本文作者：张俊娟 卫少阳 发表期数：现代职业教育 2023年8期
［摘 要］ 为了解决职业院校道桥专业实习实训受场地、设备等的限制问题，杨凌职业技术学院建设了隧道与桥梁工程虚拟仿真实训系统。这一系统包含桥梁识图、桥隧施工、虚拟项目部与隧道漫游、隧道事故仿真VR体验等内容。虚拟仿真实训系统有区别于传统教学的诸多优势，可开展多门课程的實习实训，消除了传统教学方法重理论、轻实践的弊端，提高了学生的学习兴趣，取得了良好的教学效果，适应了职业院校高素质技术技能人才培养的需求，为职业院校人才的培养提供了很好的思路。
［关 键 词］ 虚拟仿真实训系统；道路与桥梁工程技术专业；应用
［中图分类号］ G712 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2023）08-0113-04
高职院校实践教学是培养高素质技术技能人才的必备过程，但是由于条件的限制，有些实践教学无法全面开展。以我校道路与桥梁工程技术专业的施工实训为例，由于桥梁、隧道工程等往往远离城市，而且由于施工安全管理等因素，学生现场实习实训的机会很少，而校内的实训基地由于场地、经费等条件限制往往不能体验所有的实训环节。有的学校即使有较完善的实训场地，基本也无法让学生进行大部分的施工操作。随着现代科学技术的发展，虚拟仿真技术逐渐运用于各行各业。虚拟仿真技术具有三维沉浸、交互操作的优点，把虚拟仿真技术应用于实践教学，建立虚拟仿真实训系统，可以很好地解决以上难题。基于虚拟仿真技术的实训教学，其中实验环境与设备都是虚拟的，能够大大减少设备更新维护费用与实训场地费用。因此，近年来越来越多的高校建设了或者准备建设虚拟仿真实训系统。
我院在2018年建成了隧道与桥梁工程虚拟仿真实训系统。这一系统包含桥梁识图、桥隧施工、虚拟项目部与隧道漫游、隧道事故仿真VR体验等内容，可开展多门课程的实习实训。本文将阐述我院的隧道与桥梁工程虚拟仿真实训系统内容，以此来为职业院校实训教学方式提供参考，也为职业院校高素质技术技能人才的培养提供思路。
一、隧道与桥梁工程虚拟仿真实训系统的内容与功能
隧道与桥梁工程虚拟仿真实训系统共包含四大模块，每个模块又包含许多小模块。
（一）桥梁识图模块
桥梁识图模块主要包含空心板桥和T梁桥的桥面系、上部结构、下部结构三个部分。分为结构展示模块和钢筋构造模块，结构展示模块主要展示结构外形3D构造，与施工图相互配合显示。钢筋构造模块主要展示结构内部钢筋3D构造，与施工图相互配合显示。
软件采用三维仿真技术，按照实际工程等比设计，依照图纸模拟出桥梁整体3D模型，真实再现施工场景，使用对象能够以第一人称或第三人称的视角体验全三维仿真环境，体验过程中可以满足多种操作，自由行走，画面流畅。模型需展示地形地貌及项目模型，提供放大、缩小、旋转、点选漫游等功能，在典型位置提供构建模型内部剖切图；提供构件列表或构件树形菜单，可按构件名称快速查找和选择构件，选中部分构件可单独显示进行局部展示，并且能进行消隐或者透明显示操作（以便显示内部钢筋）；能够将钢筋和预应力钢筋整体呈现、局部呈现、单根呈现。
（二）隧道与桥梁工程仿真施工模块
仿真施工模块包括桥梁工程施工、隧道工程施工、测量工程、路桥检测等模块的仿真学习模式、教学模式、考评模式。
软件界面左上角工具栏为主要功能区，具备工具箱、资料库、视频库等功能，提供仿真项目实施时所需要的材料、工具、施工方案、图纸、各种记录和视频等其他资料，如图1所示。工具栏简介如下：
1.工具箱：系统工具箱中存放此次仿真程序中所需要用到的工具，主要根据性能以及使用方面的不同分别存放在材料库、设备库、工具库三个库中。
2.资料库：资料库是在施工过程中需要签署或者遵守的一些规章制度等文件，以保证整个项目可以安全、有序地进行下去，资料库中的内容可细分为四个类型，每个类型都存放着相应的文件，具体可归纳为施工方案、图纸、记录（安全交底记录、技术交底）。
3.视频库：视频库中详细地通过视频动画方式全面地演示了施工的整个过程，可以使学生更加透彻、清晰地了解施工流程以及注意事项。
4.题库：题库为针对本施工系统模块的学习内容，做一个简单的回顾复习，以此来测试对本章内容的掌握程度，达到加深记忆的目的。
5.在线平台：在线平台可链接到在线学习管理平台系统。界面详细介绍了考试学习系统安装的整个操作指南，可供教师学员参考。功能为便于学生的学习进度、个人信息管理以及交流沟通的便捷。平台分为管理端和学员端，可根据需求进行登录。
6.视角切换：视角切换主要根据不同的视角展现操作界面。可以从不同角度更加全面、准确地观察到操作细节，便于操作。
7.模式切换：隧道超前小导管支护施工系统中，模式切换主要分为三种，分别为仿真模式、教学模式、考评模式。下面将各个模式需要注意的操作事项进行详细说明。
仿真模式下，有语音提示，且需根据提示获取工具，点击可进入下一步操作，需按照工序操作，不可随意跳转。教学模式下，有语音提示，无须获取工具，点击即可进入下一步操作工序，且可随意跳转。考评模式下，无语音提示，需正确获得工具，点击即可进入下一步操作，需按工序操作，不可随意跳转。设有题库来测试对内容的掌握程度，达到加深记忆的目的。可根据自己的学习计划内容自由导入或导出资料。
