时间：2014年04月10日 分类：推荐论文 次数：
摘要：论述在建筑工程结构教学中应用虚拟仿真技术的意义，并结合现实问题展望了虚拟仿真技术的应用前景。
关键词：建筑设计师职称论文,核心期刊,虚拟现实,计算机仿真技术,建筑工程
1、建筑教学重要性
随着建筑行业发展，建筑市场竞争越来越激烈，建筑企业对人才的要求越来越挑剔，要求毕业生除具备扎实的工程理论基础、合理的工程知识结构外;还要有较强的创新意识及解决建筑工程实际问题的能力。对于建筑类毕业生，要求毕业生到单位就能编制预算和进行工程技术指导及工程质量监督。因此原有以理论教学为重点的教学模式已经远不能适应现代人才市场的需求，必须加强实践性教学改革，注重学生实际能力的培养，使学生毕业后上手快、动手能力强，把学生培养成为单位满意的实用型人才。
2、现阶段传统教学存在弊端
而传统实践性教学环节主要是通过两点进行开展的。1、开展实训项目，如：墙面抹灰、钢筋绑扎等比较简单的实训操作。这种方式可以一定程度上加深学生学习的印象，可以起到一定的实训教学的作用，但是，对于整个工程项目的流程实训则是无法完成的。并且，有些高职院校的实训条件有限，建筑材料无法循环使用，导致实训成本过高，大大影响实训的可操作性。2、带领学生去工地参观。带领学生到现场参观是最为直接的实训教学，也是最贴近实际工作环境的实训教学，但是这种方式也有弊端。比如天气原因有可能导致工地停工，学生无法进行参观学习。另外建筑工地危险因素多，存在很多安全隐患，也会给建筑实训带来一定的问题。
因此，有没有一种方法即能让学生学习到现场才能学到的东西，直观的学习工地上的知识，又能不受天气等环境条件的约束，可以在室内就可以进行多种角度和全过程的实训模拟呢?答案是肯定的，那就是虚拟仿真技术。
3、三维仿真的优点
什么是虚拟仿真呢?虚拟(Virtual Reality)，仿真(simulation)，就是依托计算机通过人的视觉、听觉等进行现实情况的再现。90年代初，美国将虚拟现实技术应用于军事领域，开发有虚拟战场模拟、单兵训练的模拟、诸兵种联合训练模拟以及训练指挥系统等。虚拟现实技术随着网络、经济、社会的发展在各个领域得到了广泛的应用，其中在虚拟建筑施工的应用中，钢结构施工方面的研究显得尤为多。
分析国内外的现状总结得出: 虚拟建筑施工的开发工具有 Open GL、CAD、3ds max、3dsviz、Ansys、UG、Virtools、X3D 等。Virtools主界面见图1，应用于辅助教学的虚拟房屋建筑的系统，目前有学者和专家已经提出，并有部分一线的教师开始着手研究，改革传统建筑教学先进理念、理论和设计相关的论文也在报刊杂志中有刊登，但针对《建筑结构》的虚拟辅助教学系统具体的开发和应用尚处于萌芽状态，笔者也在积极地探索中。
本文所使用的三维仿真主要是利用 CAD、Photoshop 和 3Ds max 在 Virtools 开发平台上开发一款适合于土木工程专业、工民建专业和建筑施工人员岗位培训的辅助教学系统。通过观摩建筑虚拟形成过程的动画展示，自主进行房屋建筑搭建的实践操作，达到学习新知识，复习旧知识的目的。观察形成过程，模拟施工工序的步骤，充分培养学习者把二维图纸三维实物化的能力，使学习者不仅能形象生动观摩房屋建筑形成的过程，而且通过自主构建房屋主体结构的练习使得施工技术的概念得到不断的强化和巩固，并最终掌握相关知识。全面认识房屋构造结构，把书本上的知识统筹、梳理清楚，具体应用在以后的工作中。激发学习兴趣，进行更深入的自主探索房屋建筑施工过程，创造性的理解施工组织与设计，从而更好地掌握《建筑结构》课程的知识内容。
4、三维仿真在教学中的应用
建筑结构虚拟教学系统的建立可以通过计算机虚拟一个可控制的、无破坏性、安全性强、并允许多次重复操作的平台，利用虚拟现实技术的特性，造就桌面式房屋建筑虚拟环境。它不仅能提高教学效果，更重要的是让缺乏实践和观摩条件的学生不受时间、地点等多方面条件的限制，通过屏幕就能够“身临其境”观摩建筑过程，并且通过计算机的虚拟，掌握施工设计的技术，对《建筑结构》中不容易理解的知识点有了更具体的认识。因此，房屋建筑过程和结构的可视化模拟是一个很重要的研究方向，有着广阔的应用前景，具有较高的实用价值和现实意义：
⑴克服了房屋建筑施工现场实习、见习活动在时间和空间的限制，学生可以在计算机平台上利用系统辅助见习，教师针对教学内容进行演示操作等相关的教学活动。
⑵把抽象的理论知识具体化，学生不但可以直观明了的观看整个建筑形成的过程，而且还能通过系统掌握二维图纸三维化识别的能力以及建筑设计能力。
⑶解决了学生由于缺乏现场感观而学习效率底的教学难点，一定程度上摆脱了安全、材料消耗、没有见习场地等方面的制约。降低了实践教学的成本和节省施工所用材料、机械设备、交通等方面的经费。按照教学需求或施工图纸进行反复演示或操作，让学生观看内部构造结构，正好弥补了现实施工中不可“复制、再生、切割”的这一缺陷。
⑷教学系统的运用改变了传统《建筑结构》的教学模式，促使理论教学更有效率、向更加科学化的方向发展，为突破传统的房屋建筑教学颈瓶，提供了良好的条件。
5、总结
本文介绍了创建三维建筑结构的必要性和可行性,课题组成立以后将会着手于3dsmax模型的建立与virtools交互式场景设的设计，为一线教师提供更好的更直观的教学模型。为建筑行业提供更为优秀的人才打好坚实的基础。