虛擬仿真技術(shù)對園林實訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用

時間:2022-08-30 08:51:13

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虛擬仿真技術(shù)對園林實訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用

【內(nèi)容摘要】隨著我國城市規(guī)模不斷擴大,各大城市對園林建設(shè)提出更加嚴格的要求。為了培養(yǎng)出合格的園林人才,在開展園林實訓(xùn)教學(xué)時,要積極進行教學(xué)改革,提高學(xué)生的實踐能力。充分發(fā)揮出虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢,結(jié)合園林實訓(xùn)學(xué)的情況,明確教學(xué)目標,將虛擬仿真技術(shù)與園林實訓(xùn)教學(xué)有機結(jié)合,創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)方法,給學(xué)生帶來良好的學(xué)習(xí)體驗。

【關(guān)鍵詞】園林工程;實訓(xùn)教學(xué);虛擬仿真技術(shù);教學(xué)創(chuàng)新

虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要是利用計算機技術(shù)模擬三維空間打造虛擬而逼真的世界,使人們有身臨其境之感。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術(shù)與教學(xué)的融合日益緊密。在開展園林實訓(xùn)教學(xué)時,可充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的功能,提高學(xué)生的實踐能力,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式,達到預(yù)期的教學(xué)效果。

一、虛擬仿真技術(shù)在園林實訓(xùn)教學(xué)中的優(yōu)勢

園林教學(xué)包含的內(nèi)容和知識點眾多,學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時,需充分運用各種材料打造相應(yīng)的景觀,通過對地形進行改造,打造相應(yīng)的建筑,對園林場景進行合理布置,還需結(jié)合完善的美學(xué)知識與歷史文化內(nèi)容,創(chuàng)造出多種多樣的空間,給人們帶來不同的感受。園林設(shè)計師要具備豐富的想象力,能夠充分結(jié)合用戶的需求進行設(shè)計,因此,在園林教學(xué)中融入虛擬現(xiàn)實技術(shù),挖掘其技術(shù)優(yōu)勢,創(chuàng)造真實的實訓(xùn)情境,從而達到實訓(xùn)的教學(xué)目的。當(dāng)學(xué)生置身于虛擬仿真技術(shù)所營造的虛擬環(huán)境之中,進一步了解園林景觀內(nèi)容。該技術(shù)能夠營造出不同形態(tài)的植物、造型各異的亭子、經(jīng)典的古典園林空間和小區(qū)環(huán)境。學(xué)生無需通過實地參觀的方式就能有身臨其境之感。教師可充分發(fā)揮出虛擬仿真平臺的優(yōu)勢,使學(xué)生能夠充分了解實訓(xùn)的內(nèi)容和相關(guān)理論知識。然后,教師可在平臺中為學(xué)生發(fā)布實訓(xùn)的目的和內(nèi)容,使學(xué)生了解實訓(xùn)的注意事項。學(xué)生可充分結(jié)合相應(yīng)的理論知識進行在線練習(xí),然后參與到技能在線測試之中。通過虛擬仿真實訓(xùn)平臺,教師可與學(xué)生之間隨時進行交流,學(xué)生遇到問題后可隨時向教師咨詢。通過虛擬仿真技術(shù)可以調(diào)動學(xué)生主觀能動性,使學(xué)生在虛擬場景中對內(nèi)容進行可視化編輯和調(diào)整,展示出不同的場景效果,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造思維,使學(xué)生具備創(chuàng)新能力。

二、虛擬仿真技術(shù)在園林實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用條件

(一)明確硬件設(shè)備。由于虛擬仿真是一項先進的技術(shù),為了發(fā)揮出這一技術(shù)的作用,要為其配備先進的硬件設(shè)備。需確保用戶充分沉浸在虛擬場景之中,給用戶帶來全新的感官體驗,要建立專門的虛擬仿真實訓(xùn)室,搭配專業(yè)的仿真設(shè)備。常用的硬件設(shè)備有計算機、虛擬現(xiàn)實頭盔和雙目全方位顯示器、各類液晶光閘眼鏡、虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)、專業(yè)的聲音設(shè)備、交互設(shè)備等。(二)明確軟件技術(shù)。在構(gòu)建虛擬仿真實訓(xùn)平臺時,要明確所需軟件和技術(shù)。一是要打造專業(yè)的虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)管理系統(tǒng)。要確保教師和學(xué)生隨時能夠登錄到后臺之中。在該系統(tǒng)中,主要包括個人信息、教學(xué)管理、教學(xué)資源庫和仿真實訓(xùn)等內(nèi)容。二是提供虛擬仿真實訓(xùn)識圖與構(gòu)造軟件。該軟件主要是用于展示各種細節(jié),如建筑小品、植物具體種類。對于學(xué)生而言,由于二維圖紙所展示出的相關(guān)內(nèi)容具有一定的抽象性,不容易理解,因此,采用該軟件可以減少學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所遇到的困難,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力,使學(xué)生能夠通過三維模型展示自己的構(gòu)思。三是虛擬仿真園林規(guī)劃與設(shè)計軟件。在園林實訓(xùn)教學(xué)中,要應(yīng)用具備完善繪圖功能的軟件,同時,要確保軟件具有良好的兼容性。(三)建立數(shù)字庫。要實現(xiàn)實訓(xùn)平臺的功能,教師要參與到平臺數(shù)字庫系統(tǒng)的建設(shè)之中。根據(jù)實訓(xùn)課程及學(xué)生具體學(xué)習(xí)進度要求,建立高效的實訓(xùn)體系,確保數(shù)字庫中的素材內(nèi)完善。由專業(yè)的軟件技術(shù)人員為平臺及數(shù)字庫建設(shè)提供技術(shù)指導(dǎo)。構(gòu)建分類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),確保用戶可隨時提取相應(yīng)的素材。

三、園林實訓(xùn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的具體應(yīng)用

由于園林實訓(xùn)教學(xué)具有一定的專業(yè)性和實踐性,對學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力提出較高的要求,因此,在應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的過程中,要確保虛擬仿真系統(tǒng)具有一定的專業(yè)特色,符合園林實訓(xùn)的實際情況,可為學(xué)生打造交互式學(xué)習(xí)體驗,并確保教師能夠及時完成教學(xué)內(nèi)容,對學(xué)生進行全方位的實訓(xùn)。教師要將虛擬仿真技術(shù)與教材的內(nèi)容緊密結(jié)合,指導(dǎo)學(xué)生利用專門的技術(shù)軟件進行操作。在開發(fā)虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的過程中,要確保系統(tǒng)具有一定的實用性和開放性,使系統(tǒng)的功能獲得進一步延展,滿足學(xué)生的多元化訓(xùn)練需求。(一)園林設(shè)計實訓(xùn)。設(shè)計實訓(xùn)課程對學(xué)生綜合能力有重要影響,為此教師要提高對該環(huán)節(jié)的重視,要求學(xué)生掌握設(shè)計理念、方法及技巧,提高操作技能。在傳統(tǒng)的設(shè)計教學(xué)中,學(xué)生通常不能從多個方面了解園林設(shè)計的具體情況,缺乏明確而真實的體驗。教師利用虛擬仿真實訓(xùn)平臺為學(xué)生展示經(jīng)典案例,使學(xué)生能夠沉浸在逼真的園林場景之中,感受到園林設(shè)計的精華,并從多個角度體驗設(shè)計案例,了解園林的空間與色彩,在設(shè)計中所使用的材料,以及園林的質(zhì)感。比如,在進行景觀建筑小品實訓(xùn)教學(xué)時,學(xué)生在初步了解設(shè)計案例后,可利用虛擬實訓(xùn)平臺展示出自己的設(shè)計成果。學(xué)生通過專有的三維立體模型就能感受到設(shè)計的效果,對設(shè)計有更加直觀的了解,使學(xué)生對設(shè)計充滿積極性和主動性,并及時發(fā)現(xiàn)在設(shè)計中存在的不足,隨時進行調(diào)整。比如,在開展居住區(qū)景觀設(shè)計實訓(xùn)教學(xué)時,教師可利用系統(tǒng)中的居住區(qū)場地模塊輔助教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生將自己的設(shè)計構(gòu)想進行充分展示,從而達到實訓(xùn)的目的。學(xué)生在操作的過程中既能夠?qū)Φ匦芜M行改造,還能根據(jù)自己的想法設(shè)置建筑小品模型,增強動手能力。并進一步分析園林規(guī)劃設(shè)計的合理性,對設(shè)計方案進行優(yōu)化,在潛移默化之間提高學(xué)生的設(shè)計能力。(二)園林工程實訓(xùn)。園林工程是綜合的系統(tǒng)性工程項目,在學(xué)習(xí)過程中要進行綜合訓(xùn)練。由于園林工程的某些施工內(nèi)容具有一定的危險性,不適合初學(xué)者進行訓(xùn)練,因此,可選擇專業(yè)的虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠為學(xué)生打造三維施工模擬場景,使學(xué)生能夠在模擬環(huán)境下進行操作。在場景中,可為學(xué)生提供相應(yīng)的工作角色,學(xué)生只需在系統(tǒng)中進行訓(xùn)練,就能感受到施工現(xiàn)場的真實氛圍,還能及時發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。學(xué)生通過大量的操作后,就能逐漸掌握施工相關(guān)技術(shù)和技能,解決學(xué)生無法到施工現(xiàn)場鍛煉的問題。在虛擬實訓(xùn)場景中,學(xué)生可充分感受到樂趣。教師要為學(xué)生進行示范,使學(xué)生能夠了解到具體的實訓(xùn)操作內(nèi)容與要求,明確操作任務(wù)。然后,學(xué)生要反復(fù)進行操作,不斷練習(xí),掌握具體的施工流程與相關(guān)技術(shù),通過通關(guān)的方式驗證實訓(xùn)效果。當(dāng)學(xué)生順利通關(guān)后,就意味著學(xué)生已經(jīng)順利完成實訓(xùn)作業(yè),系統(tǒng)會根據(jù)學(xué)生的操作情況為其進行打分,需確保分數(shù)超過設(shè)定值,才能繼續(xù)完成下一個任務(wù)。由于園林工程實訓(xùn)教學(xué)十分專業(yè),涉及內(nèi)容眾多,教師要根據(jù)實訓(xùn)的具體內(nèi)容,對學(xué)生展開針對性訓(xùn)練。比如,在進行駁岸施工實訓(xùn)教學(xué)時,教師要確保學(xué)生順利通過測量放線的關(guān)卡,才能實現(xiàn)晉級。學(xué)生要采用一系列工具模型完成通關(guān)任務(wù),然后才能進行挖槽、基礎(chǔ)夯實等內(nèi)容的操作。系統(tǒng)會根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)為其打分,教師可以了解學(xué)生的實訓(xùn)情況,及時找到問題,并予以針對性的指導(dǎo)。平臺可充分反映出學(xué)生的具體問題,使學(xué)生做到心中有數(shù),這樣學(xué)生能夠通過反復(fù)訓(xùn)練和操作提高自身能力。教師也可根據(jù)學(xué)生的實際反饋了解實訓(xùn)平臺中存在的問題,對相應(yīng)的模塊功能進行改進。教師也可以在模塊中添加相應(yīng)的新技術(shù),只需確保其與實際施工程序一致,符合行業(yè)的規(guī)范和要求,組織學(xué)生進行鍛煉。(三)專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)。在園林實訓(xùn)教學(xué)中包含大量的基礎(chǔ)課程,比如制圖和識圖。由于基礎(chǔ)課程的內(nèi)容比較枯燥,雖然教師可采用多媒體技術(shù)輔助教學(xué),但依然不能保證學(xué)生掌握扎實的基礎(chǔ)知識,甚至還會導(dǎo)致學(xué)生對基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)缺乏興趣?,F(xiàn)有的多媒體教學(xué)所展示出的形體直線圖方向比較單一,不能提供多元化的觀察角度,也不能及時進行修改和編輯,影響教學(xué)效果。將虛擬仿真實訓(xùn)平臺與專業(yè)基礎(chǔ)課程相結(jié)合,為學(xué)生展示出不同的教學(xué)模塊,使學(xué)生獲得針對性的訓(xùn)練。學(xué)生可掌握基本的繪圖知識、投影知識等相關(guān)內(nèi)容,也可利用實訓(xùn)平臺多角度觀察相應(yīng)的模型,并對模型進行調(diào)整。學(xué)生可對不同模型的形狀進行調(diào)整和變換,通過多個角度進行觀察,還可將其進行拆分和剖切,根據(jù)實際情況生成相應(yīng)的二維圖紙。目前,實訓(xùn)數(shù)據(jù)庫中包含眾多的建筑模型,可結(jié)合相應(yīng)的需求點擊查看,就能對建筑構(gòu)造的相關(guān)要求和制圖規(guī)范有所了解。由于模型和圖紙的界面可以互相轉(zhuǎn)換,可通過對比的方式使學(xué)生掌握制圖的相關(guān)要求,提高學(xué)生的空間思維能力與實踐操作能力。

四、虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)應(yīng)注意的問題

(一)加強虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計與人才培養(yǎng)。積極打造虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng),引進、培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的人才,為虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)的開展奠定堅實的基礎(chǔ)。教師要具備先進的教學(xué)理念,不斷提高自身教學(xué)能力,掌握虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)的思想,主動應(yīng)用虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)為學(xué)生締造逼真的實訓(xùn)場景??梢劳袑W(xué)校的信息管理中心,培養(yǎng)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)人員,不斷優(yōu)化教學(xué)系統(tǒng)的功能。學(xué)校要加強與相關(guān)企業(yè)的合作,共同培養(yǎng)虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)人員,高度重視教學(xué)軟件開發(fā)與設(shè)計人員的培養(yǎng)。通過這種方式,不僅可以進一步發(fā)揮出虛擬仿真系統(tǒng)的作用,還能優(yōu)化教學(xué)過程。(二)明確虛擬仿真實訓(xùn)操作與現(xiàn)場操作的區(qū)別。虛擬仿真實訓(xùn)的關(guān)鍵就在于虛擬仿真,利用專門的技術(shù)模擬真實的場景與工作過程,使學(xué)生不必來到真實現(xiàn)場即可感受到逼真的工作氛圍。然而,虛擬仿真實訓(xùn)并不能真正對現(xiàn)場操作進行百分之百還原,比如,其操作的靈活性還有待進一步提升。在虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)中,需對參數(shù)進行合理調(diào)節(jié),學(xué)生置身于虛擬的場景之中,可以反復(fù)訓(xùn)練,其與實際生產(chǎn)的參數(shù)嚴格準確控制并不完全相同。在訓(xùn)練的過程中,只有對學(xué)生進行正確的指導(dǎo),才能使學(xué)生充分適應(yīng)真正的現(xiàn)場操作。(三)打造網(wǎng)絡(luò)化虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)。在互聯(lián)網(wǎng)中包含許多資源,要充分發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)資源的作用,將虛擬仿真教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)有機結(jié)合,提高實訓(xùn)教學(xué)的有效性。要進一步拓展教學(xué)覆蓋范圍,利用專門的工具開展網(wǎng)絡(luò)虛擬實訓(xùn)。建立專門的遠程服務(wù)中心,打造網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng),保證資源得到共享,而這也是虛擬仿真教學(xué)未來的發(fā)展趨勢。

五、結(jié)語

綜上所述,由于我國對園林人才的需求量不斷增加,因此,要進一步完善園林專業(yè)實訓(xùn)教學(xué),對教學(xué)進行改進和創(chuàng)新,應(yīng)用先進的虛擬仿真技術(shù)輔助教學(xué),并完善實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng),使之更好地服務(wù)于學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和實踐,在此過程中能夠增強創(chuàng)新意識及操作水平,提高整體就業(yè)能力。

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作者:莊建偉