摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生,為中職建筑工程施工專業(yè)的教學(xué)改革提供了新的思路和方法。這種教學(xué)模式不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供豐富的實(shí)踐體驗(yàn)和學(xué)習(xí)資源,還可以降低教學(xué)成本和風(fēng)險(xiǎn),提高教學(xué)效率和質(zhì)量?;诖?,本文以建筑工程施工專業(yè)課程教學(xué)為例,探討了虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在中職教育中的應(yīng)用實(shí)踐,通過(guò)構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際工程項(xiàng)目的模擬操作和實(shí)踐訓(xùn)練,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力;通過(guò)應(yīng)用智能化技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和指導(dǎo),以提高教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:虛實(shí)結(jié)合;智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái);建筑工程施工;中職教育
建筑工程施工專業(yè)作為培養(yǎng)建筑行業(yè)人才的重要基地,其教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到未來(lái)建筑行業(yè)的發(fā)展水平。然而,傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往難以滿足現(xiàn)代建筑工程施工專業(yè)的教學(xué)需求,特別是在實(shí)踐操作方面存在較大的局限性。因此,如何創(chuàng)新教學(xué)模式,以提高教學(xué)效果,成為當(dāng)前建筑工程施工專業(yè)教育的重要課題。而虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)作為一種新型的教學(xué)模式,為建筑工程施工專業(yè)的教學(xué)改革提供了新的可能。首先,該平臺(tái)可以通過(guò)虛擬仿真技術(shù)模擬真實(shí)的建筑工程施工環(huán)境,讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作,從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。其次,該平臺(tái)還可以提供實(shí)時(shí)的反饋和指導(dǎo),及時(shí)幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤,提高學(xué)生的技能水平。最后,虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)還可以降低教學(xué)成本和風(fēng)險(xiǎn),提高教學(xué)效率和質(zhì)量,并為建筑工程施工專業(yè)的教學(xué)改革提供了有力支持。
一、中職建筑工程施工專業(yè)應(yīng)用智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)
虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是一種將虛擬仿真技術(shù)與實(shí)際操作相結(jié)合的教學(xué)平臺(tái),通過(guò)利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段,模擬真實(shí)的建筑工程施工環(huán)境,讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中結(jié)合實(shí)體設(shè)備進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練。這種平臺(tái)具有高度的真實(shí)性和互動(dòng)性,能夠?yàn)閷W(xué)生提供豐富的實(shí)踐體驗(yàn)和學(xué)習(xí)資源[1]。首先,通過(guò)虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái),學(xué)生可以更加直觀地了解建筑工程施工流程和操作規(guī)范,從而提高學(xué)習(xí)效率。其次,該平臺(tái)可以為學(xué)生提供實(shí)踐操作機(jī)會(huì),讓學(xué)生能夠更好地掌握技能,并提高實(shí)踐能力。此外,傳統(tǒng)的建筑工程施工專業(yè)實(shí)訓(xùn)需要投入大量的設(shè)備和場(chǎng)地資源,并且存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。而智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)通過(guò)虛擬仿真技術(shù)降低了教學(xué)成本和風(fēng)險(xiǎn),使得更多的學(xué)校和學(xué)生能夠享受到高質(zhì)量的實(shí)踐教學(xué)資源。最后,智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)不僅可以用于教學(xué),還可以用于科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。學(xué)??梢耘c企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)合作,共同開(kāi)發(fā)和完善平臺(tái)功能,以推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研深度融合。
二、中職建筑工程施工專業(yè)課程智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)教學(xué)實(shí)踐問(wèn)題分析
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在中職建筑工程施工專業(yè)中得到了快速發(fā)展。該平臺(tái)將虛擬仿真技術(shù)與實(shí)際操作緊密結(jié)合,通過(guò)高度逼真的模擬環(huán)境,為學(xué)生提供了豐富的實(shí)踐操作機(jī)會(huì)[2]。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的不斷融入,智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的功能得以不斷完善,教學(xué)效果也得到了顯著提升。然而,虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在應(yīng)用過(guò)程中也暴露出一些問(wèn)題,高校仍需不斷探索和實(shí)踐,以推動(dòng)平臺(tái)在教學(xué)中的應(yīng)用和發(fā)展。
(一)中職建筑工程施工專業(yè)智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)教學(xué)效果
當(dāng)前,虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)已經(jīng)在中職建筑工程施工專業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。首先,學(xué)生可以通過(guò)平臺(tái)模擬真實(shí)的施工場(chǎng)景進(jìn)行各種實(shí)踐操作,如搭建模型、操作設(shè)備等。而平臺(tái)可以根據(jù)學(xué)生的操作情況提供實(shí)時(shí)反饋和指導(dǎo),幫助學(xué)生更好地掌握技能。其次,部分學(xué)校還可以與企業(yè)合作,將實(shí)際工程項(xiàng)目引入平臺(tái),讓學(xué)生在模擬環(huán)境中完成實(shí)際任務(wù),以提高實(shí)踐能力[3]。目前,虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)已經(jīng)取得了一定的發(fā)展成果。越來(lái)越多的中職學(xué)校開(kāi)始引入這一平臺(tái),并用于輔助教學(xué)和學(xué)生實(shí)踐。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入,該平臺(tái)的功能和性能也隨之不斷提升,并在中職建筑工程施工專業(yè)中取得了顯著的成效。首先,該平臺(tái)提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng),使學(xué)生能夠更好地適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求;其次,平臺(tái)降低了教學(xué)成本和風(fēng)險(xiǎn),提高了教學(xué)效率和質(zhì)量;最后,通過(guò)平臺(tái)的實(shí)踐應(yīng)用,學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力也得到了有效提升。
(二)智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)下建筑工程施工專業(yè)教學(xué)中的問(wèn)題
盡管虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)取得了顯著效果,但仍存在一些不足之處。首先,平臺(tái)的虛擬環(huán)境與實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)仍存在一定的差異,無(wú)法完全模擬真實(shí)的施工環(huán)境和條件,可能導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際操作中遇到一些未知的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。其次,平臺(tái)的操作界面和交互方式有時(shí)不夠友好,對(duì)于一些初學(xué)者來(lái)說(shuō)可能存在一定的學(xué)習(xí)難度[4]。此外,平臺(tái)的更新和維護(hù)也需要投入大量的人力和物力資源,有時(shí)難以滿足學(xué)校的需求。最后,平臺(tái)的安全性和隱私保護(hù)仍需進(jìn)一步加強(qiáng),以確保學(xué)生和教師的信息不被泄露和濫用。
造成上述不足之處的原因主要有以下幾點(diǎn):①技術(shù)發(fā)展的局限性使得虛擬環(huán)境無(wú)法完全模擬真實(shí)的施工條件[5]。盡管技術(shù)在不斷進(jìn)步,但仍然存在一些難以克服的技術(shù)難題。②平臺(tái)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)需要考慮到不同用戶的需求和習(xí)慣,但在實(shí)際操作中,可能難以完全滿足所有用戶的需求。③此外,平臺(tái)的更新和維護(hù)需要投入大量的人力和物力資源,但由于資金和技術(shù)等方面的限制,有時(shí)難以滿足學(xué)校的需求。
虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在中職建筑工程施工專業(yè)中仍面臨著一些挑戰(zhàn):①如何進(jìn)一步提高平臺(tái)的模擬精度和真實(shí)性,使其更加貼近實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)。②如何優(yōu)化平臺(tái)的操作界面和交互方式,以降低學(xué)習(xí)難度,提高用戶體驗(yàn)。③如何保障平臺(tái)的穩(wěn)定性和安全性,以防止數(shù)據(jù)泄露和攻擊=。
三、虛實(shí)結(jié)合智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在中職建筑工程施工專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用
智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在中職建筑工程施工專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用具有諸多優(yōu)勢(shì),有利于提高教學(xué)效果和學(xué)生實(shí)踐能力。然而,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,高校也需要注意一些問(wèn)題,如技術(shù)難題、教學(xué)資源不足等。因此,高校需要不斷探索和改進(jìn),以推動(dòng)智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在中職建筑工程施工專業(yè)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用;利用虛擬仿真技術(shù)模擬建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng),通過(guò)實(shí)時(shí)互動(dòng)功能促進(jìn)師生交流與討論;根據(jù)學(xué)生需求推薦個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑,實(shí)現(xiàn)實(shí)踐評(píng)估與反饋,以推動(dòng)教學(xué)資源共享。
(一)建筑工程施工專業(yè)課程智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)教學(xué)策略
1.虛擬仿真教學(xué)
智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)借助先進(jìn)的虛擬仿真技術(shù),為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)高度逼真的建筑工程施工環(huán)境。在這個(gè)虛擬環(huán)境中,學(xué)生可以接觸到各種復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)、施工設(shè)備和施工工藝,并進(jìn)行實(shí)踐操作。通過(guò)搭建模型、操作虛擬設(shè)備等方式,學(xué)生能夠直觀地了解施工流程和操作規(guī)范,加深對(duì)理論知識(shí)的理解。首先,虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于其安全性和經(jīng)濟(jì)性,學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作,可以大大降低實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn),從而確保學(xué)生的安全。其次,虛擬仿真教學(xué)節(jié)省了大量的教學(xué)成本和時(shí)間,提高了教學(xué)效率。最后,虛擬仿真教學(xué)具有高度的靈活性和可重復(fù)性,教師可以根據(jù)需要設(shè)置不同的施工場(chǎng)景和任務(wù),讓學(xué)生反復(fù)練習(xí),直至熟練掌握相關(guān)技能。這種教學(xué)方式不僅提高了教學(xué)效率,還能夠幫助學(xué)生更加深入地理解和掌握施工知識(shí)和技能。
2.實(shí)時(shí)互動(dòng)教學(xué)
首先,智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)具備實(shí)時(shí)互動(dòng)功能,使得師生之間的交流更加便捷高效。在平臺(tái)上,學(xué)生可以隨時(shí)向教師提問(wèn),教師也可以及時(shí)對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行指導(dǎo)和點(diǎn)評(píng)。這種即時(shí)反饋機(jī)制有助于學(xué)生及時(shí)糾正錯(cuò)誤,并提高技能水平。其次,學(xué)生之間也可以通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行互動(dòng)學(xué)習(xí),通過(guò)分享自己的操作經(jīng)驗(yàn)和交流學(xué)習(xí)心得,形成相互學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步的良好氛圍。這種學(xué)習(xí)方式有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,并提高學(xué)習(xí)效果。
3.個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑
首先,智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)可以通過(guò)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和興趣愛(ài)好,為每個(gè)學(xué)生推薦合適的學(xué)習(xí)資源和路徑。學(xué)生則可以根據(jù)自己的實(shí)際情況和需求,選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和難度。例如,對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生,平臺(tái)會(huì)提供更多的基礎(chǔ)知識(shí)和操作練習(xí);對(duì)于已經(jīng)掌握基本技能的學(xué)生,平臺(tái)會(huì)提供更高級(jí)的任務(wù)和挑戰(zhàn),以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。這種個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛力,并提高學(xué)習(xí)效果。其次,智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和反饋,動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)路徑和內(nèi)容。例如,如果學(xué)生在某個(gè)環(huán)節(jié)遇到困難,平臺(tái)會(huì)及時(shí)提供幫助和支持;如果學(xué)生在某個(gè)方面表現(xiàn)出色,平臺(tái)則會(huì)給予更多的挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì)。
(二)基于智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建筑工程施工專業(yè)教學(xué)設(shè)計(jì)
以中職建筑工程施工專業(yè)“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工”課程為例,應(yīng)用智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)需要注意優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。
1.教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:讓學(xué)生掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的基本知識(shí)和操作技能,包括鋼筋的加工、混凝土的攪拌與澆筑等。
過(guò)程與方法:通過(guò)實(shí)踐操作和案例分析,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作態(tài)度,以提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。
2.教學(xué)內(nèi)容與重難點(diǎn)
教學(xué)內(nèi)容:鋼筋的加工與連接、模板的制作與安裝、混凝土的攪拌與澆筑等。
重難點(diǎn):鋼筋的連接技術(shù)、混凝土的配合比及澆筑質(zhì)量控制。
3.教學(xué)方法與手段
教學(xué)方法:采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法,包括講授、示范、實(shí)踐操作等。
教學(xué)手段:利用智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行虛擬仿真教學(xué),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)視頻和案例分析,以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
4.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
導(dǎo)入新課:通過(guò)展示鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的相關(guān)圖片和視頻,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引出本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。
知識(shí)講解:系統(tǒng)地介紹鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的基本知識(shí)和技術(shù)要點(diǎn),包括鋼筋的加工與連接、混凝土的攪拌與澆筑等。
虛擬仿真操作:利用智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行虛擬仿真操作,讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行鋼筋的加工、混凝土的攪拌與澆筑等實(shí)踐操作,以加深對(duì)理論知識(shí)的理解。
案例分析:結(jié)合實(shí)際工程案例,分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中常見(jiàn)的問(wèn)題及解決方法,歐提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。
總結(jié)歸納:總結(jié)歸納本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)知識(shí),幫助學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容。
5.教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋
教學(xué)評(píng)價(jià):根據(jù)課堂表現(xiàn)、實(shí)踐操作、作業(yè)完成情況等,評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并進(jìn)行有針對(duì)性地指導(dǎo)。
教學(xué)反饋:收集學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等反饋意見(jiàn),及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略,優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。
6.教學(xué)反思與改進(jìn)
教學(xué)反思:反思本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程,總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)和不足之處,為后續(xù)的教學(xué)提供借鑒和改進(jìn)方向。
教學(xué)改進(jìn):針對(duì)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和不足之處,制定相應(yīng)的改進(jìn)措施,不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì),以提高教學(xué)效果。
通過(guò)以上教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例可知,智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在中職建筑工程施工專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢(shì)。教師可以通過(guò)虛擬仿真操作、案例分析等方式,幫助學(xué)生更好地理解和掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的基本知識(shí)和操作技能,并提高實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)。同時(shí),教師還可以結(jié)合教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制,不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì),以提高教學(xué)效果,為學(xué)生的未來(lái)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
四、結(jié)束語(yǔ)
虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在中職建筑工程施工專業(yè)教學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用前景和實(shí)踐價(jià)值。該平臺(tái)的應(yīng)用可以有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和實(shí)踐能力,降低教學(xué)成本和風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作。首先,高校需要關(guān)注平臺(tái)的更新和維護(hù)問(wèn)題,以確保其能夠持續(xù)為教學(xué)提供穩(wěn)定、高效地支持。其次,為了更好地發(fā)揮智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的作用,高校需要加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),以提升教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力,使其能夠充分利用平臺(tái)的功能和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行教學(xué)。最后,高校需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)和監(jiān)督,以確保學(xué)生能夠充分利用平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐。
作者單位:劉雪艷 河北省唐山市樂(lè)亭縣綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)校
參考文獻(xiàn)
[1]潘旭文.虛實(shí)結(jié)合的智能化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在中職建筑工程施工專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].教師,2023(24):120-122.
[2]蔣曉云.虛實(shí)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在建筑工程施工教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代物業(yè)(中旬刊),2020,19(4):122-125.
[3]周昀.“1+X”課證融通的“建筑設(shè)備與識(shí)圖”混合式課堂改革[J].電腦迷,2023(17):49-51.
[4]楊潤(rùn)豐,楊愷,陳曉寧.建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)虛實(shí)融合實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)研究[J].廣東教育(職教),2019(7):24-25.
[5]任偉,葛慧杰,吳君,等.建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)“1+X”建筑信息模型(BIM)證書(shū)教學(xué)實(shí)證研究[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐,2021(4):38-40.