包琳　張菁　邢旭峰　孫濤　程羅德

摘 要：土木工程專業(yè)是我國(guó)高校的熱門專業(yè)。借助多媒體技術(shù)輔助土木工程專業(yè)進(jìn)行教學(xué)，從總體上優(yōu)化課程設(shè)置、提高教學(xué)效率，是教育現(xiàn)代化的必然結(jié)果。本文深入研究了多媒體技術(shù)在我國(guó)高等院校土木工程專業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并探討了多媒體技術(shù)與土木工程專業(yè)的完美融合。

關(guān)鍵詞：多媒體 土木工程 教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（b）-0121-02

鄧小平同志早在1980年就提出了建筑業(yè)應(yīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)。改革開放之后，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷深化。本世紀(jì)初，我國(guó)房地產(chǎn)市場(chǎng)也逐步升溫，繁榮火爆的景象從東南沿海地區(qū)快速向內(nèi)陸大中城市擴(kuò)散。這些都表明，土木工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊，因此土木工程專業(yè)成為我國(guó)高校炙手可熱的專業(yè)。

利用多媒體技術(shù)輔助土木工程專業(yè)的教學(xué)，使多媒體的前沿技術(shù)與復(fù)雜的工程應(yīng)用需求完美結(jié)合，是計(jì)算機(jī)界和工程界共同關(guān)注和致力推動(dòng)的重大課題。

1 土木工程專業(yè)

土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動(dòng)，也指工程建設(shè)的對(duì)象。[1]

土木工程專業(yè)是傳統(tǒng)的工科專業(yè)之一，一直以建筑業(yè)為其產(chǎn)業(yè)背景。[2]該專業(yè)就是為了培養(yǎng)掌握扎實(shí)的土木工程學(xué)科的基本理論和專業(yè)知識(shí)、能在各類建筑工程中從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理和研究工作、并具備一定的分析解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的復(fù)合型、應(yīng)用型的高級(jí)工程技術(shù)人才?？梢姡聊竟こ虒I(yè)是一個(gè)綜合學(xué)科，需要具備多方面的知識(shí)和技術(shù)，這就給該專業(yè)的教學(xué)帶來(lái)了更大的難度。

2 多媒體在土木工程專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)教學(xué)采用直接灌輸知識(shí)的方法，使學(xué)生難以理解抽象復(fù)雜的土木專業(yè)知識(shí)。而多媒體教學(xué)可以加深理解、深化認(rèn)知，從而使學(xué)生在輕松的環(huán)境中完成學(xué)習(xí)的過(guò)程?，F(xiàn)階段，在我國(guó)各大高校的土木工程專業(yè)中，利用多媒體技術(shù)來(lái)豐富教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)質(zhì)量，已經(jīng)逐漸成為一種重要的教學(xué)手段被廣泛應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 基于多媒體仿真技術(shù)的分析模型

多媒體仿真技術(shù)是指利用場(chǎng)景、圖片、聲音等多媒體手段建立系統(tǒng)模型，并將仿真實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的信息和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成為被感受的場(chǎng)景、圖片和過(guò)程，以輔助人們進(jìn)行決策。[3]也就是說(shuō)，通過(guò)圖片、動(dòng)畫、聲音等多種媒體形式的綜合表現(xiàn)，在虛擬環(huán)境下進(jìn)行模擬，使人在視覺和聽覺上得到清晰和直觀的認(rèn)識(shí)以達(dá)到仿真效果。近年來(lái)，多媒體仿真技術(shù)在土木工程專業(yè)的教學(xué)中，進(jìn)行了初步的探索和應(yīng)用。

（1）工程地質(zhì)分析模型。

土木工程設(shè)施的第一步驟就是對(duì)工程地進(jìn)行地質(zhì)勘查和地質(zhì)分析，可以說(shuō)工程地質(zhì)分析在整個(gè)工程開發(fā)過(guò)程中起著先行的作用，對(duì)工程的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性都有著直接的影響。

在土木工程地質(zhì)的教學(xué)中，基于多媒體仿真技術(shù)的工程地質(zhì)分析模型，已經(jīng)成為了最佳載體。教師可一邊動(dòng)態(tài)演示該模型，一邊對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)因素及其對(duì)工程的影響進(jìn)行逐個(gè)講解和綜合分析。而學(xué)生可以直觀地看到地質(zhì)實(shí)體的內(nèi)部構(gòu)造、空間特征和變化規(guī)律，從不同角度、不同方向、不同層次了解地質(zhì)實(shí)體的構(gòu)造特征，從而在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，積累工程地質(zhì)的分析經(jīng)驗(yàn)。

工程地質(zhì)分析模型可以綜合地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水、高地應(yīng)力等多個(gè)屬性，對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行全方位的可視化分析，具備較強(qiáng)的通用性。

（2）工程結(jié)構(gòu)分析模型。

土木工程的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，直接關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量。土木工程的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，要考慮承載能力、抗震性能、材料的變形能力、防火防腐防裂性能等多方面的問(wèn)題，從整體上把握工程的安全性和耐久性。

因此，在土木工程結(jié)構(gòu)的教學(xué)中，可以利用多媒體仿真技術(shù)構(gòu)建工程結(jié)構(gòu)分析模型，將整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)一層一層地拆解剖析，向?qū)W生形象地展現(xiàn)整個(gè)建模過(guò)程。必要時(shí)可以暫停畫面分步解析、重點(diǎn)講解，使學(xué)生克服教學(xué)難點(diǎn)，加深對(duì)知識(shí)的理解。另外，在該模型中還可以隨時(shí)修改參數(shù)，直觀地揭示參數(shù)變化前后工程結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變，使復(fù)雜的荷載效果可視化、動(dòng)態(tài)化。

工程結(jié)構(gòu)分析模型不僅可以擺脫模型過(guò)小的限制，進(jìn)行足尺寸的試驗(yàn)，而且還實(shí)現(xiàn)了三維可視化，可以隨意變化角度，方便我們從任意視角去觀察，體現(xiàn)了多媒體仿真技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)越性。

2.2 進(jìn)行案例教學(xué)

案例教學(xué)具有啟發(fā)性和導(dǎo)向性，能夠啟迪思路、層層深入，進(jìn)而深化專業(yè)知識(shí)和教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生形成獨(dú)立解決問(wèn)題的意識(shí)，因而已經(jīng)成為廣泛應(yīng)用于土木工程專業(yè)的基本教學(xué)模式。

土木工程專業(yè)的課程與土木工程的生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)。在案例教學(xué)過(guò)程中，通常要利用圖片、視頻等多媒體形式來(lái)展示實(shí)際的工程情況。由于是真實(shí)情境的再現(xiàn)，讓學(xué)生在教室中即可感受到建筑工程的現(xiàn)場(chǎng)氛圍，不僅達(dá)到了教學(xué)目的，還提高了教學(xué)的安全性，擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)的局限性。

施工的安全問(wèn)題和工程的質(zhì)量問(wèn)題是土木工程的重點(diǎn)，是使施工過(guò)程和建筑能夠抵抗各種自然或人為作用力的保障。因此，在課堂教學(xué)過(guò)程中教師還經(jīng)常播放一些工程事故的視頻，并讓學(xué)生分析其產(chǎn)生的原因。一來(lái)可以清楚地講解工程材料、建筑結(jié)構(gòu)等專業(yè)知識(shí)，二來(lái)也可通過(guò)形象的工程事故，讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到工程質(zhì)量的重要性和工程事故的危害性。這種基于多媒體技術(shù)的案例教學(xué)，在傳授了專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，還強(qiáng)化了安全意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具備良好的職業(yè)道德。

2.3 觀看視頻實(shí)驗(yàn)

土木工程本身就是一種實(shí)踐，土木工程學(xué)科也是一門理論聯(lián)系實(shí)踐、理論服務(wù)實(shí)踐的應(yīng)用型專業(yè)。而且，在土木工程的發(fā)展過(guò)程中，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)常常先行于理論。因此，實(shí)驗(yàn)課程是土木工程專業(yè)的重中之重，目的是使學(xué)生初步掌握各種建材性能的檢測(cè)方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，了解儀器設(shè)備的性能與使用方法，鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，為工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)[4]，具有極其重要的教學(xué)意義。endprint

但學(xué)校限于條件，難以建立大規(guī)模、規(guī)范化的土木工程實(shí)習(xí)基地；而去施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，不僅在一定程度上影響工人施工，還存在著一定的安全隱患。因此，可以將一些操作時(shí)間長(zhǎng)、施工費(fèi)用高、危險(xiǎn)系數(shù)高的實(shí)驗(yàn)，利用多媒體技術(shù)進(jìn)行演示和講解，既擴(kuò)展了學(xué)生的視野、提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，又降低了?shí)驗(yàn)難度、縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

2.4 補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容

我國(guó)現(xiàn)行的高校教材調(diào)整周期較長(zhǎng)， 更新比較緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上土木工程行業(yè)日新月異的發(fā)展步伐。通過(guò)多媒體課件，可以將新材料、新工藝、新科技及時(shí)反映到教學(xué)中去，讓學(xué)生了解到學(xué)科的前沿技術(shù)，加大了教學(xué)的信息量。也就是說(shuō)，多媒體教學(xué)可以及時(shí)補(bǔ)充教學(xué)知識(shí)、完善教學(xué)結(jié)構(gòu)，以彌補(bǔ)教材內(nèi)容的滯后性。

3 多媒體技術(shù)與土木工程專業(yè)的融合

利用多媒體技術(shù)輔助土木工程專業(yè)的教學(xué)，可以更加生動(dòng)、形象、直觀地傳授土木工程的專業(yè)知識(shí)，是一個(gè)將高新科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，多媒體技術(shù)和土木工程專業(yè)知識(shí)有機(jī)結(jié)合、相得益彰。一方面，多媒體技術(shù)在土木工程專業(yè)的教學(xué)應(yīng)用中受需求牽引，得到了進(jìn)一步的深化和發(fā)展，在考慮綜合解決工程問(wèn)題的目標(biāo)要求上，有了明確的技術(shù)方向；而另一方面，土木工程專業(yè)得到多媒體技術(shù)的支持，獲得了更大的突破，為人們開發(fā)多維思維空間開辟了新的道路。[5]

可見，多媒體技術(shù)與土木工程學(xué)科相輔相成，形成了互相推動(dòng)、共同發(fā)展的良性循環(huán)。沿著這個(gè)方向發(fā)展下去，將會(huì)滿足更廣泛的社會(huì)需求，并獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)十幾年的探索，運(yùn)用多媒體技術(shù)、自制分析模型、進(jìn)行案例教學(xué)、觀看視頻實(shí)驗(yàn)、補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容等多樣性的教學(xué)方式，已經(jīng)在土木工程專業(yè)的教學(xué)中取得了豐碩的成果。然而，由于技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)能力的制約，現(xiàn)階段的應(yīng)用還不是十分普遍。相信隨著多媒體技術(shù)的日趨成熟和經(jīng)濟(jì)能力的不斷提高，這種新型的教學(xué)手段，將在未來(lái)的高校教育中發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 土木工程[EB/OL].百度百科.

[2] 祁玲，孫南屏，張慧珍.改革開放以來(lái)土木工程專業(yè)產(chǎn)業(yè)背景的主要變化[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2011（6）：30-34.

[3] 張凱.多媒體仿真技術(shù)概述[J].科技廣場(chǎng)，2009（11）.

[4] 蘇勝，岳素貞.淺論多媒體在土木工程材料教學(xué)中的作用[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)，2009（22）：161.

[5] 吳煒煜，任愛珠.多媒體計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在土木工程領(lǐng)域的新進(jìn)展[J].土木工程學(xué)報(bào)，2000（1）：1-4.endprint