沈云峰 叶扬 徐德会 包秀莉 何志红
摘要：由于企业对高职院校的学生动手能力要求日益提高，同时虚拟现实技术不断得到普及应用，为了确保学生在实训活动中人身安全学校往往顾虑较多，为了达到较好的实训效果往往需要购置大量实训设备，而实训设备往往升级换代速度很快，成本的压力不允许学校不停地对实训设备进行升级。本文以《建筑设备安装与识图》这门课程为例采用沉浸感强的VR技术和BIM建模技术进行课堂教学，探讨项目化教学的创新模式，让学生在学中做，做中学，以期学生达到理论知识与实践技能共同提高的高素质技能人才培养的目标。
关键词：职业教育;虚拟现实技术;实训;操作安全;项目化教学
中图分类号：TP391 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2021）14-0076-02
1 背景
在职业教育不断深化改革的背景下，学生动手能力的培养日益显得重要。在实际教学中，如果要进行实习实训往往需要购买大量的实训设备及耗材，或者到校企合作企业实习、实训，耗费大量人力、物力、财力，同时还要确保学生操作的安全。在目前虚拟现实技术逐渐普及的情况下，把实习、实训工作放在虚拟现实的环境中就不需要采购大量的实训设备及耗材，同时还能确保学生操作的安全，在目前技术条件下虚拟现实相关课程开发是完全可以实现的。
2 优势及创新点
成本低，安全性好，升级方便，操作互动性好。通过虚拟现实场景操作使学生获得直观感受和体验，可以很好地激发学生的学习兴趣和动手能力。
3 可行性研究
基于Unity的VR实现工作原理如下图所示。
1）使用软件： REVIT， Unity等。
2）适用专业：建筑工程技术，工程造价，建筑设备工程技术，给排水工程技术，建筑电气工程技术，楼宇智能化、建筑室内设计等专业。
3）适合人员：教师，学生，建筑相关企业人员。
4）预期成果：虚拟现实教学资源包，教程，教材。
5）硬件设备。
（1）电脑配置要求：
（2）VR操作设备采用HTC VIVE头戴式设备，具体参数如下：
（3）设备清单：
6）实施步骤
（1）首先根据教材内容进行项目划分。项目分为：建筑给水系统、排水系统、消防灭火系统、供暖系统、通风空调系统、电气系统[1]。
（2）其次针对每个项目利用Rivit进行BIM机电建模。
（3）把建好的模型与建筑场景结合，构建虚拟现实操作平台。
把用Rivit建好的模型通过本机插件转换后形成实时BIM模型，把BIM模型导入Unity Reflect Viewer 中进行展示。
VR Unity HTC VIVE交互步骤[2]：
（4）讲完基本原理知识后，在虚拟现实场景中让学生动手操作，完成相应任务，掌握相应理论与实践知识。
4 教学与VR操作
1）给水系统原理讲完后由学生以小组方式操作连接，完成供水任务（模式选择：直接给水、水泵+水箱、水箱供水等），连接完成后打开水龙头流出水后方为合格;
2）排水系统原理讲完后由学生以小组方式操作连接，完成排水任务。连接完成模拟产生污水并排出;
3）消防灭火系统原理讲完后由学生以小组方式操作连接，模拟发生火灾后连接消火栓进行成功灭火合格;自动喷淋系统发生火灾后能够自动喷水完成灭火视为合格;
4）建筑供暖系统原理讲完后由学生以小组方式操作连接，模拟点火后锅炉产生热水送至各个节点后方为合格;地暖安装完毕后开启开关后地面产生热量视为合格;
5）通风空调系统原理讲完后由学生以小组方式操作连接，开启开关后实现通风或者制冷、制热要求后视为合格;
6）建筑电气系统原理讲完后，由学生以小组方式操作连接，开启开关后实现照明后方为合格。
注：在操作前认识各个组成部分，了解部件工作原理及性能，然后按照安装流程进行安装连接
5 教学考核
理论要求完成基本理论和原理的认知;实践要对各项目相关设备工作原理及操作进行考核。在考核工作中可以利用虚拟现实操作平台进行操作。考核比例：理论50%+实践50%。
6 效益预测
使用虚拟仿真操作平台后设备采购成本大幅降低，场地需求面积减少，学生参与度大幅提升，学生操作安全性得到保障，能源与耗材使用量大幅降低，可以起到节能减排的作用，同时可以极大提高学生的操作技能和对专业知识的兴趣，提升职业素养。
参考文献：
[1] 艾湘军，刘铁鑫.建筑设备安装与识图[M].武汉：武汉大学出版社，2013.
[2] https：//www.raywenderlich.com/9189-htc-vive-tutorial-for-unit.
【通联编辑：李雅琪】
