仿真模擬法在水利工程施工實(shí)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

郭慶　穆創(chuàng)國(guó)

【摘 要】水利工程施工實(shí)習(xí)是水利水電建筑工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的重要組成部分，為實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)起著重要作用。本文以楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院為研究對(duì)象，根據(jù)新時(shí)代高職教育特點(diǎn)，結(jié)合水利水電建筑工程專業(yè)實(shí)際，分析了水利工程施工實(shí)習(xí)教學(xué)中存在的若干問題，并提出了仿真模擬的教學(xué)方法，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足。

【關(guān)鍵詞】仿真模擬;水利工程施工;實(shí)習(xí)

中圖分類號(hào)： TP391.9;TV52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）21-0197-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.090

2019年1月，國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案的通知中明確指出，職業(yè)院校實(shí)踐性教學(xué)課時(shí)原則上占總課時(shí)一半以上，頂崗實(shí)習(xí)時(shí)間一般為6個(gè)月[1]。水利工程施工實(shí)習(xí)是水利水電建筑工程專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)計(jì)劃中的重要組成部分，實(shí)習(xí)前學(xué)生已學(xué)完水利工程施工理論課程，在實(shí)習(xí)中以技術(shù)人員助手的身份參加水利工程建造的現(xiàn)場(chǎng)施工和管理工作。這也是真正接觸實(shí)際工程，對(duì)個(gè)人工作意志的一次鍛煉。

1 水利工程施工實(shí)習(xí)的重要性

水利工程施工實(shí)習(xí)是一門綜合性專業(yè)實(shí)訓(xùn)課，是水利水電建筑工程專業(yè)的主干專業(yè)課程，是圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，為學(xué)生今后從事水利水電工程施工設(shè)計(jì)員、繪圖員、施工員、造價(jià)員、監(jiān)理員等工作而設(shè)置的必修課程。該課程的知識(shí)點(diǎn)貫穿整個(gè)專業(yè)課程體系，其內(nèi)容涉及多個(gè)技術(shù)崗位，對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)與核心技能的掌握起到重要的支撐作用。

本實(shí)習(xí)為綜合型設(shè)計(jì)與實(shí)踐訓(xùn)練課程，以水利水電工程建設(shè)為對(duì)象，將各個(gè)單一工種用建設(shè)過程串接起來，學(xué)生得到的不再是孤立的概念，而是具有完整過程的工程概念，培養(yǎng)學(xué)生解決一般水利水電工程施工過程中的相關(guān)設(shè)計(jì)、計(jì)算，施工組織設(shè)計(jì)及工程造價(jià)計(jì)算等問題，為學(xué)生畢業(yè)后頂崗參與水利水電工程工程技術(shù)崗位、工程施工組織編制崗位、工程概預(yù)算與招投標(biāo)等方面奠定基礎(chǔ)。

2 水利工程施工實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)思路

2.1 設(shè)置依據(jù)

水利工程施工實(shí)習(xí)是高等職業(yè)技術(shù)教育人才培養(yǎng)過程中的一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)，是學(xué)生在學(xué)完專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課程后，頂崗實(shí)習(xí)之前必須完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，是專業(yè)教學(xué)的重要組成部分，是提高學(xué)生的實(shí)踐技能和職業(yè)素養(yǎng)的重要教學(xué)方式，是以工學(xué)結(jié)合實(shí)現(xiàn)學(xué)生與員工零距離對(duì)接的提前練兵。

2.2 基本理念

水利工程施工實(shí)習(xí)主動(dòng)適應(yīng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，突出理論夠用加強(qiáng)實(shí)踐技能，。重視工學(xué)結(jié)合，在教學(xué)中引入工廠的實(shí)景模式布置教學(xué)場(chǎng)地，使學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中熟悉企業(yè)的布局及基本情況;在教學(xué)過程中運(yùn)用了大量的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，結(jié)合實(shí)際工程環(huán)境組織教學(xué)。

2.3 教學(xué)依據(jù)

水利工程施工實(shí)習(xí)根據(jù)人才培養(yǎng)方案中的從事水利水電工程現(xiàn)場(chǎng)施工、工程造價(jià)與管理、及常見單體水工建筑物的勘測(cè)設(shè)計(jì)等工作的高等技術(shù)應(yīng)用性人才，以及學(xué)生在施工員、造價(jià)員、繪圖員工作崗位上要完成的典型工作任務(wù)出發(fā)，從而制定教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容。

2.4 課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的途徑

以實(shí)際工程建設(shè)為背景，構(gòu)建完整的訓(xùn)練體系。同時(shí)按照工作要求排列訓(xùn)練項(xiàng)目的等級(jí)，從訓(xùn)練項(xiàng)目的安排下，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，依次進(jìn)行基礎(chǔ)、專項(xiàng)、綜合能力的訓(xùn)練，由易到難、循序漸進(jìn)。

3 水利工程施工實(shí)習(xí)目標(biāo)

培養(yǎng)目標(biāo)主要是培養(yǎng)施工單位的設(shè)計(jì)員，施工員、造價(jià)員，并可從事施工單位的監(jiān)理、水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)、預(yù)決算、資料管理等工作。具體目標(biāo)如下：

（1）通過實(shí)習(xí)了解工程構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系及特點(diǎn)，了解新機(jī)械、新方法、新工藝、新材料和現(xiàn)代化管理方法等;豐富和擴(kuò)大學(xué)生的專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域。

（2）通過實(shí)習(xí)，使學(xué)生對(duì)典型工程的單位或分部工程的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、施工技術(shù)與施工組織管理等內(nèi)容進(jìn)一步加深理解，鞏固課堂所學(xué)內(nèi)容。了解典型分部分項(xiàng)工程的施工方案和控制施工進(jìn)度計(jì)劃的方法。

（3）通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)了解施工企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)及企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理方式;對(duì)施工項(xiàng)目經(jīng)理部的組成，施工成本的控制，生產(chǎn)要素的管理有所了解。

（4）參加實(shí)際生產(chǎn)工作，靈活運(yùn)用已學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。

（5）學(xué)習(xí)廣大工人和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的優(yōu)秀品質(zhì)，樹立刻苦鉆研科學(xué)技術(shù)為祖國(guó)現(xiàn)代化多作貢獻(xiàn)的思想。學(xué)習(xí)水利工程施工質(zhì)量管理的基本方法，對(duì)水利工程施工質(zhì)量的過程控制有所了解。了解現(xiàn)行的國(guó)家有關(guān)工程質(zhì)量檢驗(yàn)和管理的標(biāo)準(zhǔn)。

4 水利工程施工實(shí)習(xí)存在問題

在實(shí)際的實(shí)習(xí)教學(xué)過程中，受到實(shí)習(xí)項(xiàng)目設(shè)置、實(shí)習(xí)場(chǎng)地、生產(chǎn)安全及相關(guān)管理制度的制約，無論是認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的水利工程概念教育、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的時(shí)間創(chuàng)新能力教育，還是畢業(yè)實(shí)習(xí)的綜合能力培養(yǎng)，都沒有很好地達(dá)到教學(xué)目的。造成這種現(xiàn)象的原因，可以大致歸結(jié)為如下幾點(diǎn)：

（1）施工企業(yè)出于對(duì)工程進(jìn)度、安全等多方面考慮，不愿接待學(xué)生實(shí)習(xí)，使得教師在聯(lián)系實(shí)習(xí)單位方面異常困難，大多只能通過朋友關(guān)系聯(lián)系相關(guān)單位，且只能局限在學(xué)校周邊的企業(yè)，影響了實(shí)習(xí)單位的選擇，不能保證實(shí)習(xí)質(zhì)量[2]。

（2）由于水利水電工程建設(shè)的特殊性，實(shí)習(xí)依托的工程不僅要求是在建工程，而且要求此工程具有一定的規(guī)模。尤其是施工方向的學(xué)生，需要了解整個(gè)施工的流程及主要的施工方法。

（3）為了保證實(shí)習(xí)的效果，讓學(xué)生親身體驗(yàn)到水利水電工程建設(shè)過程，而不是到已建成的水電站走馬觀花地參觀一下。但現(xiàn)實(shí)是，缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、動(dòng)手能力較差的學(xué)生如果大規(guī)模地參與現(xiàn)場(chǎng)操作，會(huì)帶來極大的施工安全隱患。

5 提高水利工程施工實(shí)習(xí)質(zhì)量的對(duì)策

鑒于以上存在的各種問題，為了提高施工實(shí)習(xí)效果，有關(guān)專家和學(xué)者相繼提出了采用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)、數(shù)學(xué)建模等一系列方法，有些院校還相繼建立了虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室。。這些方法看似高端大氣上檔次，實(shí)則存在諸多問題。首先虛擬仿真技術(shù)是近些年剛剛出現(xiàn)的科學(xué)技術(shù)，造價(jià)昂貴，技術(shù)還不太成熟，更何況把它應(yīng)用于水利工程施工實(shí)習(xí)中;其次，在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)時(shí)必須佩戴VR眼鏡，會(huì)給學(xué)生帶來眩暈不適感;另外，虛擬仿真平臺(tái)展示的模型往往是以現(xiàn)實(shí)生活的某個(gè)工程案例為背景，缺乏全面性，更新速度較慢。筆者根據(jù)多年的施工實(shí)習(xí)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了仿真模擬法，即采用仿真的手段模擬真實(shí)場(chǎng)景。

5.1 模擬施工項(xiàng)目部

為了實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)，落實(shí)工程經(jīng)濟(jì)制度，做到安全生產(chǎn)，文明施工，水利工程施工企業(yè)會(huì)選派優(yōu)秀的管理技術(shù)骨干和一流的施工隊(duì)伍組建工程項(xiàng)目部。項(xiàng)目部一般下設(shè)？“技術(shù)部、質(zhì)量部、安全部、合同部、財(cái)務(wù)部”五個(gè)專業(yè)職能部門，在項(xiàng)目經(jīng)理的全面領(lǐng)導(dǎo)下負(fù)責(zé)本工程建設(shè)的各項(xiàng)管理工作。采用仿真模擬法，首先讓學(xué)生了解各部門職責(zé)及功能，然后將學(xué)生進(jìn)行分組，進(jìn)行角色扮演，分別扮演項(xiàng)目經(jīng)理、總工程師、技術(shù)員、質(zhì)量員、安全員、施工員、會(huì)計(jì)七個(gè)角色并定期輪換，教師負(fù)責(zé)對(duì)各崗位學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)生實(shí)習(xí)往往只是學(xué)習(xí)施工過程，而對(duì)施工項(xiàng)目部一知半解，甚至個(gè)別學(xué)生還不知道項(xiàng)目部的存在。以此活動(dòng)來增強(qiáng)學(xué)生對(duì)施工項(xiàng)目部的認(rèn)知。

5.2 模擬文件編制及簡(jiǎn)單操作

基于水利工程施工實(shí)習(xí)的需要和特征，將仿真模擬方法和實(shí)際工程問題相聯(lián)系，模擬工程施工場(chǎng)景，這就要求學(xué)生能夠根據(jù)教師所給定的工程施工資料編寫專項(xiàng)施工方案、安全文明施工、施工工藝等施工組織內(nèi)容，并進(jìn)行施工仿真操作。如地基開挖、地基處理、土石方挖運(yùn)、土石方填筑、混凝土澆筑等典型建筑物施工方案的編制。

具體實(shí)施過程中可以讓學(xué)生自己根據(jù)施工已知資料編制施工方案，自己編寫施工流程，分小組分工進(jìn)行，讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)施編制的計(jì)劃，根據(jù)施工驗(yàn)收規(guī)范對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，以及按照施工操作規(guī)程對(duì)簡(jiǎn)單工序進(jìn)行具體操作。

5.3 廣泛運(yùn)用信息化教學(xué)手段

廣泛采用信息化教學(xué)模式，將水利工程施工知識(shí)與施工過程以文本、圖片、動(dòng)畫及視頻的形式得以展示，學(xué)生可以借助線上線下混合課平臺(tái)，在電腦上全方位、多角度學(xué)習(xí)施工知識(shí)，并與教師互動(dòng)，提高施工實(shí)習(xí)效率和效果。學(xué)生也能夠方便快捷地了解水利工程施工實(shí)習(xí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，觀看施工實(shí)習(xí)相關(guān)的場(chǎng)景，坐在教室、宿舍、食堂和圖書館中，都可看到各種水利工程施工的全工程，具有很高的便利性。

文本、圖片、動(dòng)畫及視頻等信息化資源除了教師自己制作以外，我們還可以在不違規(guī)的前提下，廣泛借助網(wǎng)絡(luò)資源。筆者多年來發(fā)現(xiàn)水利水電建筑工程教學(xué)資源庫(kù)、騰訊課堂、中國(guó)大學(xué)MOOC、云課堂、愛課程、陽(yáng)關(guān)寬頻網(wǎng)及小陳說工程等網(wǎng)站和APP一直在不斷更新和分享施工經(jīng)驗(yàn)和工程知識(shí)的動(dòng)畫、視頻。

另外在施工進(jìn)行階段，我們還可以利用無人機(jī)拍攝現(xiàn)場(chǎng)施工工藝流程、施工組織管理、安全管理措施等。特別是針對(duì)點(diǎn)多面廣戰(zhàn)線長(zhǎng)的大型水利工程和一些存在安全隱患的角落，傳統(tǒng)的人工拍攝不清晰、不方便、不安全，此時(shí)就可通過無人機(jī)，從空中對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝，方便直觀地拍攝現(xiàn)場(chǎng)高清版的施工圖片和視頻，為信息化教學(xué)提供優(yōu)質(zhì)資源。

其次，我們還可以通過加強(qiáng)校企合作，依托水利工程施工企業(yè)，積極開展學(xué)生水利工程施工實(shí)習(xí)和青年教師的實(shí)踐鍛煉。在這一點(diǎn)上，楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院做得非常深入。在合作過程中廣泛搜集信息化教學(xué)資源。

最后，我們也可以將文本、圖片、動(dòng)畫及視頻等信息化資源進(jìn)行整合，編寫施工實(shí)習(xí)活頁(yè)教材，將“互聯(lián)網(wǎng)+”思維融入到教材中，部分內(nèi)容以二維碼的形式加以展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)與創(chuàng)新的融合，理論和實(shí)踐的統(tǒng)一。

6 結(jié)語

水利工程施工實(shí)習(xí)是水利類專業(yè)高職教育教學(xué)實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)之一，通過校外現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)和校內(nèi)仿真模擬實(shí)習(xí)相結(jié)合的方式，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，對(duì)提高學(xué)生專業(yè)實(shí)踐技能的培養(yǎng)具有非常重要的作用。因此，各高職院校應(yīng)該積極創(chuàng)造條件，加大資金投入，不斷改進(jìn)教學(xué)方式，培養(yǎng)滿足市場(chǎng)需求的大學(xué)生。

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