浅谈VR技术在中职学校土建专业主体结构工程施工课程的应用

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　　摘 要 近年来，随着信息化技术的快速发展，VR技术不断的趋于成熟，其应用已涉及到有军事、航天、医学生物、文化娱乐、教育众多领域。由于VR技术自身所具有的的独特优势，其在教育领域的应用已有不少成功案例。本文首先对VR技术进行概括性的陈述，然后对中职学校土建专业主体结构工程施工课程的教学现状分析。最后，探索和研究了VR技术对主体结构工程施工课程教学的应用的优势和在应用中应注意的事项，以期有效提升学生的学习效果与质量。
　　关键词 VR技术 中职学校 土建 主体结构工程施工
　　中图分类号：G712 文献标识码：A
　　0前言
　　主体结构工程施工课程不仅具备一定的理论性，同时具有较强的实践性，是中等职业学校建筑工程施工专业的一门专业核心课程。主体结构工程相关的施工技术、安全技术和质量验收等内容是施工现场专业人员必须的专业知识和职业技能。目前传统的教学方式下，学生对知识技能的渴求兴趣索然，岗位职业能力也必将无法能得到提升。因此在教学实践活动要突破传统教学的限制，采用新的教学方式激发学生学习潜力，培养中职学生的职业技能，适应市场变化与需求。
　　1关于VR技术
　　VR技术即虚拟现实技术，该技术综合计算机图形与多媒体技术、传感器技术、网络技术等多种科学技术创建一种与真实环境在视觉、听觉、触觉等方法极其近似的虚拟的数字化情境，用户可以利用相关设备进入虚拟环境，并与之交互，相互影响，产生身临其境的感觉。虚拟现实技术的基本特点是交互性、沉浸性和构想性。其中，沉浸性指的是用户作为主角进入到所创建的虚拟环境中而带来的真实体验。交互性指的是可以通过交互设备在操作仿真环境下内自然的操作物体并能得到反馈。构想性指的是虚拟现实技术具有广阔的想象空间，可扩宽人们的认知范围。
　　随着信息化技术的快速发展，VR技术不断成熟，已涉及的应用领域有军事、航天、医学生物、文化娱乐、教育等。由于自身所拥有的独特优势，VR技术在这些领域中发挥着独特的不可代替的作用。在教育教学上，VR技术的发展，也为教师提供了一种新型的教学手段。
　　2中职学校土建专业主体结构工程施工课程的教学现状分析
　　2.1中职学校学生专业课的学习现状
　　中职学校入学门槛较低，学生文化基础和学习习惯等相对比较差。在 面对教师课堂所讲授的专业知识时，理解能力不足，对涉及到的专业术语更是缺乏足够的认知。专业课课时安排有限，学生要在短时间内吸收消化从未接触过得专业知识，需要学生有较好的自学能力，而这些也恰恰是很多中职学生所欠缺的，因此，由于个性化差异越来越大，学生的自信心受挫，学习的积极性不断减弱，这导致了对专业课程逐渐失去兴趣和热情。
　　2.2土建专业学生对主体结构工程施工课程的态度
　　主体结构工程施工作为土建专业的核心课程，大部分学生明确其在课程体系中所占据的重要位置。学生对其理论学习兴趣虽不浓厚，但动手能力强。而学校往往存在实训场地不足，实训器材和设备老化，土建施工教学实践过程中存在诸多不稳定因素等情况，这些直接导致了学生很难接触施工现场，学生无法真正通过实践来提高自己的专业技能。
　　2.3传统授课模式下主体工程施工课堂效率低
　　对于主体结构工程施工课程，传统授课模式中教师会以多媒体课件为主，结合图片和相关施工视频配合板书来介绍工程中相关的材料、机具、施工工艺以及质量验收等。教师的授课方式不够生动，课堂内容陈旧枯燥，无法真正吸引学生的注意力，课堂气氛沉闷，学生的学习积极性很低。
　　3 VR技术在主体结构工程专业教学中的应用优势
　　3.1激发中职学生学习的兴趣
　　VR技术相对于传统多媒体的优势在于，它能够与不同媒体技术进行有效融合，从而创建出具有动态和静态场景的三维环境，在实际应用时能够让学生深入的了解有关教学内容和问题。而在主体结构施工学习过程中，采用动态化的学习方式让学生印象更加深刻，效果也更明显。教师可以采用VR技术构建教学情境以动态化的方式给学生营造出直观的施工感受。如施工课程中安全教育方面，学生在进入虚拟教学工地之前要先穿戴好防护用具，学生进行自主选择，在未穿戴好之前离开的话，将弹框提示安全警示，直至选择出正确答案。沉浸性的特点能让学生更多的注意力放在教学实践中，以取得良好的教学效果。
　　同时，在主体结构工程施工课程中，很多教学内容通过图片直观的讲解难以让从未接触过施工现场的学生理解，此时若通过三维描述的方式进行讲解，能将难懂、枯燥的教学内容生动化和形象化，优化学生学习体验，使学生在体验中找到成就感，提高学生的学习积极性，使学生将更多的热情投入到专业课的学习中。
　　3.2弥补实训环节不足，强化学生技能训练
　　对学生进行的实践教学旨在培养学生成为具有一定的工程操作本领，掌握关键操作要领的应用型人才。但是目前由于实训基地建设存在的各种困难及学生自身的安全考虑等因素，实训环节相对减少，利用VR技术构建虚拟实训基地能有效的解决了这一难题。学生通过进入更加安全的虚拟环境中进行交互式的学习体验，既避免了施工现场存在的安全隐患和管理困难，又能在舒适的环境下系统的理解各个工程的施工特点，重点难点，真实的体验工程的每个流程。学生通过参与工程施工的全过程，能够获得多方位、多阶段、重复性的施工体验。对于材料消耗大、设备要求高、场地要求高的实训，如脚手架工程的施工，在教学中完全可以通过虚拟实训基地来降低相应的教学成本。除此之外，在利用虚拟现实技术学习施工工艺时，教师可以提前预设相关问题通过适时引导提问，引发学生思考，做到眼、耳、脑、手并用，加深对知识技能的记忆。
　　3.3提高学生专业素养，满足企业需求
　　随着经济社会的不断发展，社会和企业对技术性人才的需求越来越大，中职生作为一线工作的高素质动者和技能型人才，其综合素质和技能水平的提高至关重要。VR引入教学实践的过程中，能让学生通过仿真实现项目的实践，学生能获得在只有在施工类企业实习才能参与的各种岗位角色体验，让学生从中体验到了课堂的趣味性，学生从被动学习转为主动学习，思维能力和创新能力得到培养，动手操作能力得到加强，帮助学生完成从学校学习到企业实习及就业的顺利过渡。
　　3.4适应课程教学改革的新趋势
　　在《2018年教育信息化和网络安全工作要点》文件的重点任务中，教育部明确将虚拟现实技术列入教育信息化的年度重点工作任务，要求职教深入推进信息技术与教育教学深度融合，推动VR 新技术在教育教学中的深入应用。在这样的一个大环境下，将VR技术融入主体结构工程施工教学实践中， 不仅使课堂达成交互式、网络式的目标，还能进一步提高人才的培养质量，满足了教育信息化的要求。
　　4 VR技术在主体结构工程课程教学中展望及问题思考
　　VR技术在主体结构工程施工课程教学引入将会改善传统教学模式下所存在的许多不足，VR技术其独特的沉浸性、交互性和构想性，可以使学习者有身临其境的感受，增强学习体验，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性和职业技能。但是，VR技术的应用也存在一些需要注意的问题。例如，在课堂教学中，对于人数较多的班级要做好分组，对进行有效的组织管理;VR技术在教育教学中的应用为信息化教学提供新的途径和教学方法，但这并不表示所有的教学内容都需应用VR技术，对需要应用VR技术的课堂教学内容要认真甄选，如去掉偏识记类的知识点;VR技术作为辅助教学工具，并不能代替真正的实训，在掌握基本的操作的步骤之后，仍需要进行现场实地操作方能加深理解完成从理论向实践的转化。
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