基于虚拟仿真技术搭建建筑实训教学平台

　　现代信息技术水平的迅猛发展催生了诸多新兴技术，这些技术并被应用于日常生活的各个领域，虚拟仿真技术便是当前一种十分先进的技术手段，被广泛应用于工业制造、医疗、航空航天等多个行业。虚拟仿真技术在职业教育领域的应用正在成为一种热门趋势，学校利用该技术构建了更加直观、生动的教学平台，为学生提供沉浸式学习环境，使学生更好地理解抽象的知识点。对建筑设计领域及其相关专业而言，构建基于虚拟仿真技术的教学平台不仅有助于提高教学质量，还有助于增强学生的实践能力和创新能力。

　　当前建筑行业对工作人员实践经验的依赖度较高，因此建筑设计及相关专业的教学十分重视学生实践能力的培养，但若学生直接参与建筑工程项目的现场施工，安全风险现对较大，而学校建设实体实验室也并不可行，不仅资金投入需求巨大，且设备更新换代较快，长期来看并不经济。基于此，利用虚拟仿真技术构建一个能够提供丰富实践机会的教学平台成为了一种高度可行的方案，很多学校只需最开始一次性完成大部分投资，建设一个虚拟仿真实训教学平台，后续便可通过简单的维护升级实现持续运行，学生可借助虚拟仿真平台，在保证安全的前提下熟悉各种工况及其实际操作流程。

　　目前高校构建基于虚拟仿真技术的建筑实训教学平台主要分为以下三个步骤。

　　第一，设计平台架构。该实训教学平台主要由前端展示层、业务逻辑层和数据管理层构成。其中前端展示层将用户与平台连接起来，通过交互界面设计为用户提供交互体验。要想体验良好，交互界面的设计就应具备直观性、互动性及自适应性等特性，便于教师、学生快速上手，支持键盘、鼠标及触摸屏、VR设备等多种互动工具，并适应手机、电脑、平板等不同终端设备，以满足不同用户的使用需求。业务逻辑层是平台的核心功能，将前端展示层与数据管理层连接，为用户提供具体的功能模块及相应的工具与服务，如建筑设计、结构分析、施工管理等模块，以满足不同的教学任务需求。数据管理层用于存储并管理平台上所有的信息数据，包括模型资源库、案例资料库、用户信息库等，其收录了大量建筑构建、材质纹理、光影效果等三维模型文件，以及来自国内外的优秀建筑案例，为教师与学生学习提供了参考资料;用户信息库则可用于个性化学习路径规划和资源推荐服务支持，同时用户信息库也能为平台管理、众多登录角色的功能权限控制提供支持，可有效保障平台的信息数据安全，并提升平台的易用性与管理效率。

　　第二，开发功能模块。设计好平台架构后，需要开发具体的功能模块，这些模块应与教学任务高度适配，可帮助学生掌握相关知识。如建筑设计模块，集成GIS技术、BIM技术等多种技术，可提供从概念构思到详细设计的完整流程。学生可在虚拟环境中观察系统提供的真实地形地貌数据，并综合考虑成本运算、区域未来发展规划等多种因素选择合适的工程项目建设地点，并利用参数化建模工具设计建筑结构与空间布局，再通过内置材料数据库选取合适的建筑材料，最终由专家模拟评审抉择出最优设计方案。结构计算模块可为学生提供全面的力学分析工具，帮助学生深入了解建筑结构设计原理。这一模块通常内置多种常用结构类型，如框架结构、剪力墙结构，提供力学分析工具，指导学生如何正确设置建筑荷载、绘制建筑剪力图与弯矩图等，以加强学生对建筑结构设计原理的理解。施工模拟模块则允许用户按照真实施工顺序逐步完成各个工序的操作演练，用于教学时，系统可通过动画的形式，向学生虚拟展示不同施工步骤的具体操作方法。学生可以学习如何制定施工计划，为不同任务合理分配时间和人力、资金等资源，以有效增加学生的实践经验。另外平台还设有专门的安全管理模块，向学生传授常见事故的预防措施及应急响应策略，并通过打造沉浸式虚拟环境，让学生通过演练正确掌握事故处理方法。

　　第三，平台部署与推广。平台建设完成后，学校需要正式上线运行该平台，并将其推广给更多高校师生及社会企业使用，以不断吸收行业意见，完善平台功能设计，使其更贴合实践教学需求。首先高校在上线该平台前，应通过增加光纤电缆铺设、购入新设备等方式，为虚拟仿真建筑实训教学提供可靠的技术支持。高校还应为教师、学生等提供培训，帮助其尽快熟悉平台的各项功能和具体操作流程。其次，平台上线后，建筑专业教师应根据具体教学目标，合理安排实训教学课程，并灵活调整教学内容难度，确保学生对理论与实践知识都掌握到位，并帮助每位学生都能找到适合自己的学习路径与资源，从而充分激发学生的学习兴趣，培养其实际问题解决能力。另外高校还可与社会企业合作，允许建筑企业进入平台，为企业提供员工培训和新产品、新技术测试等工作，这样不仅能提升校企合作亲密度，为学生提供更多参与建筑工程项目的渠道与机会，也能为高校听取用户反馈，对平台进行更新迭代提供参考，如此也可降低学校在后续维护升级方面的资金压力，实现资源利用率最大化。

　　总之，基于虚拟仿真技术搭建的建筑实训教学平台作用凸显，通过设计平台架构、开发功能模块、推广平台应用等步骤，该实训平台可以在现有建筑专业教育领域实现价值最大化。未来随着更多技术的逐渐完善，基于虚拟仿真技术的建筑实训教学平台必将为建筑领域的可持续发展注入更多活力，推动行业发展真正实现转型升级。(作者周维系渭南师范学院教育科学学院讲师)