虚拟仿真技术对园林实训教学的应用

【内容摘要】随着我国城市规模不断扩大，各大城市对园林建设提出更加严格的要求。为了培养出合格的园林人才，在开展园林实训教学时，要积极进行教学改革，提高学生的实践能力。充分发挥出虚拟仿真技术的优势，结合园林实训教学的情况，明确教学目标，将虚拟仿真技术与园林实训教学有机结合，创新教学模式和教学方法，给学生带来良好的学习体验。

【关键词】园林工程;实训教学;虚拟仿真技术;教学创新

虚拟现实技术主要是利用计算机技术模拟三维空间打造虚拟而逼真的世界，使人们有身临其境之感。随着数字技术的不断发展，虚拟现实技术与教学的融合日益紧密。在开展园林实训教学时，可充分利用虚拟现实技术的功能，提高学生的实践能力，转变传统的人才培养模式，达到预期的教学效果。

一、虚拟仿真技术在园林实训教学中的优势

园林教学包含的内容和知识点众多，学生在学习这门课程时，需充分运用各种材料打造相应的景观，通过对地形进行改造，打造相应的建筑，对园林场景进行合理布置，还需结合完善的美学知识与历史文化内容，创造出多种多样的空间，给人们带来不同的感受。园林设计师要具备丰富的想象力，能够充分结合用户的需求进行设计，因此，在园林教学中融入虚拟现实技术，挖掘其技术优势，创造真实的实训情境，从而达到实训的教学目的。当学生置身于虚拟仿真技术所营造的虚拟环境之中，进一步了解园林景观内容。该技术能够营造出不同形态的植物、造型各异的亭子、经典的古典园林空间和小区环境。学生无需通过实地参观的方式就能有身临其境之感。教师可充分发挥出虚拟仿真平台的优势，使学生能够充分了解实训的内容和相关理论知识。然后，教师可在平台中为学生实训的目的和内容，使学生了解实训的注意事项。学生可充分结合相应的理论知识进行在线练习，然后参与到技能在线测试之中。通过虚拟仿真实训平台，教师可与学生之间随时进行交流，学生遇到问题后可随时向教师咨询。通过虚拟仿真技术可以调动学生主观能动性，使学生在虚拟场景中对内容进行可视化编辑和调整，展示出不同的场景效果，激发学生的创造思维，使学生具备创新能力。

二、虚拟仿真技术在园林实训教学中的应用条件

(一)明确硬件设备。由于虚拟仿真是一项先进的技术，为了发挥出这一技术的作用，要为其配备先进的硬件设备。需确保用户充分沉浸在虚拟场景之中，给用户带来全新的感官体验，要建立专门的虚拟仿真实训室，搭配专业的仿真设备。常用的硬件设备有计算机、虚拟现实头盔和双目全方位显示器、各类液晶光闸眼镜、虚拟现实显示系统、专业的声音设备、交互设备等。(二)明确软件技术。在构建虚拟仿真实训平台时，要明确所需软件和技术。一是要打造专业的虚拟仿真实训教学管理系统。要确保教师和学生随时能够登录到后台之中。在该系统中，主要包括个人信息、教学管理、教学资源库和仿真实训等内容。二是提供虚拟仿真实训识图与构造软件。该软件主要是用于展示各种细节，如建筑小品、植物具体种类。对于学生而言，由于二维图纸所展示出的相关内容具有一定的抽象性，不容易理解，因此，采用该软件可以减少学生在学习过程中所遇到的困难，培养学生的空间想象力，使学生能够通过三维模型展示自己的构思。三是虚拟仿真园林规划与设计软件。在园林实训教学中，要应用具备完善绘图功能的软件，同时，要确保软件具有良好的兼容性。(三)建立数字库。要实现实训平台的功能，教师要参与到平台数字库系统的建设之中。根据实训课程及学生具体学习进度要求，建立高效的实训体系，确保数字库中的素材内完善。由专业的软件技术人员为平台及数字库建设提供技术指导。构建分类数据库系统，确保用户可随时提取相应的素材。

三、园林实训教学中虚拟仿真技术的具体应用

由于园林实训教学具有一定的专业性和实践性，对学生的实践能力和创新能力提出较高的要求，因此，在应用虚拟仿真技术的过程中，要确保虚拟仿真系统具有一定的专业特色，符合园林实训的实际情况，可为学生打造交互式学习体验，并确保教师能够及时完成教学内容，对学生进行全方位的实训。教师要将虚拟仿真技术与教材的内容紧密结合，指导学生利用专门的技术软件进行操作。在开发虚拟仿真实训系统的过程中，要确保系统具有一定的实用性和开放性，使系统的功能获得进一步延展，满足学生的多元化训练需求。(一)园林设计实训。设计实训课程对学生综合能力有重要影响，为此教师要提高对该环节的重视，要求学生掌握设计理念、方法及技巧，提高操作技能。在传统的设计教学中，学生通常不能从多个方面了解园林设计的具体情况，缺乏明确而真实的体验。教师利用虚拟仿真实训平台为学生展示经典案例，使学生能够沉浸在逼真的园林场景之中，感受到园林设计的精华，并从多个角度体验设计案例，了解园林的空间与色彩，在设计中所使用的材料，以及园林的质感。比如，在进行景观建筑小品实训教学时，学生在初步了解设计案例后，可利用虚拟实训平台展示出自己的设计成果。学生通过专有的三维立体模型就能感受到设计的效果，对设计有更加直观的了解，使学生对设计充满积极性和主动性，并及时发现在设计中存在的不足，随时进行调整。比如，在开展居住区景观设计实训教学时，教师可利用系统中的居住区场地模块辅助教学，引导学生将自己的设计构想进行充分展示，从而达到实训的目的。学生在操作的过程中既能够对地形进行改造，还能根据自己的想法设置建筑小品模型，增强动手能力。并进一步分析园林规划设计的合理性，对设计方案进行优化，在潜移默化之间提高学生的设计能力。(二)园林工程实训。园林工程是综合的系统性工程项目，在学习过程中要进行综合训练。由于园林工程的某些施工内容具有一定的危险性，不适合初学者进行训练，因此，可选择专业的虚拟仿真实训系统。该系统能够为学生打造三维施工模拟场景，使学生能够在模拟环境下进行操作。在场景中，可为学生提供相应的工作角色，学生只需在系统中进行训练，就能感受到施工现场的真实氛围，还能及时发现问题，解决问题。学生通过大量的操作后，就能逐渐掌握施工相关技术和技能，解决学生无法到施工现场锻炼的问题。在虚拟实训场景中，学生可充分感受到乐趣。教师要为学生进行示范，使学生能够了解到具体的实训操作内容与要求，明确操作任务。然后，学生要反复进行操作，不断练习，掌握具体的施工流程与相关技术，通过通关的方式验证实训效果。当学生顺利通关后，就意味着学生已经顺利完成实训作业，系统会根据学生的操作情况为其进行打分，需确保分数超过设定值，才能继续完成下一个任务。由于园林工程实训教学十分专业，涉及内容众多，教师要根据实训的具体内容，对学生展开针对性训练。比如，在进行驳岸施工实训教学时，教师要确保学生顺利通过测量放线的关卡，才能实现晋级。学生要采用一系列工具模型完成通关任务，然后才能进行挖槽、基础夯实等内容的操作。系统会根据学生的表现为其打分，教师可以了解学生的实训情况，及时找到问题，并予以针对性的指导。平台可充分反映出学生的具体问题，使学生做到心中有数，这样学生能够通过反复训练和操作提高自身能力。教师也可根据学生的实际反馈了解实训平台中存在的问题，对相应的模块功能进行改进。教师也可以在模块中添加相应的新技术，只需确保其与实际施工程序一致，符合行业的规范和要求，组织学生进行锻炼。(三)专业基础实训。在园林实训教学中包含大量的基础课程，比如制图和识图。由于基础课程的内容比较枯燥，虽然教师可采用多媒体技术辅助教学，但依然不能保证学生掌握扎实的基础知识，甚至还会导致学生对基础课程学习缺乏兴趣。现有的多媒体教学所展示出的形体直线图方向比较单一，不能提供多元化的观察角度，也不能及时进行修改和编辑，影响教学效果。将虚拟仿真实训平台与专业基础课程相结合，为学生展示出不同的教学模块，使学生获得针对性的训练。学生可掌握基本的绘图知识、投影知识等相关内容，也可利用实训平台多角度观察相应的模型，并对模型进行调整。学生可对不同模型的形状进行调整和变换，通过多个角度进行观察，还可将其进行拆分和剖切，根据实际情况生成相应的二维图纸。目前，实训数据库中包含众多的建筑模型，可结合相应的需求点击查看，就能对建筑构造的相关要求和制图规范有所了解。由于模型和图纸的界面可以互相转换，可通过对比的方式使学生掌握制图的相关要求，提高学生的空间思维能力与实践操作能力。

四、虚拟仿真实训教学应注意的问题

(一)加强虚拟仿真系统设计与人才培养。积极打造虚拟仿真实训教学系统，引进、培养优质的人才，为虚拟仿真实训教学的开展奠定坚实的基础。教师要具备先进的教学理念，不断提高自身教学能力，掌握虚拟仿真实训教学的思想，主动应用虚拟仿真实训系统为学生缔造逼真的实训场景。可依托学校的信息管理中心，培养虚拟仿真教学系统开发人员，不断优化教学系统的功能。学校要加强与相关企业的合作，共同培养虚拟仿真实训教学人员，高度重视教学软件开发与设计人员的培养。通过这种方式，不仅可以进一步发挥出虚拟仿真系统的作用，还能优化教学过程。(二)明确虚拟仿真实训操作与现场操作的区别。虚拟仿真实训的关键就在于虚拟仿真，利用专门的技术模拟真实的场景与工作过程，使学生不必来到真实现场即可感受到逼真的工作氛围。然而，虚拟仿真实训并不能真正对现场操作进行百分之百还原，比如，其操作的灵活性还有待进一步提升。在虚拟仿真实训系统中，需对参数进行合理调节，学生置身于虚拟的场景之中，可以反复训练，其与实际生产的参数严格准确控制并不完全相同。在训练的过程中，只有对学生进行正确的指导，才能使学生充分适应真正的现场操作。(三)打造网络化虚拟仿真实训教学系统。在互联网中包含许多资源，要充分发挥出网络资源的作用，将虚拟仿真教学与网络有机结合，提高实训教学的有效性。要进一步拓展教学覆盖范围，利用专门的工具开展网络虚拟实训。建立专门的远程服务中心，打造网络虚拟仿真实训教学系统，保证资源得到共享，而这也是虚拟仿真教学未来的发展趋势。

五、结语

综上所述，由于我国对园林人才的需求量不断增加，因此，要进一步完善园林专业实训教学，对教学进行改进和创新，应用先进的虚拟仿真技术辅助教学，并完善实训教学系统，使之更好地服务于学生专业学习和实践，在此过程中能够增强创新意识及操作水平，提高整体就业能力。

【参考文献】

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作者：庄建伟