仿真模拟法在水利工程施工实习教学中的应用

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　　【摘 要】水利工程施工实习是水利水电建筑工程专业教学计划中的重要组成部分，为实现专业培养目标起着重要作用。本文以杨凌职业技术学院为研究对象，根据新时代高职教育特点，结合水利水电建筑工程专业实际，分析了水利工程施工实习教学中存在的若干问题，并提出了仿真模拟的教学方法，以弥补传统教学方式的不足。
　　【关键词】仿真模拟;水利工程施工;实习
　　中图分类号： TP391.9;TV52 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）21-0197-002
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.090
　　2019年1月，国务院关于印发国家职业教育改革实施方案的通知中明确指出，职业院校实践性教学课时原则上占总课时一半以上，顶岗实习时间一般为6个月[1]。水利工程施工实习是水利水电建筑工程专业实践性教学计划中的重要组成部分，实习前学生已学完水利工程施工理论课程，在实习中以技术人员助手的身份参加水利工程建造的现场施工和管理工作。这也是真正接触实际工程，对个人工作意志的一次锻炼。
　　1 水利工程施工实习的重要性
　　水利工程施工实习是一门综合性专业实训课，是水利水电建筑工程专业的主干专业课程，是围绕专业人才培养目标，为学生今后从事水利水电工程施工设计员、绘图员、施工员、造价员、监理员等工作而设置的必修课程。该课程的知识点贯穿整个专业课程体系，其内容涉及多个技术岗位，对专业知识的学习与核心技能的掌握起到重要的支撑作用。
　　本实习为综合型设计与实践训练课程，以水利水电工程建设为对象，将各个单一工种用建设过程串接起来，学生得到的不再是孤立的概念，而是具有完整过程的工程概念，培养学生解决一般水利水电工程施工过程中的相关设计、计算，施工组织设计及工程造价计算等问题，为学生毕业后顶岗参与水利水电工程工程技术岗位、工程施工组织编制岗位、工程概预算与招投标等方面奠定基础。
　　2 水利工程施工实习设计思路
　　2.1 设置依据
　　水利工程施工实习是高等职业技术教育人才培养过程中的一个极其重要的环节，是学生在学完专业基础课和专业核心课程后，顶岗实习之前必须完成的学习任务，是专业教学的重要组成部分，是提高学生的实践技能和职业素养的重要教学方式，是以工学结合实现学生与员工零距离对接的提前练兵。
　　2.2 基本理念
　　水利工程施工实习主动适应专业人才培养目标要求，突出理论够用加强实践技能，。重视工学结合，在教学中引入工厂的实景模式布置教学场地，使学生在日常学习中熟悉企业的布局及基本情况;在教学过程中运用了大量的现场教学，结合实际工程环境组织教学。
　　2.3 教学依据
　　水利工程施工实习根据人才培养方案中的从事水利水电工程现场施工、工程造价与管理、及常见单体水工建筑物的勘测设计等工作的高等技术应用性人才，以及学生在施工员、造价员、绘图员工作岗位上要完成的典型工作任务出发，从而制定教学目标和内容。
　　2.4 课程目标实现的途径
　　以实际工程建设为背景，构建完整的训练体系。同时按照工作要求排列训练项目的等级，从训练项目的安排下，由简单到复杂，依次进行基础、专项、综合能力的训练，由易到难、循序渐进。
　　3 水利工程施工实习目标
　　培养目标主要是培养施工单位的设计员，施工员、造价员，并可从事施工单位的监理、水利水电规划设计、预决算、资料管理等工作。具体目标如下：
　　（1）通过实习了解工程构造、结构体系及特点，了解新机械、新方法、新工艺、新材料和现代化管理方法等;丰富和扩大学生的专业知识领域。
　　（2）通过实习，使学生对典型工程的单位或分部工程的结构构造、施工技术与施工组织管理等内容进一步加深理解，巩固课堂所学內容。了解典型分部分项工程的施工方案和控制施工进度计划的方法。
　　（3）通过现场实习了解施工企业的组织机构及企业经营管理方式;对施工项目经理部的组成，施工成本的控制，生产要素的管理有所了解。
　　（4）参加实际生产工作，灵活运用已学的理论知识解决实际问题，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
　　（5）学习广大工人和现场技术人员的优秀品质，树立刻苦钻研科学技术为祖国现代化多作贡献的思想。学习水利工程施工质量管理的基本方法，对水利工程施工质量的过程控制有所了解。了解现行的国家有关工程质量检验和管理的标准。
　　4 水利工程施工实习存在问题
　　在实际的实习教学过程中，受到实习项目设置、实习场地、生产安全及相关管理制度的制约，无论是认识实习的水利工程概念教育、生产实习的时间创新能力教育，还是毕业实习的综合能力培养，都没有很好地达到教学目的。造成这种现象的原因，可以大致归结为如下几点：
　　（1）施工企业出于对工程进度、安全等多方面考虑，不愿接待学生实习，使得教师在联系实习单位方面异常困难，大多只能通过朋友关系联系相关单位，且只能局限在学校周边的企业，影响了实习单位的选择，不能保证实习质量[2]。
　　（2）由于水利水电工程建设的特殊性，实习依托的工程不仅要求是在建工程，而且要求此工程具有一定的规模。尤其是施工方向的学生，需要了解整个施工的流程及主要的施工方法。
　　（3）为了保证实习的效果，让学生亲身体验到水利水电工程建设过程，而不是到已建成的水电站走马观花地参观一下。但现实是，缺少实践经验、动手能力较差的学生如果大规模地参与现场操作，会带来极大的施工安全隐患。
　　5 提高水利工程施工实习质量的对策
　　鉴于以上存在的各种问题，为了提高施工实习效果，有关专家和学者相继提出了采用计算机虚拟仿真技术、数学建模等一系列方法，有些院校还相继建立了虚拟仿真实训室。。这些方法看似高端大气上档次，实则存在诸多问题。首先虚拟仿真技术是近些年刚刚出现的科学技术，造价昂贵，技术还不太成熟，更何况把它应用于水利工程施工实习中;其次，在虚拟仿真实训室实训时必须佩戴VR眼镜，会给学生带来眩晕不适感;另外，虚拟仿真平台展示的模型往往是以现实生活的某个工程案例为背景，缺乏全面性，更新速度较慢。笔者根据多年的施工实习教学经验，提出了仿真模拟法，即采用仿真的手段模拟真实场景。 　　5.1 模拟施工项目部
　　为了实现工程目标，落实工程经济制度，做到安全生产，文明施工，水利工程施工企业会选派优秀的管理技术骨干和一流的施工队伍组建工程项目部。项目部一般下设？“技术部、质量部、安全部、合同部、财务部”五个专业职能部门，在项目经理的全面领导下负责本工程建设的各项管理工作。采用仿真模拟法，首先让学生了解各部门职责及功能，然后将学生进行分组，进行角色扮演，分别扮演项目经理、总工程师、技术员、质量员、安全员、施工员、会计七个角色并定期轮换，教师负责对各岗位学生进行指导。学生实习往往只是学习施工过程，而对施工项目部一知半解，甚至个别学生还不知道项目部的存在。以此活动来增强学生对施工项目部的认知。
　　5.2 模拟文件编制及简单操作
　　基于水利工程施工实习的需要和特征，将仿真模拟方法和实际工程问题相联系，模拟工程施工场景，这就要求学生能够根据教师所给定的工程施工资料编写专项施工方案、安全文明施工、施工工艺等施工组织内容，并进行施工仿真操作。如地基开挖、地基处理、土石方挖运、土石方填筑、混凝土浇筑等典型建筑物施工方案的编制。
　　具体实施过程中可以让学生自己根据施工已知资料编制施工方案，自己编写施工流程，分小组分工进行，让学生自己动手实施编制的计划，根据施工验收规范对现场进行质量评定，以及按照施工操作规程对简单工序进行具体操作。
　　5.3 广泛运用信息化教学手段
　　广泛采用信息化教学模式，将水利工程施工知识与施工过程以文本、图片、动画及视频的形式得以展示，学生可以借助线上线下混合课平台，在电脑上全方位、多角度学习施工知识，并与教师互动，提高施工实习效率和效果。学生也能够方便快捷地了解水利工程施工实习的学习内容，观看施工实习相关的场景，坐在教室、宿舍、食堂和图书馆中，都可看到各种水利工程施工的全工程，具有很高的便利性。
　　文本、图片、动画及视频等信息化资源除了教师自己制作以外，我们还可以在不违规的前提下，广泛借助网络资源。笔者多年来发现水利水电建筑工程教学资源库、腾讯课堂、中国大学MOOC、云课堂、爱课程、阳关宽频网及小陈说工程等网站和APP一直在不断更新和分享施工经验和工程知识的动画、视频。
　　另外在施工进行阶段，我们还可以利用无人机拍摄现场施工工艺流程、施工组织管理、安全管理措施等。特别是针对点多面广战线长的大型水利工程和一些存在安全隐患的角落，传统的人工拍摄不清晰、不方便、不安全，此时就可通过无人机，从空中对施工现场进行拍摄，方便直观地拍摄現场高清版的施工图片和视频，为信息化教学提供优质资源。
　　其次，我们还可以通过加强校企合作，依托水利工程施工企业，积极开展学生水利工程施工实习和青年教师的实践锻炼。在这一点上，杨凌职业技术学院做得非常深入。在合作过程中广泛搜集信息化教学资源。
　　最后，我们也可以将文本、图片、动画及视频等信息化资源进行整合，编写施工实习活页教材，将“互联网+”思维融入到教材中，部分内容以二维码的形式加以展现，实现传统与创新的融合，理论和实践的统一。
　　6 结语
　　水利工程施工实习是水利类专业高职教育教学实践的重要环节之一，通过校外现场实习和校内仿真模拟实习相结合的方式，可以激发学生学习的兴趣和积极性，对提高学生专业实践技能的培养具有非常重要的作用。因此，各高职院校应该积极创造条件，加大资金投入，不断改进教学方式，培养满足市场需求的大学生。
　　【参考文献】
　　[1]国务院关于印发国家职业教育改革实施方案的通知. 国发〔2019〕4号.
　　[2]黄满.地方高校土木工程专业学生施工实习的困境及对策[J].四川水泥，2015（1）.
　　[3]龚懿.水利水电工程施工实习的改革与实践探索[J].中国电力教育，2013（8）.
　　[4]魏松，王慧，叶少有.水利水电工程专业实习教学改革探讨[A].土木建筑教育改革理论与实践（第12卷）.2010.
　　[5]程鹏军，李海燕.计算机仿真模拟技术在水利工程中的应用[J].东北水利水电，2010（9）.
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