项目验收
高职创新发展行动计划
1.土木工程虚拟仿真实训中心建设项目项目申报书
高等职业教育创新发展行动计划
(2015-2018年)
项目申报书
项目名称:土木工程虚拟仿真实训中心建设项目
项目编号:XM—7_S42
承担院校:湖北水利水电职业技术学院
承担部门:建筑工程系
项目联系人:张天俊
联系方式: 15327120667
二〇一六年九月
《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高〔2012〕4号)提出,“加强实验室、实习实训基地、实践教学共享平台建设,重点建设一批国家级实验教学示范中心、国家大学生校外实践教育基地、高职实训基地。加强实践教学管理,提高实验、实习实训、实践和毕业设计(论文)质量。”等强化实践育人环节的措施。
《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》指出,“建设仿真实训基地等信息化教学设施,建设实习实训等关键业务领域的管理信息系统,建成支撑学生、教师和员工自主学习和科学管理的数字化环境。”
《高等职业教育创新发展行动计划》(2015-2018年)中也强调应用信息技术改造传统教学,促进泛在、移动、个性化学习方式的形成。在现场实习安排困难或危险性高的专业领域,开发替代性虚拟仿真实训系统;针对教学中难以理解的复杂结构复杂运动等,开发仿真教学软件。推广教学过程与生产过程实时互动的远程教学。
1.建筑施工具有项目规模巨大、周期长、施工工艺复杂、管理工作繁多、项目参与者和项目合作角色复杂的特点,导致实训教学内容很难达到全面、有效。
2.建筑业蓬勃发展,学校招生规模扩大,传统的实训形式资源消耗巨大、企业接收困难。而且由于行业特殊性,一般建筑企业不愿意接受学生实习,到企业实习安全因素是一个比较大的难题。
3.企业人才需求量加大,而再培训时间紧缩,导致传统实训不能满足企业对技术应用型人才的需求,且传统的实训形式不能有效调动学生学习积极主动性。
4.传统的实验教学模式下,受限于各种条件的约束,学生只能在限定的时间和地点,利用限定的实验设备,完成特定的实验内容。因此,传统实验是完成具有“代表性”和“普适性”的“规定动作”,极大地制约了对学生动手能力及工程创新能力的培养。此外,传统实验室的建设经费投入不可小觑,不论是实验仪器设备的购置与维护,还是实验场地的建设与管理,都需要花费大量的人力、物力和财力。为解决土木工程传统教学与培养具有创新精神与实践能力的高水平人才之间的矛盾,拓展实验及实践教学的深度和广度,实现科研反哺教学、紧密结合工程实际的教学模式,同时也尽可能降低实验成本、实习风险,在现有实体实验、认识实习、生产实习
以及顶岗实习的基础上,利用互联网技术与信息技术,构建具有贴近工程、高度仿真、开放共享的虚拟仿真实训教学资源,是对实体实验及实训教学的有益补充和创新。因而,虚拟仿真实训中心的建设正是解决目前问题的重要途径。
我院土木建筑类专业具有60年的办学历史与专业积淀,在专业教学、实训、就业等方面积累了一整套成熟的经验。始终坚持立德树人,全面发展的理念为土建行业培养了近一万余名优秀的工程技术人才。
2004年,教育部、建设部确定我院为建设行业技能型紧缺人才培养培训工程基地。
2009年,教学团队成员钟汉华教授被评为湖北省水利科技英才。
2010年,教学团队成员钟汉华教授、庞璐教授、王金玲教授主编的《工程建设监理(第二版)》、《施工组织与管理(第二版)》、《土木工程制图(第二版)》、《工程测量》等9部普通高等教育“十一五”国家级规划教材相继出版。
2011年,教学团队成员王金玲老师荣获“湖北名师”称号。
2013年,建筑施工技术实训基地被省教育厅确定为“省高等职业教育实训基地建设项目”。
2014年,学生参加湖北省职业院校工程造价技能大赛获团体一等奖。
2014年,教学团队成员钟汉华教授获“全国水利职教名师”光荣称号。
2015年,工程造价专业设立“楚天技能名师”教学岗位。
2015年, 教学团队成员余丹丹老师获“全国水利职教新星”光荣称号。
2015年,学生参加全国高职院校土建施工第三届“鲁班杯”建筑工程识图技能竞赛团体特等奖。
2015年,学生参加湖北省职业院校工程造价技能大赛获团体一等奖。
2015年,学生参加省高职院校土建专业第四届建筑CAD技能竞赛获团体一等奖。
2016年,学生参加省高职院校土建专业第五届建筑CAD技能竞赛获团体一等奖。
坚持产教融合、校企合作的基本思想构建实践教学体系。实训基地通过与生产一线工程技术人员共同制定建设方案,邀请各方面的专家认真论证、评审,努力覆盖开设各土建类专业所需的知识与技能要求,尽量体现实际工程施工现场真实的工作场景,做成校中厂(场)型的生产性实训基地。
2004年,教育部、建设部确定我院为建设行业技能型紧缺人才培养培训工程基地;2013年,建筑施工技术实训基地被省教育厅确定为“省高等职业教育实训基地”。建筑施工技术实训基地现有15个校内实训室,总建筑面积6000余平米(其中3200平米钢结构实训楼于2016年7月新建完成,主要用于仿真实训中心建设)。实训基地共有400多个实训工位,可开设80多个实训项目,职业基础课、职业技术课、专业课的实训、实验项目开出率达100% ,校内实训室情况见表1。
表1 校内实训室情况一览表
序号 |
实训室名称 |
实训项目 |
主要设备 |
1 |
建筑材料实训室 |
水泥密度实验、水泥细度实验、水泥标准稠度用水量实验、水泥胶砂强度检验、骨料表观密度和吸水率、骨料颗粒级配、混凝土和易性测定、混凝土强度检验等。 |
水泥胶砂搅拌机(JJ-5)、水泥胶砂振动台(ZS-15)、电热恒温干燥箱(101-3)、水泥净浆搅拌机(NJ-160A)、震击式振筛机(ZBSX-92A)、自动恒温双数显沥青延伸度仪(SY-1.5B)、数控水泥砼标准养护箱(SHBY-40B)、水泥电动抗折试验机(KZJ5000-1)、砂浆稠度仪(SZ-145)、静水电子天平(DST-5)、BYS-Ⅱ标准养护室自动控制及配套等。 |
2 |
工程检测实训室 |
材料检测、工程检测。 |
回弹仪、新拌混凝土测试仪、混凝土取芯机、超声波强度检测仪、数显路面强度仪、钢筋扫描仪、非金属声波检测仪、刻度放大镜、混凝土碳化深度检测尺、游标卡尺、钢板尺等 |
3 |
预应力技术实训室 |
预应力工程施工实训等。 |
预应力T形梁钢筋笼、ZB4-500油泵、YCW100C千斤顶、YDC250Q千斤顶、LD-10镦头器、1000KN试验台、各种锚具等。 |
4 |
工程力学实训室 |
金属材料拉伸实验、金属材料压缩实验、纯弯曲正应力实验、弯曲扭转等实验、混凝土强度检验、工程检测等。 |
微机液压万能试验机(CHT4503)、静态数字应变仪(CM-1C)、静态电阻应变仪(YJR-5A)、正应力试验台(WSG-80)、微机控制扭转试验机(WNJ-500)、钢筋打点机(连续标点机,LB-40)、变形记录器(DB-2)等。 |
5 |
建筑施工技术实训室 |
专业认识实训;施工工艺认知实训瓦工实训;抹灰工实训;钢筋工实训;模板工实训;架子工实训;内业资料填写及报告撰写等。 |
混凝土搅拌机、空压机、混凝土芯样切片机、振捣器、切割机、钢筋对焊机、调直机、喷浆机。脚手架、模板、检测仪器及砌筑抹灰工具等。 |
6 |
建筑结构构造实训室 |
专业认识实习、建筑识图与构造实训、施工实训、建筑结构实训等。 |
两层框架结构、简支梁、板式楼梯、单片剪力墙、柱下独立基础、柱下条形基础、框架结构中间层边节点、框架结构顶层边节点、框架结构顶层中间节点等实体构造模型等。 |
7 |
建筑与道桥设计实训室 |
各种工程软件应用及CAD制图识图实训;效果图制作、施工图绘制实训; 建筑设计;路桥设计;市政工程设计;建筑施工组织设计等。 |
硬件:联想牌计算机60台,配备17英寸液晶显示器;CPU:AMD Athlon(tm) II X2;内存:2GDDRⅡ;硬盘500G;显卡:1G显存。 软件:计算机制图软件AutoCAD;天正建筑设计软件;PKPM结构设计软件;纬地三维道路CAD软件;图像处理软件Photoshop;三维动画制作软件3DSMAX;三维效果图渲染软件VRay;计算机制图软件AutoCAD;图像查看软件ACDSee等。 |
8 |
建筑与道桥构造实训室 |
专业认识实习、建筑构造实训、道桥构造实训等。 |
建筑模型:屋面防水与保温隔热构造、门窗实物模型、雨水斗、口、管实物模型、屋顶变形缝构造模型、基础模型等。 道桥模型:双曲拱桥构造立体模型、装配式T形梁钢筋构造立体模型、斜拉桥构造立体模型、预应力连续箱梁桥立体模型、梁式桥的基本体系示教板、桥面铺装构造示教板、跨搭钢板式伸缩缝示教板、桁架拱片构造及配筋立体模型、八字形桥台立体模型、公路路基横断面图示教板、盲沟构造示教板、跨径30M预应力混凝土T形梁板示教板、三种涵洞墩台立体模型、线路模型(包括涵洞,路提加做三种涵洞)、城市道路立交桥等。 |
9 |
工程造价实训室 |
编制土建、安装、装饰概预算;编制招标、投标文件;清单计价;清单编制实训;工程量及钢筋计算实训等。 |
硬件:联想牌计算机60台,配备17英寸液晶显示器;CPU:AMD Athlon(tm) II X2;内存:2GDDRⅡ;硬盘500G;显卡:1G显存。 软件:广联达工程造价管理和计价软件; KPM招投标软件;PKPM施工组织设计软件;计算机制图软件AutoCAD;图形设计软件Illustrator、CorelDRAW;三维动画制作软件3DSMAX等。 |
10 |
工程投标实训室 |
识图实训;招投标模拟实训;工程项目管理实训;工程资料整理实训等。 |
工程图纸、标书、G101图集全套与《中南地区建筑标准设计建筑图集合订本》、定额(土建、装饰、安装、市政、公路、水利等)。 |
11 |
建筑装饰实训室 |
专业认识实习、建筑装饰构造实训、工艺认知实训、装饰施工实训等。 |
现代装饰装修施工工艺及构造做法(包括各种地面、踢脚、墙裙、墙面、门窗、顶棚、隔断等部位的装修做法、现代建筑装饰材料等。 |
12 |
给排水实训室 |
专业认识实习、建筑设备及工艺认知实训等。 |
给水系统和排水系统、消防系统、常见管材、阀门、卫生器具、消防器具、施工机具等。 |
13 |
测量放线实训室 |
建筑施工测量放线实训等。 |
水准仪、经纬仪、全站仪、GPS、激光准直仪、电子经纬仪、激光扫平垂直仪、激光三维定向仪等。 |
14 |
土工实训室 |
土基本物理指标实训;塑、液限实训;土直剪实训;土固结实训等。 |
数显式液塑限测定仪、应变控制式无侧限压力仪、电动相对密度、原状取土钻、真空饱和装置真空泵、含水量测定仪、数码点荷载仪、自动切石机、双端面磨石机、自动取芯机、钻机等。 |
15 |
工程制图实训室 |
各类课程设计、综合训练等。 |
图板、丁字尺等绘图仪器设备。 |
同时已与中建三局、武汉市市政建设集团、新八建设集团有限公司等30多家企业合作共建校外实习基地。为建筑施工技术类职业教育实训基地的建设与发展打下了扎实的基础。
按照学院“造就名师、培养骨干、优化结构、提高能力”的思路,坚持“培养和引进并举,专职与兼职并重”的原则,把提高专业教师职业能力作为教师队伍建设的重点。实施教师职业能力提高工程,通过开展“教学能力建设年”和教学基本功竞赛、信息化教学比赛等教学主题活动,逐步提高教师职业能力;实施专业教师入企三年计划,提高教师实践技能;鼓励教师参加各类职业资格考试,提高教师专业素质。
通过多年的努力,拥有了一支讲团结、讲奉献、能吃苦、业务水平高的教师队伍。拥有“建筑工程技术专业教学团队”和“建筑施工技术教学团队”两个院级优秀教学团队;“全国水利职教名师”和“全国水利职教新星”各一名;建筑工程技术专业和工程造价专业分别设立“楚天技能名师”教学岗位。
现有专任教师34人,教师结构合理,专任教师中:高级职称14人(占比41%),中级职称13人(占比38%),双师素质教师24人(占比71%),具有硕士学位以上的教师22人(含博士 2人,占比65%),12人具有行业企业一线工作经验。同时,中心拥有一支来源和数量稳定、生产实践经验丰富、素质较高的30人的兼职教师队伍,他们主要参与实践教学指导工作。兼职教师具有丰富的实践经验,在指导过程中能够更紧密结合工程实际,学生在接受指导过程中收获很大,为今后走上工作岗位,更好胜任岗位工作创造了条件。
始终坚持专业与产业、职业岗位对接,专业课程内容与职业标准对接,教学过程与生产过程对接,学历证书与职业资格证书对接,职业教育与终身学习对接的基本思想。通过对企业的职业岗位进行调研分析,经专业指导委员会论证,确定专业培养目标、知识能力和素质结构。结合专业实际情况,在传统“2.5+0.5”人才培养模式基础上,以“零距离”就业为教育目标,工学结合为切入点,积极探索新的校企合作育人的人才培养模式。基于关键工作岗位的要求,构建了标准融入、施工导向的“123”人才培养模式。
通过多年的教学改革,学生的综合素质和职业技能提升明显,在全国各类职业技能竞赛中取得了优异的成绩,毕业生在工作岗位上的良好表现也得到了社会和用人单位的肯定。就业率和就业质量居全省前列,2016年我院获评全省高校就业核查免检单位。
1.教学改革“系统创新”。可视化电子教材的制作、课堂学习模式的改革、实践教学的灵活多样,充分体现以学生为主、因材施教的培养方针。
2.以实体比例模型建设为基础,利用计算机以及手机、ipad等移动设备和二维码技术,通过互联网来学习土木工程的相关知识和技能,为学生全方位自主学习提供便利,促进学生泛在、移动、个性化学习方式的形成。
3.利用模型后期维护编制软件,辅助教师课堂教学。老师和学生可以根据教材及建筑物的发展,不断更新完善三维可视化的视频图、创造性的让学生提出并完成可视化施工信息系统,融科学性、趣味性、适用性为一体,具有广泛的推广应用价值。
4.利用虚拟仿真技术,以施工信息转换为依托的建筑与施工工艺仿真设计,建筑空间漫游,模拟施工全过程,对拓展大学生能力培养具有重要作用,必然引起建筑制图识图、施工技术、材料、房屋构造、工程造价、工程测量、施工安全等一系列相关课程的教材、教学方法的改革与突破。
图1 实训中心建设思路图
1.总体目标:
以传统的等比例土建专业情景模型为实际载体,融入现代建筑实训教学的多种元素,包括三维仿真技术、BIM技术、“互联网+”技术、建筑教学云平台、移动终端扫描技术等,建成一个多功能,寓教于乐,可观、可学、可练的虚实结合的仿真实训基地。同时可面向社会和其他兄弟院校,开展就业培训、在职培训以及技能培训等工作,实现资源共享,提高实训中心的利用率,充分发挥其社会效益和经济效益。
2.具体建设目标与任务
(1)完成虚拟教学课程建设,实现体验式教学模式
按照岗位技能要求,通过施工工艺虚拟仿真教学管理平台的搭建,建设包括虚拟企业、虚拟场景、虚拟设备以及虚拟工程项目、企业生产工具、生产对象、生产场景、基地管理制度等实践教学资源,改变以往学生实训渠道匮乏、实训器材有限的状况。
施工工艺虚拟仿真教学管理平台可以植入多类教学虚拟项目,改变传统枯燥生硬的教学方式,通过虚拟化、立体化、结构化展示专业器材以及工程案例,实现学生在三维空间的游走;同时通过趣味性的技能操作,让教学知识点深入浅出的被学生掌握,培养更好的专业技能,增强岗位核心竞争力。
(2)完成实践教学辅助系统的多元化建设
虚拟仿真教学管理平台的搭建,以多种形式的教学资料、教学信息,以及能动性的课程内容安排,打破现实空间、时间、环境、资金等等客观因素的限制,实现教师轻松安排教学中所需的任何实践操作内容,进一步促进专业教学方法的改进,提高教学效率。
同时,通过平台任务设置、系统自动考核、数据自动分析,让教师第一时间得到学生技能掌握情况的信息反馈,更好的调整教学重点与教学方式,提升教师实践教学效率。
(3)完成学生自主学习交互平台的建设
通过资源库子系统的交互、测评等一系列功能,可以复习巩固课堂内容,预习将要学习的内容,成为预习、复习二位一体的自主学习平台。
资源库子系统改变了传统枯燥生硬的教学方法,虚拟化、立体化、结构化的展示专业器材以及工程案例,通过趣味性的技能操作让教学知识点深入浅出的被学生掌握,并且平台可以全天候24小时开放给学生,学生可以随时登陆平台自主学习。
(4)开放资源库,整合校内教师及行业专业教学资源
仿真实训平台坚持“以引领性与普适性相结合,建设国内最全面、先进、实用、开放、持续更新的专业教学资源库”的项目建设方针,以专业建设为龙头,以专业资源开发为核心,以学习专业知识点、岗位能力点为主线,以先进技术为支撑,以提高人才培养质量和社会服务能力为目的,以行业企业为依托、“工学结合、校企合作”为途径,创新人才培养模式与教学方法,全面带动专业建设和课程开发、教学改革,并深层次辐射带动相关专业群的发展。建成基于网络运行、开放式管理与教学改革有机结合的数字化共享教学资源库。
(5)提供实训管理平台,提高教学资料的利用价值
仿真实训平台通过任务进度完成情况、学习成绩情况的数据分析,让教师能够深度掌握学生的实训情况,实现督训过程智能化。
同时,资源中心能够有效地管理和利用学校教学资源,通过后续不断的学习和使用,进一步完善和丰富教学视频、文档、课件、讲义等资源,并且通过资源的使用情况可以挖掘学生的学习兴趣,为课程的合理安排提供决策性指导。
(6)校企互助紧密化
仿真实训平台的搭建实行校企互助模式。一方面,校内虚拟仿真平台与校外实践企业实践基地共同搭建,实现企业向学校提供最新岗位技能需求及项目案例,让虚拟实践平台更加完善。另一方面,仿真实训平台实行社会共享型,让企业在岗员工和院校新近到岗员工能够无障碍的利用建筑工程教学资源暨仿真实训平台提升岗位技能。同时,安排现有校企合作的企业员工定期到校学习实训,实现真正意义上的校企互助,促进行业人才技能的提升,提升学校社会服务能力。
本着“虚实结合、相互补充、能实不虚”的总体原则,以培养学生创新意识和创新能力为宗旨,立足科研反哺教学的工作思路,将实习实训和实验教学与科学研究、工程实践相结合,建立2个实景教学基地、3个资源平台、5个仿真实训系统如表2所示。
表2 土木工程虚拟仿真实训中心组成
建设任务 |
备注 |
|
2基地 |
1.建筑工程情景教学实训基地 |
实景教学基地1 |
2.市政道桥工程情景教学实训基地 |
实景教学基地2 |
|
3平台 |
3.建筑工程虚拟实训综合应用平台 |
基于基地1的资源平台1 |
4.市政道桥工程虚拟实训综合应用平台 |
基于基地2的资源平台2 |
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5.虚拟仿真实践教学管理和共享平台 |
资源平台3(资源总平台) |
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5系统 |
6.土建施工仿真实训系统 |
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7.建筑识图三维仿真实训系统 |
含建筑、设备、钢筋平法 |
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8.道路桥梁仿真实训系统 |
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9.工程试验仿真系统 |
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10.施工现场文明工地模型沙盘系统 |
|
1.建筑工程情景教学实训基地
等比例建筑工程情景教学基地包含实体建筑骨架模型与实体节点模型两部分。以实体建筑骨架模型为基础,内置三百余等比例节点施工模型,采用工艺拼接的方式进行呈现,每个节点成品、过程及剖面均进行细节化、标准化的展现,构造实训基地的框架体系。
(1)基地设计原则
充分结合学校的教学需求,根据学校提供的场址所在地的实际地形条件(实体建筑骨架模型地位于建筑工程系新建实训楼一楼大厅西侧30m×24m范围内)),统筹考虑,坚持人性化、可持续发展的原则,充分满足项目教学功能配置的要求,做到经济效益、环境效益和社会效益的统一。
(2)模型设计特色
1)完全真实展现。 等比例实体建筑教学模型为了完全体现建筑在现场的实际情况,我们通过采用真实材料真实工程的手法来营造与工程环境完全的一致的氛围,使学生体验到今后工作的场所与对象。
2)内容丰富。包含各类建筑结构共计140个展示学习模块,每个模板又由多种节点构造。
3)教、学、做、一体。通过该模型可达到边看边教,边教边学,边学边做,真正达到教、学、做一体化,可极大的提高学生学习效率。
4)模块化设计。等比例建筑教学模型采用模块化设计,每个模块中包含该模块的节点构造、建筑材料、施工工艺、施工规范、质量检测、工种操作等内容。
5)解决理论与实践难题。本基地真正解决了土建类院校难以开展项目化教学和实践的问题。通过实体模型可进行参观观摩、质量检测,也可进行砖墙砌筑、钢筋绑扎、模板支设、测量放线等工种操作,土建类专业以此开展项目化教学,真正达到培养高素质劳动者和技术技能人才的目标。
6)充分暴露建筑节点内部构造。实体教学模型能将建筑物节点内部的构造完整的暴露出来,主要采用了局部混凝土不浇筑、表面装饰层局部不做的方法将内部构造暴露出来,这样对课程的教学提供了一个真实的观摩对象。
7)剖析了施工工艺流程。实体教学模型能将建筑主要构造的施工工艺流程剖析出来,主要采用了逐层施工,层层推进的手法,如:在平屋顶女儿墙泛水构造处理中,按造屋面做法要求,逐层施工,在层层之间通过断开一定的距离,形成层层推进的剖断面,每一层就是施工工艺流程中的一道工序,从而在展示构造的同时将剖析了施工工艺流程。
8)创造了可循环操作的实践模式。针对教学中的实践环节,实体教学模型创造了可循环操作的实践模式,在提供的场地上进行施工放样、绑扎钢筋等实践操作,学生在指定位置利用提供的材料进行施工操作,完成后经过质量检测后拆除,拆除下来的材料可供下一班级重复使用,大大节省了实践操作的费用支出。
(3)基地建设内容
1)实体建筑骨架
在现有钢结构厂房1楼30m*24m范围内建设建筑面积约850-950㎡模型骨架(含底部筏板基础层、一层、二层及屋面)1:1等比例房屋实体模型骨架。模型骨架主要包括:2大体系、4种结构、6大分布(2大体系指安全受力体系和构造展示体系;四种结构指框架结构、砖混结构、剪力墙结构、钢结构;6大分布指基础、主体、屋面、装修、水电、消防),模型楼将教学需要的框架结构、砖混结构、剪力墙结构、钢结构四种结构类型按从基础到主体、屋面、装修、水电、消防六个分部分项工程按工艺流程裸露展示的等比例建筑教学模型。
2)实体节点模型
节点包含:基础工程、基坑支护工程、主体结构之墙柱、主体结构之梁、主体结构之板、主体结构之模板、屋面工程、楼梯踏板,楼梯扶手、预应力、门窗工程、施工辅助、地面装修、内墙装修、外墙装修、顶棚装修、隔断做法、窗套做法、水电暖通消防、成品保护、操作实训、楼宇智能、安全体验馆等。模型数量不少于286个,所有节点设置数字化资源识别系统--二维码与建筑工程虚拟实训综合应用平台对接。
图2 等比例建筑实体模型效果图(外观)
2.市政道桥工程情景教学实训基地
本基地设计原则与特色与等比例建筑情景教学实训基地基本一致。
(1)实体比例市政道桥模型
主要建设内容:
1)本基地位于建筑工程系四号实训楼东侧,紧靠学院围墙,结合环形道路而建设。基地长100m,宽7米(不含参观通道),总面积700平米。基础底标高-2m,模型顶标高为场区正4M,模型制作场地布局依据此范围设计。
2)模型主要包括:三个工程单元模型(市政给排水及其附属工程、市政道路及其附属工程、市政桥梁及其附属工程),其中市政给排水及其附属工程是指各类管网(电力、热力、给水、排水、通讯)布置;市政道路及其附属工程是指至少两种级别道路(高速公路、三级公路)路基(垫层、底基层、基层)各层和路面(沥青混凝土路面、水泥混凝土路面)各层的剖面、排水、边坡护坡、路肩、绿化带、交通标识、隔音设施、分隔带、路灯等;市政桥梁及其附属工程是指跨径不小于20米的斜拉桥及跨径不少于20米的连续T梁桥,包括重力式墩台、轻型墩台、斜拉索、索塔、主梁、桥面铺装、伸缩缝、栏杆、支座等。
3)模型对学习、参观的路线、流程要合理安排,所有节点设置数字化资源识别系统--二维码与仿真实训平台对接。
4)模型施工工艺采用最新行业规范标准做法,按照1:1比例设计制作,构造节点不少于150个。
图3 实体比例市政道桥模型全景图
(2)桥梁结构构件模型
1)标准跨径20米装配式后张预应力砼简支梁
规格尺寸:梁高1.3米,长10米,宽1.6米。按照《20m预应力混凝土简支T梁施工图设计》,按施工图要求及相应分项工程施工技术规范要求进行模型制作,验收按《公路工程质量检验评定标准》(JTGF801-2012)。
表3 标准跨径20米装配式后张预应力砼简支梁模型建设内容
序号 |
内容 |
规格参数 |
1 |
预应力钢铰线 |
直径15.2钢铰线36根,每根长22米 |
2 |
预应力钢铰线配套夹具 |
30个 |
3 |
预埋波纹管 |
6根长22米 |
4 |
直径25三级钢筋 |
90米 |
5 |
直径12三级钢筋 |
500米 |
6 |
直径10三级钢筋 |
250米 |
7 |
T形梁预制台 |
2*2*12 |
8 |
侧面模板支设 |
30m2 |
9 |
底部模板支设 |
20m2 |
10 |
支模架 |
20m2 |
图4 标准跨径20米装配式后张预应力砼简支梁模型效果图
2)装配式先张法预应力混凝土箱梁桥
规格尺寸:梁高0.6米,长10米,宽0.99米。图纸参照标准图集 DBJT 08-115-2011,按施工图要求及相应分项工程施工技术规范要求进行模型制作,验收按《公路工程质量检验评定标准》(JTGF801-2012)。
表4 装配式先张预应力砼简支空心箱梁桥建设内容
序号 |
内容 |
规格参数 |
1 |
预应力钢铰线 |
直径15.2钢铰线36根,每根长22米 |
2 |
预应力钢铰线配套夹具 |
30个 |
3 |
直径6一级钢筋 |
30kg |
4 |
直径8一级钢筋 |
80 kg |
5 |
直径10三级钢筋 |
300 kg |
6 |
直径12三级钢筋 |
3000kg |
7 |
箱形梁预制台 |
2*2*12 |
8 |
侧面模板支设 |
30m2 |
9 |
底部模板支设 |
20m2 |
10 |
支模架 |
20m2 |
11 |
手持张拉设备 |
YDC250QX型千斤顶 |
图5 装配式先张法预应力混凝土箱梁桥效果图
3)桥梁展示模型
根据桥梁教学要求,将世界著名的桥梁进行特定比例缩放,并按照声光电效果,进行展示,通过展示了解世界名桥的外观,结构和设计。
表5 桥梁展示模型建设内容
模型种类 |
规格 |
材质 |
杭州湾跨海大桥(含灯光) |
3000*160*150 |
有机玻璃 |
卢浦大桥(光电演示) |
2500*180*350 |
有机玻璃 |
美国旧金山金门大桥(含灯光) |
1500*350*350 |
有机玻璃 |
图6 桥梁展示模型效果图
4)桥梁施工情景展示模型(挂篮施工、顶推施工)
规格尺寸:高2米,长18米,宽3米。
实现效果:①浇筑一段桥梁,桥梁左段,使用顶推的方式模拟施工,桥梁的右端模拟挂篮施工。②顶推施工:轨道架设、步履式顶推法过程(动态)、预制节段、预制节段施工(顶推平台、模板、钢筋)、桥墩、临时支撑。尺寸:高:2.5m,节段长:3m。③挂篮施工:0号块、主桁架、提吊系统、模板系统、行走系统、锚固系统。尺寸:高:2.5m,节段长左右各2m,对称进行。
挂篮拼装完成后,要现场进行混凝土灌注,与正常的桥梁施工步骤相同,浇注好之后再进场挂篮行走的演示。
表6 桥梁施工情景展示模型建设内容
序号 |
内容 |
规格参数 |
1 |
重力式桥墩 |
2个砼桥墩2*3.6*1.8 |
2 |
轻型桥台 |
2个钢砼桥台2*3.6*1.8 |
3 |
挂篮 |
平行桁架式钢制挂篮3*3.6*2.5 |
4 |
顶推导轨 |
钢制导轨6米 |
5 |
预制顶推桥梁节段 |
钢筋砼箱梁桥4米 |
6 |
临时支撑 |
钢 |
7 |
导梁 |
6m |
8 |
钢梁 |
6m |
9 |
钢绞线 |
100m |
10 |
顶推装置模型 |
钢木制作顶推装置 |
11 |
桥梁桥面 |
采用T形梁18*3 |
图7 桥梁施工情景展示模型效果图
多年来,以湖北城建职业技术学院、四川建筑职业技术学院、浙江建筑职业技术学院等国内知名的土建高职院校投入大量的人力、物力、财力建设了大量的建筑实体模型,这些实体模型,虽然节点资源丰富,满足日常教学的“观赏性”学习,但是作为静态的模型节点,学生只能观察“节点”外形特征,知其然,而不知其所以然,学生无法更加深入的了解“节点”的细部构造,施工要求、质量要求等具体的内容。
建筑工程虚拟实训综合应用平台引入了配套的资源云平台和二维扫描技术,将实体“节点”与移动终端扫描技术相互结合,使得静态的模型插上“资源”的翅膀,变的更加的丰富多彩,同时应用信息技术改造传统教学,促进泛在、移动、个性化学习方式的形成。
图8 建筑工程资源云平台和二维扫描技术的运用
(1)平台设计原则
“虚实结合、相互补充、能实不虚”的总体原则。
(2)平台特色
1)节点模型三维仿真化
以建筑工程情景教学实训基地(资源1)为基础,通过计算机技术,采用Untiy3D技术复原,在每个节点上,赋予知识热点,用户可通过三维模型的剖切和漫游,点击知识点,了解该构件的配套资源信息。
2) 互联网+学习模式
通用平板、智能手机等移动终端扫描实体模型节点上的二维码,关联相关在线配套资源,学生可自主了解模型的配套知识点。
图9 虚拟的模型内部漫游 图10 互联网+学习模式
(3)平台资源建设内容
平台资源包括基础工程、基坑支护工程、主体结构之墙柱、主体结构之梁、主体结构之板、主体结构之模板、屋面工程、楼梯踏板,楼梯扶手、预应力、门窗工程、施工辅助、地面装修、内墙装修、外墙装修、顶棚装修、隔断做法、窗套做法、水电暖通消防、成品保护、操作实训、楼宇智能、安全体验馆等286个节点的视频、动画、电子课件、图片、微课等内容。
4. 市政道桥工程虚拟实训综合应用平台
传统的市政道桥工程情景教学基地,虽然涵盖了丰富的路桥节点内容,满足日常教学的“观赏性”学习,但是作为静态的模型节点,学生只能观察“节点”外形特征,知其然,而不知其所以然,学生无法更加深入的了解“节点”的细部构造,施工要求、质量要求等具体的内容。
市政道桥工程虚拟实训综合应用平台引入了配套的市政路桥工程教学资源云平台和移动扫描识别技术,将实体“节点”与移动终端扫描技术相互结合,使得静态的模型插上“资源”的翅膀,变的更加的丰富多彩。同时应用信息技术改造传统教学,促进泛在、移动、个性化学习方式的形成。
(1)平台设计原则
“虚实结合、相互补充、能实不虚”的总体原则。
(2)平台特色
1)节点模型三维仿真化
以市政道桥工程情景教学实训基地(资源2)为基础,通过计算机技术,采用Untiy3D技术复原,在每个节点上,赋予知识热点,用户可通过三维模型的剖切和漫游,点击知识点,了解该构件的配套资源信息。
2) 互联网+学习模式
通用平板、智能手机等移动终端扫描实体模型节点上的二维码,关联相关在线配套资源,学生可自主了解模型的配套知识点。
(3)平台资源建设内容
平台资源包括等比例市政道桥模型(三个工程单元:市政给排水及其附属工程、市政道路及其附属工程、市政桥梁及其附属工程)和桥梁结构构件模型(标准跨径20米装配式后张预应力砼简支梁、装配式先张法预应力混凝土箱梁桥、桥梁展示模型、桥梁施工情景展示模型)在内的200个节点构造节点的视频、动画、电子课件、图片、微课等内容。
图11 市政道桥工程资源云平台和二维扫描技术的运用
(1)土建施工工艺仿真实训系统
土建施工工艺虚拟仿真教学软件,整体以土建工程案例场景作为大环境,以工程施工过程单个节点为实训操作任务核心导向,结合施工技术、施工组织、施工现场管理等几门课程的理论基础,逐一解决传统教学难题。同时,系统将与教学管理平台的用户数据、资源数据做无缝对接,实现与其它专业虚拟资源互通互用。
图12 土建施工工艺仿真实训系统架构
建筑工程全过程模拟仿真实训系统以一套真实的完整图纸为蓝本,以建筑物施工流程为主线,施工工艺为内容,通过虚拟三维技术,将整个建筑工程全过程进行仿真模拟展示。软件按照施工建造的全过程分为前期:“施工前期准备”、过程:“施工进行中”、后期:“竣工验收”,通过各个工种工作的预设,实现师生在教学中角色的自主选择,进行多角色扮演,从而更好地掌握建筑工程全过程施工中涉及到的不同工种工作的内容。
图13 建筑工程全过程模拟仿真实训系统架构
系统按照相关课程教学大纲和教学安排,同时结合实际工程的三维建筑场景,按照实际教学和工程项目的建设要求,依次提出课堂概述,并按教学步骤构件知识要点、教学目标,并在虚拟施工中将国标规范贯穿于教学中。
表7 室内装饰装修工程仿真实训系统构架
单位工程 |
室内装饰装修工程仿真实训系统 |
|
分部工程 |
分项工程 |
常用环境 |
天棚吊顶施工
|
轻钢龙骨石膏板吊顶施工工艺 |
吊顶通用 |
轻钢龙骨吊顶施工工艺 |
走道、长廊 |
|
轻钢龙骨圆形吊顶施工工艺 |
餐厅、大堂 |
|
铝合金集成吊顶施工工艺 |
厨房、办公场所 |
|
矿棉板吊顶施工工艺 |
需隔音效果的房间 |
|
塑铝板吊顶施工工艺 |
通用 |
|
墙柱面施工工艺
|
墙面瓷砖湿贴施工工艺 |
卫生间、厨房及人流量较大地方 |
墙面乳胶漆施工工艺 |
通用 |
|
墙面壁纸施工工艺 |
卧室 |
|
墙面木质饰面板施工工艺 |
客厅、餐厅 |
|
墙面石材干挂施工工艺 |
别墅外墙、大厦三层以下外墙面 |
|
轻钢龙骨隔墙施工工艺 |
除潮湿环境分格墙之外 |
|
墙面软包施工工艺 |
卧室、会议室 |
|
外墙铝塑板干挂施工工艺 |
|
|
墙面聚酯纤维板施工工艺 |
音乐室、健身房等需要隔音的墙面 |
|
木龙骨圆柱装饰施工工艺 |
圆柱 |
|
地面施工工艺
|
石材/地砖铺贴施工工艺 |
通用 |
防水楼地面施工工艺 |
卫生间等需要做防水的地面 |
|
复合地板施工工艺 |
卧室、客厅 |
|
实木地板木龙骨施工工艺 |
卧室、客厅 |
|
地热地板施工工艺 |
地热在寒区必须存在 |
|
石材/地砖铺贴施工工艺(湿铺法) |
通用 |
|
其他施工工艺
|
给排水线路施工工艺 |
室内水线布置 |
强弱电电路施工工艺 |
室内电路布置 |
|
成品楼梯装饰施工工艺 |
楼梯 |
|
玻璃幕墙施工工艺 |
大厦外墙 |
|
橱柜施工工艺 |
组合式橱柜安装 |
|
项目现场测量与原始平面图绘制 |
通用 |
|
常用装饰材料认知 |
|
6.建筑识图三维仿真实训系统
建筑识图三维仿真实训系统通过虚拟仿真、识图专项资源建设多种形似,突破传统识图教学中的二维定式,在识图教学中引入三维立体模式,根据学生的接受过程,引入了“进程式”教学思路,形象化的为学生打开空间转换的思维。按照建设工程类别划分,形成多层框架结构识图单元、高层框剪结构识图单元、连廊构筑教学单元以及钢筋平法和公共建筑教学单元。系统结合实际案例教学,设置了工地寻宝、构造认识、图纸分析、一榀框架、识图建模等教学应用,同时,为了更好的培养学生的自主学习探究能力,还设置了典型建筑、施工图库、构件库等知识应用。
图14 建筑识图三维仿真实训系统架构
路桥工程仿真实训系统以虚拟仿真技术形式,围绕路桥工程项目建设过程,从路桥识图、路桥工程施工、测量、检测角度,为学生创建了虚拟仿真学习场景。系统中以路桥识图、路桥造价、路桥施工、路桥设计中典型案例为背景,紧密结合施工规范与依据,真实再现施工场景与方法,实现用户自主动手体验施工操作,实现理论与实践一体化教学,全面提升教学质量。
图15 道路桥梁仿真实训系统架构
系统按照相关课程教学大纲和教学安排,同时结合实际工程的三维建筑场景,按照实际教学和工程项目的建设要求,依次提出课堂概述,并按教学步骤构件知识要点、教学目标,并在虚拟施工中将国标规范贯穿于教学中。
同时,系统采用教学和实操相结合的教学方式,并围绕“课本、图纸与实际相互结合”的教学思路,有针对性的设计了“课堂概述”→“施工准备”→“要点问答”→“任务提示”→“视频展示”→“课堂回顾”的六步教学方式。
8.工程试验仿真系统
具有绿色环保的特点,完全响应国家建设三维仿真实验室的号召,学生也可以自主的反复练习实验操作,避免实验材料的多余损耗。
1)自主性
完全自主的操作模式。教师在线对实验报告进行评价,学生自主查看。
2)灵活性
数据的显示可以自主调节视角也可以通过电子屏幕查看。可以根据电脑的配置不同灵活的进行分辨率以及运行速度等的设置。
3)智能性
实验过程记录实验数据,同步生成实验报告。
4)便捷性
操作简单,采用鼠标仿照游戏的模式操作,轻松无比。
5)节约型
避免实验材料的耗损,学生可以多次实验。
6)稳定性
实验操作系统稳定,采用多屏互动的方式,占有内存较小,操作流畅。
7)完整性
囊括了建筑材料与检测的所有实验。
1)建筑材料基本性质
建筑材料密度实验
2)水泥性能测试
水泥细度、水泥标准稠度用水量:凝结时间、体积安定性、水泥胶砂强度。
3)砂、石物理性能测试
表观密度、堆积密度、含水率、筛分试验。
4)普通混凝土基本性能测试
混凝土拌合物和易性、混凝土拌合物体积密度、混凝土立方体抗压强度。
5)建筑砂浆性能测试
稠度及分层度、抗压强度。
6)混凝土小型砌块强度测试
混凝土试样准备、混凝土小型砌块抗折强度、混凝土小型砌块抗压强度。
7)钢筋力学与工艺性能测试
钢筋力学拉伸性能试验、钢筋力学弯曲性能试验。
8)弹性改性沥青防水卷材性能测试
弹性沥青防水卷材拉力与最大拉力检测试验、弹性改性沥青防水卷材不透水检测试验、弹性改性沥青防水卷材耐热性试验。
9. 施工现场文明工地模型沙盘
施工现场文明工地模型沙盘是通过一定比例还原真实的施工现场,解决现场认知与安全管理的学习。配套三维可视化安全管理软件的使用,达到对于施工安全各个细部的施工过程、安全管理验收的学习和掌握,培养具备施工安全管理技术的从业技术人员。内置光学感应器,学习过程中进行指引,学习氛围浓厚。沙盘尺寸为1.8米×3×2米(高×长×宽),采用新型复合材料制作而成。
图16 施工现场文明工地模型沙盘效果图
按照专业划分,针对课程教学、专业素材、施工方案交底、考试培训、规范标准、图集规范等内容进行分类整理,建立配套教学实训的专业资源库平台,通过平台可以实现考试、考核、日常教学资源的查阅共享管理等。
资源平台支持任意有网络环境的访问,对扩展学生,实现翻转课堂的教学模式有现实意义。
1.虚拟仿真实验教学管理和共享平台基于现有硬件系统,可以实现现代化的教学管理模式,分教师/学生/管理员三种角色登录完成。系统平台包仿真课堂、资源中心、题库考评中心、案例拓展、教学管理中心等模块。
2.资源库平台可实现账号登录,在校园网及互联网模式下,实训机房、办公室、寝室、课堂、图书馆等地随时随地登录学习。
3.资源库可单点登录以上相关仿真实训软件,不受时间、地域、人数限制。
4.资源库资源种类
(1)施工技术视频资源:土方工程、基础工程、砌筑工程、混凝土工程、预应力工程、路桥工程、防水工程、装饰工程、测量放线工程、钢筋工程、模板工程。类型:影音文件、视频多媒体文件、实物录像文件,可自定义剪裁。视频要求用三维技术制作,画面清晰,容量达2G以上,时长约120分钟。
(2)施工安全教学视频资源。
(3)建筑识图与制图基本原理视频; 视频要求画面清晰,知识点讲解清楚生动,容量达100M以上,时长大于15分钟。
(4)筑材料机械工具等图片资源:包括各个实训任务中涉及到的工具、设备、材料等机械图片,配以文字讲解;图片数量不少于100张,且图片像素不低于256×256,并能兼容jpeg/jpg/bmp等图片格式。
(5)题目题库资源:包括测量、桩基、地基基础、主体、屋面、装饰装修及建筑识图等数十门课程的基础题库。且题库内容包含题干、答案及答案解析等内容,数量不少于1000题。
本中心专业拥有一支讲团结、讲奉献、能吃苦、业务水平高的“双师”素质教学团队。拥有“全国水利职教名师”和“全国水利职教教学新星” 、“学院教学名师 ”各一名,建筑工程技术专业和工程造价专业分别设立“楚天技能名师”教学岗位。现有专任教师有34人,教师结构合理,专任教师中:高级职称14人(占比41%),中级职称13人(占比38%),双师素质教师24人(占比71%),具有硕士学位以上的教师22人(含博士 2人,占比65%),12人具有行业企业一线工作经验。本专业专任教师情况见表8。
同时,中心拥有一支来源和数量稳定、生产实践经验丰富、素质较高的30人的兼职教师队伍,他们主要参与实践教学指导工作。兼职教师具有丰富的实践经验,在指导过程中能够更紧密结合工程实际,学生在接受指导过程中收获很大,为今后走上工作岗位,更好胜任岗位工作创造了条件,本专业兼职教师情况见表9。
表8 虚拟仿真中心专任教师队伍一览表
序 号 |
姓名 |
性别 |
出生 年月 |
学历 |
专业 |
职称 |
项目建设承担的任务 |
1 |
钟汉华 |
男 |
1965.2 |
本科 |
水利水 电工程 |
教授、造价工程师 |
中心主任 全面领导中心工作 |
2 |
张天俊 |
男 |
1972.9 |
本科 |
建筑工程 |
副教授、注册一级结构师 |
中心副主任 统筹中心总体规划和虚拟仿真实训项目建设 |
3 |
余丹丹 |
女 |
1979.12 |
硕士 |
道路桥梁 |
副教授、工程师 |
实体比例市政道桥模型及配套虚拟仿真系统建设负责人 |
4 |
欧阳钦 |
男 |
1973.10 |
本科 |
建筑工程 |
高工、一级建造师 |
建筑工程情景教学实训基地建设负责人 |
5 |
邵元纯 |
男 |
1976.7 |
硕士 |
岩土工程 |
高工、注册岩土工程师 |
建筑工程虚拟实训综合应用平台建设负责人 |
6 |
庞 璐 |
女 |
1963.2 |
本科 |
土木工程 |
教授、高级考评员 |
总体规划与指导 |
7 |
王金玲 |
女 |
1967.11 |
本科 |
工程测量 |
教授、高工 |
总体规划与指导 |
8 |
黄煜煜 |
男 |
1965.5 |
本科 |
工程地质 |
副教授、高工 |
总体规划与指导 |
9 |
余燕君 |
女 |
1974.9 |
本科 |
工程管理 |
副教授、高级考评员 |
建筑工程情景教学实训基地建设 |
10 |
李翠华 |
女 |
1981.1 |
博士 |
工程力学 |
副教授、工程师 |
建筑识图三维仿真实训系统 |
11 |
董伟 |
男 |
1978.11 |
硕士 |
建筑施工 |
副教授、二级建造师 |
总体规划与指导 |
12 |
杨斌 |
男 |
1978.6 |
博士 |
结构工程 |
副教授 |
建筑工程情景教学实训基地建设 |
13 |
王国霞 |
女 |
1963.10 |
专科 |
工程造价 |
高级实验师 |
工程试验仿真系统建设 |
14 |
侯琴 |
女 |
1979.5 |
硕士 |
岩土工程 |
副教授 |
工程试验仿真系统建设负责人 |
15 |
邱兰 |
女 |
1981.7 |
硕士 |
道路桥梁 |
讲师、工程师 |
桥梁展示模型及配套虚拟仿真系统建设负责人 |
16 |
王敏 |
女 |
1984.1 |
硕士 |
道路桥梁 |
助教 |
标准跨径20米装配式后张预应力砼简支梁及配套虚拟仿真系统建设负责人 |
17 |
方怀霞 |
女 |
1980.7 |
硕士 |
道路桥梁 |
讲师 |
道路桥梁仿真实训系统建设负责人 |
18 |
胡晓敏 |
女 |
1978.10 |
硕士 |
道路桥梁 |
讲师、工程师 |
市政道桥工程虚拟实训综合应用平台建设负责人 |
19 |
黄晶 |
男 |
1984.7 |
硕士 |
道路桥梁 |
助教 |
桥梁施工情景展示模型(挂篮施工、顶推施工)及配套虚拟仿真系统建设负责人 |
20 |
孔令时 |
男 |
1987.5 |
硕士 |
道路桥梁 |
助理工程师 |
装配式先张法预应力混凝土箱梁桥及配套虚拟仿真系统建设负责人 |
21 |
徐欣 |
男 |
1970.11 |
本科 |
给排水工程 |
讲师、注册造价师 |
建筑工程情景教学实训基地建设 |
22 |
唐贤秀 |
女 |
1979.6 |
硕士 |
项目管理 |
讲师、一级建造师 |
建筑工程情景教学实训基地建设 |
23 |
刘宏敏 |
|
1974.6 |
硕士 |
建筑工程 |
讲师 |
土建施工工艺仿真实训系统建设负责人 |
24 |
张少坤 |
男 |
1981.7 |
硕士 |
结构工程 |
讲师、二级建造师 |
建筑工程全过程模拟仿真实训系统建设负责人 |
25 |
王中发 |
男 |
1979.5 |
硕士 |
土木工程 |
讲师、一级建造师 |
虚拟仿真实践教学管理和共享平台建设负责人
|
26 |
薛艳 |
女 |
1976.10 |
本科 |
建筑工程 |
讲师 |
建筑工程情景教学实训基地建设 |
27 |
金芳 |
女 |
1980.9 |
硕士 |
结构工程 |
讲师、工程师 |
建筑识图三维仿真实训系统建设负责人 |
28 |
罗中 |
男 |
1979.6 |
本科 |
土木工程 |
讲师、工程师 |
施工现场文明工地模型沙盘系统建设负责人 |
29 |
段炼 |
男 |
1982.3 |
硕士 |
建筑学 |
讲师、工程师 |
室内装饰装修工程仿真实训系统建设负责人 |
30 |
徐艳丽 |
女 |
1982.3 |
硕士 |
土木工程 |
讲师 |
工程试验仿真系统建设 |
31 |
沈小芹 |
女 |
1989.2 |
硕士 |
建筑节能 |
助教、二级建造师 |
建筑识图三维仿真实训系统建设 |
32 |
丁艳荣 |
女 |
1986.9 |
硕士 |
建筑工程 |
一级建造师 |
实训中心机房土建及配套设施建设负责人 |
33 |
洪伟 |
男 |
1987.7 |
硕士 |
土木工程 |
助教、二级建造师 |
计算机硬件系统建设 |
34 |
王琨鸣 |
男 |
1990.3 |
本科 |
土木工程 |
助教、二级建造师 |
实训中心机房土建及配套设施建设 |
表9 虚拟仿真中心兼职教师队伍一览表
序号 |
姓名 |
性别 |
学历 |
工作单位 |
职称 |
主要教学任务 |
1 |
肖群芳 |
女 |
本科 |
武汉人和造价咨询公司 |
造价工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
2 |
缪胜辉 |
男 |
本科 |
武汉市政建设集团公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
3 |
葛建刚 |
男 |
本科 |
武汉大华工程造价公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
4 |
刘昌 |
男 |
本科 |
武汉银河建设公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
5 |
徐胜威 |
男 |
本科 |
武汉新七建设集团有限公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
6 |
李美荣 |
女 |
本科 |
武汉祥和建设集团公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
7 |
张少龙 |
男 |
本科 |
武汉市政第三公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
8 |
孙丽霞 |
女 |
本科 |
武汉永欣建设工程公司 |
造价工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
9 |
阮琳 |
男 |
本科 |
湖北正源建设工程公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
10 |
金妙君 |
女 |
本科 |
湖北瑞鑫造价咨询公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
11 |
张天宇 |
男 |
本科 |
武汉银桥装饰工程公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
12 |
张宏辉 |
男 |
本科 |
阳新诚兴工程造价公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
13 |
周均房 |
男 |
本科 |
武汉怡丰基础建设公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
14 |
王德喜 |
男 |
本科 |
湖北大鹏工程咨询公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
15 |
刘忠杰 |
男 |
本科 |
宜昌君逸工程咨询公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
16 |
蒋彦 |
男 |
本科 |
武汉新八建设集团 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
17 |
杨斌 |
男 |
本科 |
襄阳禾汇工程咨询公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
18 |
赵新献 |
男 |
本科 |
武汉江英工程造价公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
19 |
郭晓 |
男 |
本科 |
随州正兴造价事务所 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
20 |
王淑贞 |
女 |
本科 |
湖北吉天恒誉工程咨询公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
21 |
张亚庆 |
女 |
研究生 |
武汉市政第四工程公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
22 |
梅建松 |
男 |
研究生 |
武汉天兴洲大桥咨询有限公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
23 |
蒋本俊 |
男 |
研究生 |
中铁大桥局第三工程有限公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
24 |
赵阳 |
男 |
研究生 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
|
25 |
沈志勇 |
男 |
本科 |
新八建设集团有限公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
26 |
顾金会 |
男 |
本科 |
达华工程管理集团 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
27 |
南 博 |
男 |
本科 |
武钢民用建筑工程有限责任公司 |
高级工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
28 |
伍先福 |
男 |
本科 |
深圳中装设计装饰工程有限公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
29 |
刘俊华 |
男 |
本科 |
武大巨成加固实业有限公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
30 |
李金海 |
男 |
本科 |
湖北华盛建设工程有限公司 |
工程师 |
认识实习、顶岗实习 |
中心实行院系两级管理和学院领导下的中心主任负责制。成立了由主管教学副院长担任组长,建筑工程系主任为副组长、以相关职能部门领导为成员的虚拟仿真实训中心建设领导小组,统一规划实验中心的整体建设。学院教务处、资产管理处指导、检查和监督实训中心建设工作。由校内外行业专家组成的土建专业教学指导委员会对实训中心的发展规划与建设、教学与管理、教研与改革及人员培训、考核等方面工作提出意见与建议,并不定期开展实训室工作评估。项目负责人由学校聘任,全面负责虚拟仿真实验教学中心的建设、发展和运行,保障中心建设成效和发展的可持续性。
图17 虚拟仿真实训中心组织结构图
该项目以融入学校教、学、管、评、控的教学实践运行模式为指导方针,以深化学校理论与实践相结合的人才培养模式为指导方向,深入剖析土木工程技术教学过程,通过虚拟技术紧扣专业特色、直击教学难点,实现多维仿真和真实场景模拟,提高学生学习的主动性;通过网络技术辅助学生课下练习、及时巩固知识,实现单人训练、多人竞赛和互动交流,提高学生学习的积极性;通过数据库技术跟踪学生学习轨迹,实现学生知识点掌握情况的统计与分析,提高教学评价的科学性。
围绕“教、学、管、评、控”实现整个平台系统的设计架构,以统一登录用户界面、施工工艺虚拟仿真教学子系统和数据管理子系统,实现平台功能与内容的嵌入。
围绕“教、学”实现施工工艺虚拟仿真教学子系统、资源库子系统、题库子系统、消息中心子系统、数据管理子系统的建立,以多样化形式开展现代教学方式。围绕“管、评、控”实现统一登录用户界面、数据管理子系统的建立,实现教学信息的有效传递与分析反馈,为及时调整教学进度与方式提供有效依据。
施工工艺虚拟仿真教学系统的项目建设思路,着重规避传统教学的弊端,引导学校进行优质教学。通过施工工艺虚拟仿真教学子系统实现三维仿真形式的立体化教学,让学生漫游走动在虚拟的工程空间中,改变传统教学中生硬灌输的方式,解决传统施工工艺教学存在的理论课堂过于抽象和生硬,施工工艺操作难易演示,施工细节无法透彻理解,教学方法与实际工程案例较难结合的弊端,提高学生学习的兴趣和积极性。并且通过资源库子系统、题库子系统、消息中心系统等多样化的形式,扩充专业教学和信息资源,引导学校进行优质教学。
1.利用技术优势,直击教学难点
通过操作虚拟人物,实现在虚拟施工场景中的人机交互教学和漫游体验,瞬间消除因环境、设备等条件不足引起无法直观教学等教学难题。
2.立足教学需求,提高教学深度
结合实际的教学内容,明确了从分项工程→施工流程→操作步骤层层递进的教授和学习思路。对于课程脚本的设计深度,完全根据教学需要进行调整。以专业化的教学力量为依托,以企业成熟技术与先进技术应用为基础,通过项目的顶层设计、需求调研、规范专业教学基本要求、制订专业教学标准,开发核心课程,不断提高教学深度。
以统一登录认证系统的集成和整合,实统一单点登录入口,不需再次登录各子系统。以统一单点身份认证登录的形式,实现和数字化校园等信息化资源实现无缝对接,拓宽学校信息化教学资源应用的便捷性。
建立数据管理子系统,实现教学安排的规范性及教学信息反馈的搜集,以便合理调整教学进度与方式。通过资源、课程的管理,让专业教师实现个性化、针对性的课程安排和设置;通过练习、考试、经验积分的管理,实现教学成果的考察及数据信息反馈搜集。
根据我院统一部署,行动计划建设项目分三个阶段分部实施:
第一阶段(2016年8月22日至9月10日):编写建设方案。
各项目负责人根据建设任务,明确建设团队,编写各建设项目建设方案,经学院审核后上报省教育厅。
第二阶段(2016年9月至2018年10月):任务建设
按照各建设方案对各项目进行建设,做好过程资料,实现建设目标。
第三四阶段(2018年10月至2018年12月):验收提升
根据建设项目验收情况,总结建设经验,巩固建设成果。
表10 项目建设任务经费预算表(单位:万元)
建设内容 |
序号 |
完成要点 |
2016年度 |
2017年度 |
2018年度 |
合计 (万元) |
预算 投入 |
预算 投入 |
预算 投入 |
||||
1.建筑工程情景教学实训基地 |
1 |
实体建筑骨架——四种结构体系骨架建设 |
|
120 |
|
120 |
2 |
实体节点模型(286个节点模型) |
|
86 |
|
86 |
|
3 |
节点名称、节点详图、施工工艺标牌及现场氛围营造标牌 |
|
3 |
|
3 |
|
2.市政道桥工程情景教学实训基地 |
1 |
实体比例市政道桥模型 |
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100 |
|
100 |
2 |
标准跨径20米装配式后张预应力砼简支梁 |
|
5 |
|
5 |
|
3 |
装配式先张法预应力混凝土箱梁桥 |
|
5 |
|
5 |
|
4 |
桥梁展示模型 |
|
5 |
|
5 |
|
5 |
桥梁施工情景展示模型(挂篮、顶推施工) |
|
26 |
|
26 |
|
6 |
节点名称、节点详图、施工工艺标牌及现场氛围营造标牌 |
|
1 |
|
1 |
|
3.建筑工程虚拟实训综合应用平台 |
1 |
实现APP端教学资源展示,资源包括:课件、构建信息及对应图纸、视频资源(施工视频、仿真动画)、题库等项目 |
|
|
25 |
25 |
2 |
实现PC端仿真教学,教学资源应包括课件、模型图纸、视频资源(施工视频,仿真动画)、施工工艺实训、考核等项目 |
|
|
25 |
25 |
|
4.市政道桥工程虚拟实训综合应用平台 |
1 |
市政道桥工程虚拟实训综合应用平台 |
|
|
25 |
25 |
2 |
标准跨径20米装配式后张预应力砼简支梁仿真虚拟实训定制开发 |
|
|
6 |
6 |
|
3 |
装配式先张法预应力混凝土箱梁桥仿真虚拟实训定制开发 |
|
|
4 |
4 |
|
4 |
桥梁展示模型仿真虚拟实训定制开发 |
|
|
5 |
5 |
|
5 |
桥梁施工情景展示模型(挂篮施工、顶推施工)仿真虚拟实训定制开发 |
|
|
25 |
25 |
|
5.虚拟仿真实践教学管理和共享平台 |
1 |
建立配套教学实训的专业资源库平台,通过平台可以实现考试、考核、日常教学资源的查阅共享管理等 |
|
|
1 |
1 |
6.土建施工仿真实训系统 |
1 |
土建施工工艺仿真实训系统 |
|
|
1 |
1 |
2 |
建筑工程全过程模拟仿真实训系统 |
|
|
30 |
30 |
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3 |
室内装饰装修工程仿真实训系统 |
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|
20 |
20 |
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7.建筑识图三维仿真实训系统 |
1 |
多层框架结构识图单元、高层框剪结构识图单元、连廊构筑教学单元以及钢筋平法和公共建筑教学单元 |
|
|
40 |
40 |
8.道路桥梁仿真实训系统 |
1 |
路桥识图仿真实训系统、道路工程仿真实训系统、桥梁工程仿真实训系统、道桥检测仿真实训系统、路桥测量仿真仿真实训系统 |
|
|
34 |
34 |
9.工程试验仿真系统 |
1 |
建筑材料与检测仿真实训系统 |
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|
10 |
10 |
10. 施工现场文明工地模型沙盘系统 |
1 |
施工现场文明工地模型 |
|
8 |
|
8 |
2 |
配套三维可视化安全管理系统 |
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|
7 |
7 |
|
11.实训中心计算机与网络建设 |
1 |
实训中心机房土建及配套设施建设 |
30 |
|
|
30 |
2 |
计算机硬件系统建设 |
65 |
|
|
65 |
|
合计 |
712 |
土木工程虚拟仿真实训中心建设项目,按照实际应用以及校内校外实践需求,总体上实现施工现场业务全程跟踪;满足专项能力以及岗位能力的考核与培养;在教学模式上,通过模拟企业全过程管理,增强学生的参与意识,实现理论知识与实际应用相结合。与行业企业合作设计、开发、使用、推广,充分体现开放性、实践性、职业性,行业企业对课程建设的贡献大。
在传统教学模式的基础上增加校内教学平台的建设,在信息化时代下为教学手段做出新的尝试,进一步完善教育信息化模式。在学院信息化教育建设和数字化校园建设的大背景下,互动教学平台实现了各个信息化教学资源的相互串联,有效的完成了专业课堂教学、实践教学等信息化资源的任意调用,相互补充。
1.学生——增强学生参与意识,引导学生了解真实企业的管理模式,建立实效学习的途径。数字化教学资源应用平台的建设,能有效提升学生动手操作兴趣,强化对理论知识的理解和记忆,从主观上提高学生的学习效率,为应用型人才的培养打下坚实的基础。
2.教师——丰富教学手段,应用实际企业平台,提升教学质量,实现产学研的紧密结合。教学不再局限于传统的方式,教师能够利用中心平台进行教学,能够更有效的实现理论知识与实际管理相结合。在教学过程中运用信息化的教学手段,教师能够更灵活生动的帮助学生巩固和理解课堂知识,为教学模式改革提供新的可能。
3.社会——带动专业教学改革,全方位深化校企合作。土木工程虚拟仿真实训中心建设项目是信息化教学建设的重要体现,同时与企业,科研单位进行合作,为同类院校同类专业的教学改革提供了一定的方向指导;与企业进行实训合作,实现专业人才培养与企业的无缝对接。满足企业人才质量需要,降低企业成本,实现共赢局面。
土木工程虚拟仿真实训中心建设项目工作目标见表11。
表11 土木工程虚拟仿真实训中心工作目标
序号 |
建设任务 |
2016年度 工作目标 |
2017年度 工作目标 |
2018年度 工作目标 |
1 |
建筑工程情景教学实训基地 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案。 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务。 |
1.基地的运行、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
2 |
市政道桥工程情景教学实训基地 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案。 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务。 |
1.基地的运行、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
3 |
建筑工程虚拟实训综合应用平台 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务。 |
1.平台的运行、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
4 |
市政道桥工程虚拟实训综合应用平台 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务。 |
1.平台的运行、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
5 |
虚拟仿真实践教学管理和共享平台 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案。 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务。 |
1.平台的运行、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
6 |
土建施工仿真实训系统 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案。 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务。 |
1.系统的使用、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
7 |
建筑识图三维仿真实训系统 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案。 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务。 |
1.系统的使用、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
8 |
道路桥梁仿真实训系统 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案。 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务。 |
1.系统的使用、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
9 |
工程试验仿真系统 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案。 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务。 |
1.系统的使用、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
10 |
施工现场文明工地模型沙盘系统 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案。 |
1.上半年完成招标工作; 2.下半年实施并完成建设任务 |
1.沙盘系统的使用、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
11 |
实训中心机房土建及配套设施建设 |
1. 项目调研; 2.制定项目建设实施方案; 2.完成配套设施招标采购。 |
1.上半年完成机房配套设施建设; 21.机房的运行、改造与维护。 |
1.机房的运行、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
12 |
实训中心计算机与网络建设 |
1.项目调研; 2.制定项目建设实施方案; 2.完成设备招标采购。 |
1.上半年完成机房硬件建设; 2.机房的运行、改造与维护。 |
1.机房的运行、改造与维护; 2.项目实施总结。 |
学院设立“高等职业教育创新发展行动计划建设领导小组”,研究确定项目建设的方针政策,审定项目建设实施方案和进度安排,对项目建设进行统一协调、指导和监督。领导小组下设执行办公室,具体负责项目建设的实施、管理和组织阶段性检查等工作。
系部成立项目建设组,主要由系部教师和项目中标企业技术人员组成。承担本次项目的立项、调研、需求开发与设计、系统设计与实现、运行调试等建设工作。在学院的统一安排和调度下,协助进行硬件维护、软件维护、技术培训、设备采购与维修等技术服务性工作。
实行项目负责制。对高等职业教育创新发展行动计划建设任务实行项目化管理,实行建设任务分解,项目责任到人,建设目标分解,实时监控,阶段性检查验收。
建立绩效考核和制度。对高等职业教育创新发展行动计划建设任务实行绩效考核,建立奖惩制度。对工作负责、成绩突出的项目负责人和参加人员予以奖励;对工作不负责任,造成工期延误、资金浪费、建设质量低劣的予以一定处罚,从而保证高质量按期完成项目建设任务。
建立财务和设备管理制度。依据国家有关财务法规,制定《湖北水利水电职业技术学院高等职业教育创新发展行动计划建设项目经费使用管理办法》,确保项目建设过程中资金使用和设备购置都有明确、规范的依据。
高等职业教育创新发展行动计划建设项目建设经费实行专款专用,专项列支。项目资金坚持“集中使用,突出重点;总体规划,分年实施;项目管理,绩效考评”的管理原则。建设期间资金的使用严格按照国家有关财政法规、政策和财务管理制度执行。
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