摘要：論述在建筑工程結構教學中應用虛擬仿真技術的意義，并結合現實問題展望了虛擬仿真技術的應用前景。

　　關鍵詞：建筑設計師職稱論文,核心期刊,虛擬現實,計算機仿真技術,建筑工程

　　1、建筑教學重要性

　　隨著建筑行業發展，建筑市場競爭越來越激烈，建筑企業對人才的要求越來越挑剔，要求畢業生除具備扎實的工程理論基礎、合理的工程知識結構外;還要有較強的創新意識及解決建筑工程實際問題的能力。對于建筑類畢業生，要求畢業生到單位就能編制預算和進行工程技術指導及工程質量監督。因此原有以理論教學為重點的教學模式已經遠不能適應現代人才市場的需求，必須加強實踐性教學改革，注重學生實際能力的培養，使學生畢業后上手快、動手能力強，把學生培養成為單位滿意的實用型人才。

　　2、現階段傳統教學存在弊端

　　而傳統實踐性教學環節主要是通過兩點進行開展的。1、開展實訓項目，如：墻面抹灰、鋼筋綁扎等比較簡單的實訓操作。這種方式可以一定程度上加深學生學習的印象，可以起到一定的實訓教學的作用，但是，對于整個工程項目的流程實訓則是無法完成的。并且，有些高職院校的實訓條件有限，建筑材料無法循環使用，導致實訓成本過高，大大影響實訓的可操作性。2、帶領學生去工地參觀。帶領學生到現場參觀是最為直接的實訓教學，也是最貼近實際工作環境的實訓教學，但是這種方式也有弊端。比如天氣原因有可能導致工地停工，學生無法進行參觀學習。另外建筑工地危險因素多，存在很多安全隱患，也會給建筑實訓帶來一定的問題。

　　因此，有沒有一種方法即能讓學生學習到現場才能學到的東西，直觀的學習工地上的知識，又能不受天氣等環境條件的約束，可以在室內就可以進行多種角度和全過程的實訓模擬呢?答案是肯定的，那就是虛擬仿真技術。

　　3、三維仿真的優點

　　什么是虛擬仿真呢?虛擬(Virtual Reality)，仿真(simulation)，就是依托計算機通過人的視覺、聽覺等進行現實情況的再現。90年代初，美國將虛擬現實技術應用于軍事領域，開發有虛擬戰場模擬、單兵訓練的模擬、諸兵種聯合訓練模擬以及訓練指揮系統等。虛擬現實技術隨著網絡、經濟、社會的發展在各個領域得到了廣泛的應用，其中在虛擬建筑施工的應用中，鋼結構施工方面的研究顯得尤為多。

　　分析國內外的現狀總結得出: 虛擬建筑施工的開發工具有 Open GL、CAD、3ds max、3dsviz、Ansys、UG、Virtools、X3D 等。Virtools主界面見圖1，應用于輔助教學的虛擬房屋建筑的系統，目前有學者和專家已經提出，并有部分一線的教師開始著手研究，改革傳統建筑教學先進理念、理論和設計相關的論文也在報刊雜志中有刊登，但針對《建筑結構》的虛擬輔助教學系統具體的開發和應用尚處于萌芽狀態，筆者也在積極地探索中。

　　本文所使用的三維仿真主要是利用 CAD、Photoshop 和 3Ds max 在 Virtools 開發平臺上開發一款適合于土木工程專業、工民建專業和建筑施工人員崗位培訓的輔助教學系統。通過觀摩建筑虛擬形成過程的動畫展示，自主進行房屋建筑搭建的實踐操作，達到學習新知識，復習舊知識的目的。觀察形成過程，模擬施工工序的步驟，充分培養學習者把二維圖紙三維實物化的能力，使學習者不僅能形象生動觀摩房屋建筑形成的過程，而且通過自主構建房屋主體結構的練習使得施工技術的概念得到不斷的強化和鞏固，并最終掌握相關知識。全面認識房屋構造結構，把書本上的知識統籌、梳理清楚，具體應用在以后的工作中。激發學習興趣，進行更深入的自主探索房屋建筑施工過程，創造性的理解施工組織與設計，從而更好地掌握《建筑結構》課程的知識內容。

　　4、三維仿真在教學中的應用

　　建筑結構虛擬教學系統的建立可以通過計算機虛擬一個可控制的、無破壞性、安全性強、并允許多次重復操作的平臺，利用虛擬現實技術的特性，造就桌面式房屋建筑虛擬環境。它不僅能提高教學效果，更重要的是讓缺乏實踐和觀摩條件的學生不受時間、地點等多方面條件的限制，通過屏幕就能夠“身臨其境”觀摩建筑過程，并且通過計算機的虛擬，掌握施工設計的技術，對《建筑結構》中不容易理解的知識點有了更具體的認識。因此，房屋建筑過程和結構的可視化模擬是一個很重要的研究方向，有著廣闊的應用前景，具有較高的實用價值和現實意義：

　　⑴克服了房屋建筑施工現場實習、見習活動在時間和空間的限制，學生可以在計算機平臺上利用系統輔助見習，教師針對教學內容進行演示操作等相關的教學活動。

　　⑵把抽象的理論知識具體化，學生不但可以直觀明了的觀看整個建筑形成的過程，而且還能通過系統掌握二維圖紙三維化識別的能力以及建筑設計能力。

　　⑶解決了學生由于缺乏現場感觀而學習效率底的教學難點，一定程度上擺脫了安全、材料消耗、沒有見習場地等方面的制約。降低了實踐教學的成本和節省施工所用材料、機械設備、交通等方面的經費。按照教學需求或施工圖紙進行反復演示或操作，讓學生觀看內部構造結構，正好彌補了現實施工中不可“復制、再生、切割”的這一缺陷。

　　⑷教學系統的運用改變了傳統《建筑結構》的教學模式，促使理論教學更有效率、向更加科學化的方向發展，為突破傳統的房屋建筑教學頸瓶，提供了良好的條件。

　　5、總結

　　本文介紹了創建三維建筑結構的必要性和可行性,課題組成立以后將會著手于3dsmax模型的建立與virtools交互式場景設的設計，為一線教師提供更好的更直觀的教學模型。為建筑行業提供更為優秀的人才打好堅實的基礎。