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虚拟现实技术在建筑工程技术教学中的应用探索

李宗晓 李晓翠
  
百家媒体号
2025年8期
身份证号码 3702141997****4556 身份证号码 3706821998****5707

摘要:本文探讨了虚拟现实技术在建筑工程技术教学中的应用潜力与实践路径。通过分析虚拟现实技术的特点及其在教育领域的优势,文章阐述了其如何为建筑工程技术教学提供沉浸式、互动式的学习环境,从而提高教学效果和学生的学习体验。同时,文章还结合具体教学案例,展示了虚拟现实技术在建筑工程技术教学中的实际应用效果,并对其未来发展前景进行了展望。

关键词:虚拟现实技术;建筑工程技术教学;沉浸式学习

引言:

随着科技的飞速发展,虚拟现实技术(VR)逐渐渗透到各个领域,教育领域也不例外。在建筑工程技术教学中,传统的教学方式往往受限于场地、设备、安全等因素,难以让学生获得真实、全面的学习体验。而虚拟现实技术的出现,为建筑工程技术教学提供了新的可能。本文旨在探索虚拟现实技术在建筑工程技术教学中的应用,以期为相关教育领域提供新的思路和方法。

一、虚拟现实技术在建筑工程技术教学中的优势

(一)提供沉浸式学习环境

虚拟现实技术凭借其强大的模拟能力,构建出极为逼真的建筑场景与施工过程,为学生打造出仿若置身其中的沉浸式学习环境。在建筑构造学习环节,学生借助VR设备,如同亲身走进一座正在建设的高楼大厦。他们能够近距离观察建筑主体结构的每一处细节,从梁板柱的连接方式,到墙体内部的保温、隔音材料铺设,都能看得一清二楚。在了解施工流程时,学生仿佛化身为现场施工人员,目睹基础土方开挖、钢筋绑扎、混凝土浇筑等一道道工序依次展开。随着施工进度推进,学生能直观感受到建筑物从一片平地逐渐拔地而起的全过程。这种沉浸式体验极大地增强了学生对建筑工程技术的直观认识与理解,相较于传统书本上的二维图片和文字描述,学生对知识的吸收更加高效,记忆也更为深刻。

(二)实现互动式教学

虚拟现实技术打破了传统教学中师生间、学生与知识间的单向传递模式,支持人与虚拟环境的深度交互。在模拟施工场景里,学生能够自主操控虚拟角色,依据所学知识进行施工操作。例如在进行基础施工时,学生可自行选择合适的挖掘设备,调整挖掘深度与角度,体验不同施工参数对工程进度和质量的影响。在材料选择环节,学生面对虚拟仓库中的各类建筑材料,能够详细查看它们的性能参数、价格、适用场景等信息,然后根据具体施工需求做出合理选择。若选择失误,虚拟环境会即时反馈,引导学生分析原因并重新选择。这种互动式教学方式,极大地激发了学生的学习兴趣与积极性。学生不再是被动的知识接收者,而是主动的探索者,在不断操作与尝试中,动手能力和解决问题的能力得到显著提升。

(三)降低教学成本和安全风险

传统的建筑工程技术教学,实地考察与实践操作是重要环节,但这往往伴随着高昂的成本与潜在的安全风险。实地考察需要组织学生前往施工现场,交通、场地协调等费用不菲,且施工现场环境复杂,存在诸多安全隐患,如高空坠物、机械伤害等。而虚拟现实技术的引入,巧妙化解了这些难题。借助虚拟现实设备,学生足不出户,就能在虚拟环境中完成各类教学任务。无论是复杂的建筑施工现场,还是偏远地区的特殊建筑项目,都能通过虚拟场景呈现在学生眼前。在实践操作方面,学生在虚拟环境中进行模拟施工,无需担心损坏真实设备或造成安全事故,同时也避免了因频繁使用真实设备而产生的高额损耗费用。这一技术让教学成本大幅降低,同时为学生营造了一个安全、稳定的学习环境,使教学活动能够更加高效、顺利地开展。

二、虚拟现实技术在建筑工程技术教学中的实践应用

(一)建筑设计教学

在建筑设计教学领域,虚拟现实技术搭建起一座通往创意与实践融合的桥梁。学生踏入虚拟的建筑设计环境,仿佛置身于一个充满无限可能的创意空间。在这里,学生借助手中的交互设备,如同拥有神奇画笔,能够轻松勾勒出脑海中的建筑轮廓。他们可以从场地选址开始,依据虚拟环境中提供的地形地貌信息,结合建筑功能需求,确定建筑的最佳坐落位置。

构建建筑模型时,学生能够直观地选择各类建筑构件。无论是形状独特的异形墙体,还是结构复杂的大跨度屋顶,只需轻点设备,就能将其放置在合适位置。在这个过程中,通过直观的视觉反馈,学生能即时看到模型的三维效果,判断比例是否协调、空间布局是否合理。一旦发现问题,可随时进行修改。比如,若觉得房间采光不足,学生能当场调整窗户的大小、位置或开启方式;倘若感觉公共空间流线不够顺畅,也能迅速对走廊、楼梯的走向进行优化。

这种交互操作不仅让学生对建筑设计原理有了更深刻的理解,更极大地激发了他们的创新思维。传统教学中受限于二维图纸的表达,许多新颖创意难以直观呈现,而在虚拟现实环境里,学生能够大胆尝试各种独特的设计理念,不受现实物理条件的过多束缚。他们可以创造出造型奇幻的未来建筑,或是巧妙融合地域文化特色的传统建筑变体。在不断的构建、修改和优化过程中,学生的设计能力逐步提升,从最初对基本设计规则的生涩应用,逐渐成长为能够灵活运用设计原理,打造出富有个性与创意作品的设计人才。

(二)施工过程模拟

虚拟现实技术宛如一台时光机器,将真实的施工过程完整复刻到虚拟环境中,涵盖土方开挖、主体结构施工、装饰装修等各个关键阶段。在土方开挖环节,学生仿若亲临施工现场,目睹大型挖掘机挥动机械臂,精准地挖掘出基槽。他们能够近距离观察不同土质条件下的挖掘方式,了解如何根据土壤特性调整挖掘深度与坡度,以确保施工安全与工程质量。

进入主体结构施工阶段,学生可以清晰地看到工人绑扎钢筋的全过程。从一根根钢筋的吊运、就位,到通过复杂的绑扎工艺将其连接成稳固的钢筋骨架,每一个细节都栩栩如生。随后,混凝土浇筑过程也生动呈现,学生能感受到混凝土从泵车中倾泻而出,流淌至模板内并逐渐填充的动态过程,理解振捣工艺的重要性以及如何把控振捣时间与频率,避免出现蜂窝、麻面等质量缺陷。

当来到装饰装修阶段,学生仿佛化身为室内设计师与装修工人的结合体。他们能够看到墙面基层处理的步骤,了解不同装饰材料的铺贴、安装方法。例如,在贴瓷砖时,学生能学习到如何保证瓷砖的平整度、缝隙均匀度,以及如何处理阴阳角的收口问题。通过在虚拟环境中全方位观察施工流程、深入了解施工技术和工艺,学生对建筑施工过程有了系统且直观的认识。这为他们将来投身实际工作奠定了坚实的基础,使其在真正踏入施工现场时,能够迅速适应工作节奏,准确理解施工图纸,熟练运用所学施工技术,大大缩短从校园到职场的适应期,成为具备实践能力的优秀建筑工程技术人才。

结语:

虚拟现实技术在建筑工程技术教学中的应用,为教育领域带来了新的活力和机遇。通过提供沉浸式学习环境、实现互动式教学以及降低教学成本和安全风险等优势,虚拟现实技术能够显著提高建筑工程技术教学的效果和学生的学习体验。未来,随着虚拟现实技术的不断发展和完善,其在建筑工程技术教学中的应用前景将更加广阔。我们期待更多的教育工作者和科研人员能够投入到这一领域的研究和实践中,共同推动建筑工程技术教学的创新和发展。

参考文献:

[1]温艳芳.“智改数转”时代高职建筑工程技术专业人才培养策略研究[J].太原城市职业技术学院学报,2025,(01):83-86.

[2]余平.基于产教融合的高职建筑工程技术人才培养模式探索[J].石材,2025,(02):85-87.

[3]李万渠,赵楠,向程侃,等.BIM+MR在建筑工程技术专业教学中的应用研究[J].四川建筑,2024,44(06):307-308.

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