中“通科建筑施工仿真實訓軟件”榮獲了2011年全國第三屆教學仿真軟件“特等獎”稱號(全國只有三個項目獲此殊榮)。

虛擬仿真教學是教育技術發展的一個新的增長點,雖有其部分局限性,但是對于營造生產氛圍,使學生在實訓過程中熟悉施工工藝、施工機具和設備,了解項目管理流程等具有積極意義,為將來的崗位就業提供背景鋪墊。

總之,校企合作開發建筑工程仿真實訓系統的目的是: 通過仿真實訓教學,使學生初步掌握建筑項目中的各種施工工藝;熟悉建筑施工生產的操作和管理;樹立建筑項目生產全過程的周期性、整體性和綜合性觀念。實訓目標的開發應基于實訓目的,針對每一個仿真項目,以熟悉崗位工作要求的企業人員為主,明確知識、技能和態度三方面的具體訓練目標,在此基礎上培養的學生才能符合行業和企業需求,具有更強的就業競爭力。


土建施工類專業仿真實訓軟件開發的設計與應用

浙江工商職業技術學院  專業負責人  姚金偉

一、仿真實訓軟件開發的設計浙江工商職業技術學院和大連科通應用技術有限公司于2010年和2011年分兩期開發了建筑工程仿真實訓軟件系統。

學生操作模擬軟件


1、工程管理仿真系統
內容包含項目可研仿真系統、招投標管理仿真系統、進度與項目管理仿真系統、竣工質量驗收仿真系統等4個教學子系統。具有基礎知識概述、動畫演示、項目任務的布置與操作、習題訓練等功能。采用動畫技術而制作,圖文并茂,具有很強的職業性、情景性、流程性。


工程管理仿真系統


2、施工技術仿真系統
包括建筑識圖仿真系統、施工放樣仿真系統、基礎工程施工仿真系統、混凝土工程施工仿真系統、砌體工程施工仿真系統、屋面工程施工仿真系統等六個仿真教學子系統,每個實訓子系統含有若干項典型的實訓項目。


施工技術仿真系統


3、施工技術考核系統
以一個完整的典型工程建設項目的施工全過程為例,內容包括12個實訓考核項目,具備如下功能:三維動畫演示;配有綜合測試;技術交底的介紹與操作;機具選擇練習;基本施工工藝的介紹等。同時,系統可通過不同用戶身份(管理員、普通用戶及游客)的設置實現不同功能。如普通用戶,注冊后可按實訓環節逐一訓練,并累計積分。


建筑工程實訓考核管理系統


4、建筑工程施工工藝仿真實訓系統
二期仿真系統以分部分項工程為基礎,設計了13個模塊,共有22個較為典型的分項工程的施工工藝仿真操作,其余類型的施工工藝以文字、圖片和視頻等形式進行展示,便于學生的自主學習。其內容包含地基與基礎施工工藝仿真系統、砌體結構工程施工工藝仿真系統、砼結構工程施工工藝仿真系統、鋼結構施工工藝仿真系統、腳手架施工工藝仿真系統、建筑裝飾工程施工工藝仿真系統、建筑幕墻工程施工工藝仿真系統、樓地面工程施工工藝仿真系統、地下防水工程施工工藝仿真系統、建筑節能與門窗工程施工工藝仿真系統、屋面工程施工工藝仿真系統、給水排水及采暖工程施工工藝仿真系統、建筑構件仿真系統等。

通科建筑工程施工工藝仿真系統


以上兩個軟件系統以實際工程項目為主線,以施工任務為引領,突出技能訓練;強調職場場景,全部訓練在三維場景下進行;重視教學設計,不同的知識單元含有諸如教學資源、技術規范、安全交底、技術交底、工程圖紙、項目進程、施工準備、材料標準、技術要點、規范及標準等多種情境和技能訓練教學模塊。軟件采用三維可視化控制與數據庫技術而制作,具有很強的技術性、職業性、情景性、過程性與互動性。軟件設有操作提示,可供學習者自行仿真訓練。

二、    仿真實訓軟件的應用情況
一期三個仿真實訓軟件主要在我校建工專業開設的建筑工程專業技能綜合模擬課程(第四學期,共320課時)中應用。二期仿真實訓軟件應用在建工和造價專業的各個專業課程中,如建筑施工技術、建筑識圖、建筑構造、鋼結構、地基與基礎和建筑設備等。
通過教師和學生對仿真軟件的使用,我們有以下體會:
1、學生對課程的學習興趣增強,更愿意主動學習,學習積極性大大提高。
以工程管理仿真系統的竣工質量驗收仿真系統為例。此系統包含13個管理流程。學生按步驟依次操作軟件,通過對話、場景、案例資料展示和考核等形式讓學生了解招投標管理全過程,掌握招投標的重要知識點。體會:給學生講三、四遍不如學生自己主動學習操作一邊。


竣工質量驗收仿真教學子系統


2、教師教學與學生學習的時空限制不受影響,只需要在機房就能學習到施工現場的工藝流程。
以鋼結構施工工程的仿真操作為例,通過教師演示此工程的仿真操作,再加上學生自己動手操作相結合的形式,既形象又生動的表達清楚了一個較為復雜、難懂的施工過程。通過這樣的教學,明顯感覺到學生對此知識點的掌握程度要遠好于理論授課及現場觀摩的情況。同時,這種教學方式還有不受時間地點限制的優點。

1 基礎錨栓檢查

2 鋼柱安裝

3 鋼梁安裝

4 吊車梁安裝

5 檁條安裝

6 鋼結構安裝后全景


鋼結構工程施工子系統

3、仿真系統中考核系統有著極其重要的地位。通過考核可以督促所有學生學習本專業的知識,能立刻使學生自己看到其的學習成果。


建筑工程實訓考核管理系統的用戶管理


4、教師上課輕松了,而學生學習效果提高了。真正體現了以學生為中心的教學過程。


學生在上課

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