“虚实结合”在土木工程实践教学的改革研究

郭亮，邓朗妮，陆云鹏，刘晓凤

(广西科技大学土木建筑工程学院，广西 柳州 545006)



“虚实结合”在土木工程实践教学的改革研究

郭亮，邓朗妮，陆云鹏，刘晓凤

(广西科技大学土木建筑工程学院，广西 柳州 545006)

实践教学已成为土木工程专业实践中的薄弱环节。本章分析了当前实践教学面临的困境，结合广西科技大学土木建筑工程虚拟仿真实验教学中心的建设目标，利用虚拟仿真软件平台，提出“虚实结合”的实践教学模式及考评制度。

实践教学；虚拟仿真；虚实结合；土木工程

随着国内建筑行业的快速发展，对建筑工程类人才的需求日益增加，土建类专业办学规模日益扩大。对即将在土木工程生产第一线从事管理工作、工程设计和工程施工的学生提出了更高的要求，实践教学作为土木工程专业的重要实践性教学环节，在培养大学生动手能力、开阔眼界和提高综合素质等方面有着不可替代的作用[1]。但是由于时间、安全等因素造成土木类专业在开展实践教学环节过程中遇到了很多难题，在某种程度上使得实践教学的效果大幅降低，趋于形式。

2015年，广西科技大学土木建筑工程虚拟仿真实验教学中心是唯一一个自治区级虚拟仿真实验教学中心，也是区内土木工程专业领域唯一一个自治区级虚拟仿真实验教学中心，为实践教学体系改革与实践提供良好的环境。

1 实践教学面临的困境

1.1 联系实习单位困难

联系实习单位的任务一般是由任课教师去完成，由于工程项目的复杂性，涉及的工程项目很多，而在联系实习项目时又得选择具有代表性工程项目的实习场地，实践教学对实习工地有着较高的要求，所以在较短时间内很难联系到适合学生实践的场地[2]。同时由于学生人数众多，实习单位担心学生的安全问题，这成为众多企业不愿接收实习学生的最大障碍，实习单位联系起来就非常困难。

1.2 实践教学内容不全面且深度不够

目前建筑行业实行项目责任制，施工单位紧密围绕工期目标、效益，再加上安全、费用、管理上的考虑，使得实习生成为工地上的一个包袱，很难要求工地技术员对学生认真负责。[3]大部分学生在实习工地走马观花，或者安排在办公室抄写、整理资料，实践学习的深度不够，难以达到教学效果。

1.3 指导教师缺乏实践经验

随着建设行业的快速发展，社会上对土木工程专业人才需求也急剧增长，各高校为满足社会需求纷纷扩招，随着学生的扩招，高校也加快了引进教师的步伐，青年教师占教师队伍比例大幅度提高，而刚进学校的青年教师很多是刚毕业后直接走上工作岗位，大部分缺少工程实践经验，因此他们指导学生实践的效果不是很好。此外，由于学生和老师比例不断扩大，科研和教学任务繁重，教师数量相对不足也是直接影响实践教学效果的重要因素[4]。

1.4 实践教学考核评定方法不科学

实践教学一般是根据实习日记、考勤、实习报告或论文、施工单位鉴定材料等综合评定，但是因为工地鉴定材料和考勤表等资料的真实性很难鉴别，其结果往往无法反映学生最真实的实践情况，实习报告抄袭现象非常普遍，这种只重结果不看过程的评价方法[5]，导致成绩评定标准存在不公正性。

2 “虚实结合”在土木工程专业实践教学的模式

面对土木工程专业实践教学存在的困难和问题，当前运用计算机及其他信息技术进行虚拟仿真教学是比较好的解决办法之一。实践教学是围绕实际工作情况展开的，如何既保证教学内容的完整性，又不失现场操作的体验性，需要仔细斟酌权衡。借鉴其他高校的成功经验，广西科技大学近年来非常重视协同于人平台的建设工作，于2011年成立了BIM研究所，研究所依托基于BIM技术的“自治区级土木建筑工程虚拟仿真实验教学中心”开展产、学、研工作，并与深圳市斯维尔科技股份有限公司共建“BIM联合研发与协同育人基地”，与广西五建共建“先进建造技术与BIM联合研究中心”，与广西三建共建“BIM 联合研究与创新创业中心”，为学生实践教学拓展了广度和深度，初步搭建了虚拟仿真软件平台，形成了“虚实结合”的学习模式。所谓“虚实结合”的学习模式，就是考虑实习现场等诸多因素的限制，将原来要求在工程现场完成的教学任务，依次按照“虚拟仿真”、“缩小实物”、“现场观摩”的顺序在学校和现场进行。

“虚拟仿真”是利用广西科技大学土木建筑工程虚拟仿真实验教学中心进行施工进度模拟、施工现场模拟、结构分析模拟、受弯构件受弯破坏模拟、振动模拟等。学生通过操作虚拟仿真软件，不仅能熟练掌握各软件，也能身临其境地学习建筑工程的各种工序。

“缩小实物”是对真实建筑工程项目进行施工现场模板工程、脚手架工程的缩尺实物仿真设计和安装制作，初步体验施工的实践，是对学生识图能力和动手能力的一次锻炼和检验，学生以小组为单位，采用粗细不同的铁丝模拟钢筋，依据教师给定的图纸、工具，制作钢筋骨架。通过亲手制作、亲自体验，使学生加深了对图纸及钢筋构造的认识，同时也体会到了施工过程的艰辛，培养良好的团队合作精神，为学生的就业夯实基础，如图1。

图1 缩小实物成果展示

“现场观摩”，主要是在现场以较短的时间体验项目建造的过程，感官体验较强，在实践教学环节中不可或缺。学生在操作虚拟仿真软件和亲自动手制作缩小的工程模型过程中，期间碰到的困惑，可以通过现场观察以及与现场工程技术人员展开交流来解决[6]。这种“带着问题上工地”的实践方式进一步增强了实践教学效果，提高了学习效率，如图2。

图2 施工现场观摩

虚实结合的考评由两个部分构成[7]:虚拟实习部分占50%，内容包括软件的理论掌握情况10%、软件操作10% 、软件成果展示30%；模型制作及施工现场占50%，具体包含模型制作20%、施工现场出勤20%，实习报告10%。

3 结束语

通过虚拟仿真平台，实现了现场学习与虚拟学习相结合的全新实践教学模式，有效地突破了土木工程专业传统实践学习的局限性，营造了开放的、探索性的、以学生为主体的互动式学习环境，从而提高了实践的教学效果。当然，在实践教学中引入虚拟仿真技术，还需要进一步加强师资力量，通过专业培训来促进教师的教学水平和能力的提升。此外，还需要进一步增加在硬件设备等方面的投入等。

[1] 姚金伟,余志强,唐忠平.建筑工程仿真实训系统的开发与应用[J].中国教育信息化,2013(12)：73-75.

[2] 盛苏英,开放式虚实结合实验教学探索与实践[J].实验科学与技术，2014(12)：98-104.

[3] 沈璐,上官子昌.土木工程专业“虚实结合”的生产实习模式探索与实践[J].高等建筑教育，2015(24)：125-128.

[4] 李炎锋,杜修力.土木类专业建设虚拟仿真实验教学中心的探索与实践[J].中国大学教学，2014(9)：82-85.

[5] 肖明葵,程光均.虚拟工程与土木工程教学改革探讨[J].高等建筑教育，2004(13)：91-93.

[6] 覃荷瑛,邢心魁.土木工程专业生产实习教学模式改革研究[J].中国电力教育，2013(10)：190-191.

[7] 曹伟军,欧蔓丽.土木工程专业生产实习教学方法改革的研究与探索[J].福建建筑，2011(1)：114-116.

2015广西高等教育本科教学改革工程项目“基于BIM技术虚拟仿真平台的工程管理专业教学模式研究与实践”(2015JGB289)资助。 [项目名称]：广西科技大学土木工程“集散穿插、虚实结合”实践教学体系改革与实践项目；广西科技大学大学生创新创业训练计划项目“基于BIM的‘住宅房屋使用说明书’开发研究”；广西科技大学大学生创新创业训练计划项目“P6项目管理软件与广联达造价软件在建设领域的集成应用”。

郭亮，硕士，讲师，研究方向：建设项目管理。 邓朗妮(1977-)，女，广西梧州人，广西科技大学土木建筑工程学院副教授，博士，从事建设项目风险管理、结构加固、建设项目信息化管理研究。 陆云鹏，广西科技大学土木建筑工程学院，硕士，研究方向：结构加固、BIM技术应用与研究。 刘晓凤，广西科技大学土木建筑工程学院，硕士，研究方向：结构加固、BIM技术应用与研究。

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1671-1602(2016)22-0286-02