姚靜

摘要：BIM、VR與教育的融合對現代化教育有著支撐作用。從BIM應用于實踐教學和VR的特性出發(fā)，分析BIM結合VR技術應用于高校土建類專業(yè)課程教學中的優(yōu)勢，探討B(tài)IM+VR技術應用于高校土建類專業(yè)課程教學對傳統(tǒng)教學的影響，以及兩者融合面臨的挑戰(zhàn)，以期BIM+VR技術更好為高校土建類專業(yè)課程教學服務。

關鍵詞：BIM+VR；高校土建類；專業(yè)課程；教學

一、引言

隨著教育形式的多樣化和信息技術與教育的深入融合，在BIM已成為建筑行業(yè)信息技術發(fā)展的必然趨勢，并推動著建筑行業(yè)技術的革新時代背景下，及VR技術在多個領域發(fā)揮重要作用，并將持續(xù)拓展其應用領域的熱潮中，越來越多的學者研究BIM和VR技術應如何應用到現代化教學。有研究表明，BIM技術完成可以融入建筑類高校專業(yè)課程教學，而VR技術不僅可以應用于教學，還對推動教學改革有事半功倍的效果。目前，BIM和VR應用到教學的研究已取得了一定成果，但學者對BIM+VR技術應用到土建類高校專業(yè)課程教學的探討較少，合理結合BIM+VR技術應用于高校土建類專業(yè)課程教學中，必然有助于專業(yè)課程教學改革和教學方法優(yōu)化，對BIM+VR技術應用到高校土建類專業(yè)課程教學的研究亟待深入探討。

二、BIM+VR技術在高校土建類專業(yè)課程教學的應用優(yōu)勢

BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling），以三維數字為基礎，貫穿于建設項目全生命周期，形成整個各種項目的相關信息的模型。VR（虛擬現實，Virtual Reality），依靠計算機技術融合多種資源信息，創(chuàng)造可視化、可交互的三維動態(tài)視景，參與者可通過借助VR設備，可在虛擬現實中體驗并產生實時互動的一種交互式仿真系統(tǒng)。

BIM作為正在被全面推廣的建筑產業(yè)信息化技術工具，已引入到土建類專業(yè)的專業(yè)課程。從教學實踐、教學效果和學生討論總結得知，雖然BIM貫穿整個項目全生命周期，有強大的數據集成性，但是教學應用中仍存在不足：

（1） BIM的可視化表達效果不足，三維動態(tài)模型雖然能形象、立體地展現建筑物，但是對學習者帶入感不強，參與者無法置身于建筑物中，與建筑物形成直接互動。

（2） BIM軟件專業(yè)性強，操作較為復雜，影響學習者根據自己意愿了解建筑物特定位置、信息等需求。

（3） 反饋力度不夠，BIM模型與建筑物設計初衷未形成直接反饋，設計成果與功能需求的匹配度存在于想象中，反饋信息受限。

VR具有沉浸性、構想性和交互性的特征，能虛擬出特定的現實環(huán)境，給學習者聽、看、感等方面學習體驗。

（1） 沉浸性。VR模擬的環(huán)境能讓學習者感到身臨其境，可以直接360度無死角盲區(qū)觀察虛擬物體，使學習者產生探索興趣、沉浸其中。

（2） 構想性。學習者通過VR設備進入虛擬現實，可以獲得對虛擬環(huán)境感性和理性認識，由此可產生新的創(chuàng)意，對集成的虛擬環(huán)境進行優(yōu)化。

（3） 交互性。學習者與虛擬環(huán)境可以產生互動，并獲取反饋。

VR的特性與BIM具有互補性。BIM具有的集成數據性為VR提供了落地應用的場景，BIM與VR技術結合，深度優(yōu)化了虛擬建筑及表現效果。相比BIM應用于專業(yè)課程教學，BIM+VR技術能將教學內容更全面、直接、形象地呈現給學習者，具有如下優(yōu)勢：

（1） BIM+VR技術，可實現三維空間實體化建模，優(yōu)化建筑可視化效果，學習者可通過VR設備直接深入建筑物內部全方面探索建筑空間、功能、特性等，與虛擬環(huán)境產生互動，并獲取直接信息反饋。學習者在虛擬環(huán)境中，可以產生視覺、觸覺等方面體驗感，會對虛擬建筑產生好奇心，引發(fā)學習興趣。

（2） 通過BIM+VR技術，教師可根據不同的專業(yè)課程，虛擬出特定專業(yè)知識學習的學習環(huán)境，為課堂學習創(chuàng)設出沉浸感和視覺動態(tài)效果，虛擬現實與知識產生直接互動，知識和外界相互聯系，從而建立刺激——反應的聯結，學習者可獲得更全面、精細的知識沖擊，知識更全面、深入，記憶更加深刻。

（3） BIM+VR創(chuàng)造出的學習環(huán)境，能實現學習者與環(huán)境交互時獲得直接反饋，進而指導下一步的學習動作，不僅能優(yōu)化虛擬環(huán)境，而且知識和反應之間的聯系能完整地構建，有助于學習者取得良好的學習效果。

三、 BIM+VR技術對高校土建類專業(yè)課程教學的影響

第一，改變教學情境。高校土建類專業(yè)課程教學中，實踐性教學、實驗教學等課時占比大，而設計、結構分析、施工、管理等各環(huán)節(jié)的實踐性和實驗教學受到場地、環(huán)境、設備、天氣、安全等諸多因素影響，往往無法達到預期教學效果。BIM+VR技術，可以創(chuàng)建虛擬環(huán)境， 并且可以優(yōu)化實踐性和實驗教學的環(huán)境，打破傳統(tǒng)課堂學習環(huán)境的局限性，避免諸多因素影響，改變教學情境。在BIM+VR創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中，學習者的學習維度、自由度和廣度可以根據自身學習情況充分舒展，獲得更好的學習體驗。

第二，改變教學模式。BIM+VR技術應用于土建類專業(yè)課程教學中，教師不僅僅“傳道授業(yè)解惑”，還是學習情境中體驗的指導者、參與者，學生不是知識的被動接受者，而是知識的主動獲取者、問題的發(fā)現者和解答者。學習者在虛擬環(huán)境中實踐、實驗、探索，根據設定的教學目標自主獲取知識，根據自己習慣的學習方法，暢游在虛擬現實環(huán)境中，增添了學習的生動性和趣味性。BIM+VR技術不受教學時空影響，在虛擬現實場景中，學習者不僅可以選擇適合自己的知識學習順序，隨時進入學習環(huán)境，還可以拓展延伸學習空間，從被動學習變?yōu)樽灾鲗W習、樂于學習，讓教學真正做到以學生為中心。學習者學習思維的改變，能很好地強化學習效果，縮短高校培養(yǎng)的人才與社會需求之間的差距，為社會輸入高素質人才。

第三，豐富教學資源。隨著社會的進步，教學資源越來越豐富，從書籍到多媒體、網絡技術，從文字到視頻、音頻資料，但這些教學資源呈現方式相對簡單，學習者自主獲取知識的學習環(huán)境帶入感欠缺。BIM+VR技術模擬出的虛擬現實，是三維動態(tài)的教學資源，知識表達生動、直觀，逼真的學習場景能給學習者多重感官刺激，增加了學習的吸引力，有利于激發(fā)學習者學習興趣。學習者根據自己的學習方式學習，相當于每堂課都是個性化學習和教學，這樣的學習資源更受教師和學生青睞。

四、BIM+VR技術在高校土建類專業(yè)課程教學中應用面臨的挑戰(zhàn)

BIM和VR技術越發(fā)成熟，且引起了政府重視，政府多項政策都體現了對兩項技術的扶持，但BIM+VR技術在高校土建類專業(yè)課程教學中的應用還面臨著許多挑戰(zhàn)：

（1） BIM和VR的結合應用在參數控制、信息傳遞、互動體現等方面仍有缺失，技術有待突破。

（2） BIM+VR的硬件配置與學科教育契合度有待提高。BIM+VR技術應用于教育的教學開發(fā)技術起點高，在虛擬現實場景中，為了符合教學目的，需要投入大量教學資源、項目資源，并對土建類各專業(yè)教學內容進行分析，準確理解、把握教學內容。軟件技術開發(fā)人員僅能從技術上提供支持，而無法確定教學內容，這就要求專業(yè)教師學習參與設計、開發(fā)相關的虛擬教學資源。

（3） BIM+VR技術為土建類專業(yè)學科教學打破傳統(tǒng)課堂學習環(huán)境、創(chuàng)新教學模式等提供了新的發(fā)展方向，但新技術下教師如何設計教學過程讓學生按時自主完成學習、學習過程如何交互、如何評價學生學習效果等都應做更多的研究。

五、總結

BIM+VR技術滿足高校土建類專業(yè)課程的教學學習環(huán)境，深度融合BIM+VR與高校土建類專業(yè)課程教學，不僅符合政策要求，而且有助于培養(yǎng)學生自主學習能力。BIM+VR技術應用于高校土建類專業(yè)課程教學將打破傳統(tǒng)的教學方法及教學模式，豐富教學資源，引導學生自主學習，有助于提高教學效果。但BIM+VR應用與土建類職業(yè)教育尚處于簡單呈現、沉浸感不強的初級階段，BIM+VR與土建類職業(yè)教育的融合依然有很多亟待解決的問題。

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