范香+韩记

【摘要】基于我校虚拟仿真实验中心平台的建立，将虚拟仿真技术应用到《房屋建筑学》课程中，不仅使课程知识体系层次化、系列化；建筑构造信息化、立体化；实验模拟简单化，而且利于老师的教学管理，最终让工程类课程教学体现出很强的情景性、过程性与互动性，教学效果非常良好。

【关键词】虚拟仿真技术 房屋建筑学 建筑构造

【中图分类号】TU-4；G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）05-0023-01

随着各高校教育改革的需要，传统的教学方法需要逐渐转变。如何提高应用性专业的实践技能的需要，加强培养具有较强职业能力的学生成为工程类专业中亟待解决的重要课题。虚拟仿真技术的应用实施理论依据是以就业为导向，以提高学生技能为目的，成为工程类专业教学未来发展的趋势。[1-2]

《房屋建筑学》课程是建筑类专业应修的基础课程之一，它是一门承上启下的实践性很强的专业课程，需要学生识别各种房屋构造图。然而虚拟仿真技术不受时间、空间、地域条件的限制，以其安全性、交互性得到了广泛的关注，并且应用到教学[3]。利用虚拟仿真技术不仅能提高教学效果，更重要的是让缺乏实践和观摩条件的学生不受时间、地点等多方面条件的限制，因此，本文立足于将虚拟仿真技术与《房屋建筑学》课程结合，为建筑类专业学生学习该课程提供一定的借鉴意义。

一、课题研究的软件、硬件支撑

虚拟仿真技术是我校建筑与工程专业长期探索研究课题之一，它涉及到Revit、Virtools、3DMAX、BIM5D、等相关软件。目前我校已有BIM虚拟仿真实验室（60台计算机机房+9款广联达BIM软件）、建筑仿真模型及虚拟教学系统（360台工程结构、建筑、施工、钢筋教学仿真模型+多功能黑板+教学软件）、VR虚拟仿真建筑与施工教学实训中心以及正在构建的建筑与工程虚拟仿真实训教学平台，力争“立足教学、教研融合、面向工程、开放共享”，辐射我校工程造价、工程管理、建筑学、建筑电气智能化及其它相关专业，形成了“三层次、四模块、五结合”的教学体系。其中“五结合”即为是与理论课程、与实体实验、与科研成果、与实际工程及与企业实践相结合，如图1，其中建筑模型设计仿真实验平台《房屋建筑学》、《建筑构造》、《建筑构成》、《房屋模型制作》课程供良好的教学和实践平台。

二、虚拟仿真技术在《房屋建筑学》课程中的应用

《房屋建筑学》课程是建筑类专业的基础课程，利用我校已有虚拟仿真技术可以实现将该课程设置有层次化、系列化、模块化以及实验体系连贯性强等优势，这样的教学和实践项目不仅让“课堂成为实验室”、“课外成为施工现场”，更有利于培养学生的创新能力。

第一，使课程知识体系层次化、系列化、模块化，最终实现构造信息化。《房屋建筑学》课程主要核心部分即为建筑构造，总共包括基础与地下室、墙体（柱）、楼地坪、屋顶、楼电梯、门窗、零星构造等七大构造。针对不同的构造利用虚拟仿真技术建立房屋构造模拟实训系统，形成20子模块房屋构造三维仿真模型。比如墙脚的防潮构造，传统的教学这部分一般通过图集进行讲解，但是只要安装了房屋构造模拟实训系统，系统提供了勒脚在-0.06m处分别设置水泥砂浆防潮层、细石混凝土带防潮以及卷材防潮层的动画做法，学生可以不受时间和空间限制，用电脑或手机刷屏进行知识图解，便于课程的预习和复习，从而实现了构造的信息化。

第二，三维建模及模型优化，使建筑构造立体化。由于房屋建筑模型的数量众多，利用房屋构造模拟仿真实训系统，可以让场景虚拟变得更加真实。学生通过3D动画视频学习，然后按照构建房屋施工演示的反顺序，让学生360度直视建筑构造，避免图纸、规范上二维的图像，只能看到某一个部位的构造，隐蔽构造难以想象的局面。

第三，“虚、实”实验的有机结合，完成较难完成的实验，提高实验教学效果。房屋建筑学课程节能实验中需要测定墙体及玻璃的导热系数，光的折射系数等，然而许多大学尚未建设建筑物理实验室，或者开设了此部分实验，但是由于实验很难精确的测定，所以大多数老师选择只讲概念，不讲原理，慢慢地这部分知识就被淡忘。利用虚拟仿真技术，可在以有逻辑地解释导热的原理以及演示墙材传热的过程，在专门的教师指导下，学生可以进行实验全过程的操作和体验，自主完成“虚、实”实验。同时虚拟仿真实验项目都设置了人机交互的功能，学生甚至可以有意进行“试错”实验，感受试验结果，并验证结果的可靠性。

第四，使教学管理简单化。虚拟仿真技术将《房屋建筑学》课程中理论知识联系实际的桥梁，老师通过教学大纲进行任务式实训。其目的在于使学生在仿真教学实践中发现问题，最终提高学生的职业道德与职业技能。

第五，虚拟仿真技术与“互联网+”地有效结合。随着生活水平的提高，大多数家长都会为学生购买电脑，这样教师和学生分别于不同的地点通过虚拟的教学系统进行互动，有利于多人协作完成房屋建筑的搭建工作。利用互联网，应用在远程教育和施工岗前培训中，开发成公共的资源供学习者下载学习。

三、结语及展望

没有开发不出来的虚拟场景，只有想不到的创意空间。本文将虚拟仿真技术引入到《房屋建筑学》课程教学中来，在理论和实践的研究中取得了上述可行性的结论。未来几年，我校顺应当今全民“互联网+”信息化的潮流，将虚拟仿真技术推广到《施工技术》《建筑结构》、《建筑力学》等课程，开发其它课程的虚拟仿真系统，构件我校的虚拟仿真实训平台，争取将先进的的技术应用到教学中，培养适应建筑行业职业发展需要的创新应用型人才。

参考文献：

[1]王芳，关于新建本科院校师资队伍建设的思考[J].人力资源管理，2010（06）：54.

[2]中華人民共和国教育部.2008年教育统计数据——专任教师年龄情况（普通高校）[EB/OL].http：//www.moe.Edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s4633/201010/109966.html，2009-12-31.

[3]李松湘.虚拟仿真技术在电子技术课程教学中的应用研究[D].湖南师范大学，2012，10.