時(shí)間：2023-05-30 09:05:22
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇web3d技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞 web3d；Flash3D；WebGL；編譯
中圖分類號(hào)TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）102-0199-02
0引言
網(wǎng)絡(luò)3D化是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)新趨勢，尤其是近幾年來移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，推動(dòng)了Web3D技術(shù)的革新。當(dāng)前，在網(wǎng)絡(luò)上最流行和最被廣泛使用的3D技術(shù)是Flash3D技術(shù)。網(wǎng)上有很多流行的基于Flash的3D引擎，既有商用非開源的，也有免費(fèi)開源的，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。隨著網(wǎng)絡(luò)3D的發(fā)展，F(xiàn)lash適時(shí)地推出了新的3D技術(shù)——Stage3D。Stage3D不僅采用了最新的渲染技術(shù)——可編程渲染管線，而且支持GPU硬件加速技術(shù)。然而，Stage3D依然無法改變插件化這個(gè)事實(shí)。HTML5的出現(xiàn)，讓網(wǎng)絡(luò)3D去插件化得以實(shí)現(xiàn)。基于HTML5的WebGL技術(shù)，真正做到了無插件，只需瀏覽器，就可以展示3D模型，甚至是運(yùn)行大型3D在線游戲。WebGL有望取代Flash的Web3D霸主地位，成為新一代的Web3D標(biāo)準(zhǔn)。
1 WebGL的優(yōu)勢
WebGL是一項(xiàng)新興的Web前端技術(shù)，它是OpenGL和JavaScript的組合，在HTML5的canvas標(biāo)簽上繪制和渲染3D模型。WebGL最大的優(yōu)勢在于它無需插件，依靠瀏覽器，就能夠虛擬出三維世界。WebGL是開源免費(fèi)的，并且是跨平臺(tái)，在開源社區(qū)的大力支持下，WebGL充滿著活力。WebGL是Web上的OpenGL，支持GPU硬件加速技術(shù)和可編程Shader，能夠高效輕松地渲染和展示3D高級(jí)特效。WebGL使用HTML5的canvas標(biāo)簽作為內(nèi)容的展示舞臺(tái)，能夠方便地嵌入網(wǎng)頁，實(shí)現(xiàn)了邏輯和UI的剝離。
2無損轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
Flash/Stage3D的編程實(shí)現(xiàn)語言是ActionScript3.0語言，而HTML5/WebGL的編程實(shí)現(xiàn)語言是JavaScript語言。這兩種編程語言都是基于ECMAScript的編程語言。ECMAScript是一種ECMA-262標(biāo)準(zhǔn)化的腳本程序設(shè)計(jì)語言，在萬維網(wǎng)上被廣泛使用。因而，ActionScript3.0和JavaScript是同宗同源的，ActionScript3.0翻譯轉(zhuǎn)換成JavaScript是完全可行的。圖1是本轉(zhuǎn)換器的基本架構(gòu)圖。
2.1文法分析
2.2 LL（1）分析器
我們采用自上而下的語法分析方法，對(duì)任何輸入串，試圖用一切可能的方法，從文法開始符號(hào)出發(fā)，自上而下地為輸入串建立一顆語法樹。
LL （1） 分析器的核心成員將包含產(chǎn)生式，掃描器，終結(jié)符，非終結(jié)符。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的BNF產(chǎn)生式，其形式如：rule：：=expression ，其中rule為產(chǎn)生式的名稱，而expression則是這個(gè)產(chǎn)生式的具體表現(xiàn)，Rule表示產(chǎn)生式的名稱，Expression中存儲(chǔ)著具體表現(xiàn)的所有單詞。終結(jié)符是任意單詞串（即不包含空格的）的集合，在一個(gè)文法中，終結(jié)符只可能出現(xiàn)在任意產(chǎn)生式的右側(cè)，即Expression中。而非終結(jié)符為所有在文法產(chǎn)生式左邊出現(xiàn)的符號(hào)，即所有的可能的Rule。在分析過程中，若遇到非終結(jié)符，則意味著將進(jìn)行新的規(guī)約。掃描器為特殊的產(chǎn)生式，它的Rule必定是一個(gè)終結(jié)符，而它的Expression則為一個(gè)正則表達(dá)式。掃描器的作用則是當(dāng)分析器在規(guī)約到一個(gè)終結(jié)符時(shí)，為了判斷這個(gè)字符串是否匹配，那么通過掃描器就可以完成，任意字符串都會(huì)通過正則表達(dá)式來判斷是否匹配。
通過LL（1）分析器的分析，將產(chǎn)生三個(gè)符號(hào)集合：First集合、Follow集合、Select集合。First集合是任意一個(gè)記號(hào)最后代表的串中可能在第一個(gè)出現(xiàn)的終結(jié)符，或者是空串ε。Follow集合是為任意一個(gè)記號(hào)最后代表的串之后第一個(gè)出現(xiàn)的可能的終結(jié)符，或者是開始符號(hào)。Select集合是一個(gè)表格，用來在任意符號(hào)遇到任意終結(jié)符的時(shí)選擇不同的產(chǎn)生式。這些符號(hào)將在接下來的上下文處理中得到進(jìn)一步的分析處理，為最終的翻譯映射做鋪墊。
2.3 上下文相關(guān)分析
在文法構(gòu)造過程，ActionScript3.0的文法包括包文法、類文法、塊文法3種。這里的上下文處理指的就是ActionScript3.0文件結(jié)構(gòu)的上下文，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)類ASContext來表示這個(gè)上下文。ASContext有四個(gè)主要的屬性：Imports、Predefs、CurrentClass、CurrentFunc。其中，Imports用來保存當(dāng)前正在分析的Import引用，Predefs用來保存當(dāng)前分析的預(yù)定義，CurrentClass表示當(dāng)前正在分析的類，而CurrentFunc表示當(dāng)前正在分析的方法。
上下文相關(guān)處理的具體分析如下：
在文件塊中，若遇到包塊文法的開始，ASContext記錄下包塊的信息。若遇到包外類的定義，則將CurrentClass設(shè)置為此外部類，同時(shí)將包外類加入包外類的集合。同時(shí)，將所有的Imports和Predefs保存到CurrentClass，并清空這兩個(gè)集合。
在包塊中，若遇到類定義，則將CurrentClass定義為此類，并將包內(nèi)類設(shè)置為此類。同時(shí)，將所有的Imports和Predefs保存到當(dāng)前類，并清空這兩個(gè)集合。
在上述兩者中，若遇到引用和預(yù)定義，則在Imports和Predefs中加入匹配得到的引用和預(yù)定義。
在類塊中，遇到任意方法定義，則根據(jù)前方的限定修飾符將方法的公開性設(shè)置，設(shè)置方法同屬性定義。而靜態(tài)方法的處理方式也與屬性一樣。只是此時(shí)將CurrentFunc設(shè)置為當(dāng)前函數(shù)，可以將所有的函數(shù)內(nèi)定義變量進(jìn)行處理。
由于函數(shù)內(nèi)變量的提升，在進(jìn)行塊級(jí)分析的時(shí)候，會(huì)將讀到所有的變量定義加入一個(gè)特殊的序列，此序列存儲(chǔ)當(dāng)前函數(shù)的所有臨時(shí)變量。其他的語句則會(huì)被按正常序列加入當(dāng)前的函數(shù)。
當(dāng)分析完成后，上下文對(duì)象ASContext保存了一個(gè)ActionScript3.0文件的所用信息了。接下來就要進(jìn)行真正的映射翻譯，得到目標(biāo)代碼的中間代碼。
2.4 映射翻譯
由于ActionScript3.0語言是面向?qū)ο螅∣O）的語言，而JavaScript是解釋型語言，非OO語言。然而，JavaScript是函數(shù)型語言，簡單的說，它的函數(shù)即可作為對(duì)象來使用，像Java語言一樣，它的根對(duì)象是Object對(duì)象，所有的對(duì)象都繼承自O(shè)bject。所以，JavaScript完全可以模擬面向?qū)ο蟆lash程序需要用到Stage3D庫，然而由于Stage3D庫是采用自然語言編寫的，本轉(zhuǎn)換器無法轉(zhuǎn)換。我們必須對(duì)Stage3D庫進(jìn)行對(duì)應(yīng)的JavaScript面向?qū)ο竽M化實(shí)現(xiàn)。最后，將中間代碼生成目標(biāo)代碼。至此，ActionScript3.0語言就被成功翻譯成了JavaScript語言了。
4 結(jié)論與展望
本論文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了將一門高級(jí)語言翻譯成另一門高級(jí)語言的計(jì)算機(jī)語言轉(zhuǎn)換器。本轉(zhuǎn)換器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)基本的轉(zhuǎn)換功能，然而要將Flash項(xiàng)目完整地轉(zhuǎn)換成WebGL項(xiàng)目，目前還無法成功做到。并且，由于flash內(nèi)置函數(shù)庫過于龐大，因而翻譯的JavaScript文件通常會(huì)遇到一些JavaScript所沒有的類型或者函數(shù)，這將使得翻譯完成的代碼終止運(yùn)行。要避免這樣的情況發(fā)生，就必須對(duì)原有flash的所有庫函數(shù)進(jìn)行JavaScript化，這是未來需要完成的任務(wù)之一。
WebGL是一項(xiàng)正在發(fā)展的新技術(shù)，如果能將現(xiàn)有的Flash代碼無損地轉(zhuǎn)換成WebGL代碼，必將推動(dòng)WebGL的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵字】數(shù)字化校史館；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；應(yīng)用研究
一、數(shù)字化校史館與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
校史館是陳列學(xué)校發(fā)展歷史、展示學(xué)校辦學(xué)過程和不同時(shí)代學(xué)校面貌的場館；是學(xué)校傳統(tǒng)與校園文化的集中表現(xiàn)的舞臺(tái)；是學(xué)校博物館，能把學(xué)校的文博全景陳列；是學(xué)校的榮譽(yù)室，是學(xué)校教育教學(xué)成果的榮譽(yù)展覽室；是學(xué)生德育教育基地，即通過校史館的陳列與展示，成為學(xué)生德育教育和人文教育的基地。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有沉浸性、想象性和交互性的三大特征，與傳統(tǒng)的二維技術(shù)相比，在視覺、聽覺和觸覺方面具有更強(qiáng)的吸引力，尤其是分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以把分布在不同地理位置的人整合在一個(gè)虛擬環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)共享資源、相互交流和協(xié)作，從而使虛擬環(huán)境變得更加有趣，更加具有沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用，給瀏覽者來視覺上的沖擊力，圖像、聲音等多媒體的加入，使得展出更加生動(dòng)、有趣，讓參與者體驗(yàn)校園的歷史變遷演繹，同時(shí)數(shù)字化校史館的建設(shè)，有利于促進(jìn)學(xué)校傳承和發(fā)揚(yáng)優(yōu)良的教育教學(xué)傳統(tǒng)，有利于學(xué)校不斷積淀校園文化、創(chuàng)新校園文化和形成辦學(xué)特色。
二、數(shù)字化校史館的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
數(shù)字校化史館系統(tǒng)采用主流的瀏覽器/服務(wù)器（B/S）結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
圖1數(shù)字化校史館的系統(tǒng)架構(gòu)
為了滿足瀏覽者利用IE瀏覽器就可以進(jìn)行靈活的瀏覽操作。服務(wù)器端需要配置Web服務(wù)和Java制作的Server服務(wù)應(yīng)用程序，客戶端需要在IE瀏覽器中安裝三維瀏覽插件（BS Contact Vrml-X3D或者Cortona）和安裝Java制作的Client客戶應(yīng)用程序。
三、數(shù)字化校史館功能模塊的制作
數(shù)字化校史館功能模塊具體制作中，主要用Autodesk3ds Max 2013建模技術(shù)來實(shí)現(xiàn)虛擬場景，用Avatar Studio軟件來制作虛擬替身，用Java 9.0語言編寫的服務(wù)器端和客戶端應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)瀏覽者瀏覽、操作和視音頻傳輸。
1、三維數(shù)字場景的制作
在數(shù)字化校史館中，各種三維場景均采用Autodesk3ds Max 2013軟件來構(gòu)建三維數(shù)字場景。三維場景中的對(duì)象及其屬性用節(jié)點(diǎn)(Node)描述，節(jié)點(diǎn)按照一定規(guī)則構(gòu)成場景圖(Scene Graph)。場景圖中的第一類節(jié)點(diǎn)用于從視覺和聽覺角度表現(xiàn)對(duì)象，按照層次體系組織起來，反映境界的空間結(jié)構(gòu)；第二類節(jié)點(diǎn)用于事件產(chǎn)生和路由機(jī)制，形成路由圖(Route Graph)，確定三維場景隨時(shí)間的推移如何動(dòng)態(tài)變化。
2、虛擬替身人物的制作
虛擬替身人物代表著三維場景中的瀏覽者，是瀏覽者能夠以沉浸方式進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)的一個(gè)主要因素。現(xiàn)有的虛擬替身均采用Blaxxun公司的Avatar機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)，可以使用Avatar Studio軟件來進(jìn)行制作。在Avatar Studio軟件中，每一個(gè)虛擬替身的關(guān)節(jié)點(diǎn)模型(Joint Model)簡化為頭、手、手臂、腳、腿、身體上部和身體下部等七個(gè)部分。在制作過程中，利用軟件提供的相應(yīng)工具可以設(shè)置虛擬替身以上身體部位的動(dòng)作動(dòng)畫。
3、視音頻傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)
Java編寫的服務(wù)器組播程序可以使得瀏覽者之間進(jìn)行視音頻數(shù)據(jù)交互，并且通過 SAI 接口將這些操作寫入虛擬場景文件中，從而實(shí)現(xiàn)多用戶的虛擬替身分布式實(shí)時(shí)同步，其中視頻線程接收視頻數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓縮及回放；音頻線程接收音頻數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓縮及播放。
·發(fā)送端：在主線程中，啟動(dòng)視音頻兩個(gè)線程分別對(duì)視音頻進(jìn)行采集，放入視音頻緩沖區(qū)，同時(shí)監(jiān)聽客戶端的連接請(qǐng)求，收到連接請(qǐng)求，建立信令通道（TCP連接），通過信令通道，向服務(wù)器分控中心發(fā)送播送地址及端口號(hào)，同時(shí)對(duì)應(yīng)視音頻兩個(gè)線程，利用建立的視音頻數(shù)據(jù)通道（UDP），對(duì)視/音頻進(jìn)行壓縮編碼、組播發(fā)送，實(shí)現(xiàn)視音頻的雙向傳輸。
·接收端：在主線程中，向發(fā)送端主機(jī)發(fā)出連接請(qǐng)求（CALL），三次握手建立信令通道（TCP連接），接收到組播地址及端口號(hào)后啟動(dòng)視/音頻兩個(gè)線程，完成建立視音頻數(shù)據(jù)通道（UDP），加入視音頻播組，接收壓縮視音頻包并解碼顯示和播放，從而實(shí)現(xiàn)視音頻的雙向傳輸。
三、數(shù)字化校史館功能的實(shí)現(xiàn)
瀏覽者利用IE瀏覽器進(jìn)入數(shù)字化校史館時(shí)需要安裝Vrml插件。Vrml插件既是瀏覽器，還是獨(dú)立運(yùn)行的應(yīng)用程序，也是實(shí)時(shí)3D著色引擎，支持Nurbs曲線，粒子效果，霧化效果，支持多人的交互環(huán)境。同時(shí)要使用視頻語音功能還需要安裝視音頻客戶端應(yīng)用程序以及麥克風(fēng)和視頻攝像頭等硬件設(shè)備。
圖2數(shù)字化校史館的運(yùn)行界面
數(shù)字化校史館瀏覽器的運(yùn)行界面如圖2所表示，其中圖中1部分是虛擬場景和虛擬替身顯示頁面；圖中2部分是用戶視頻畫面顯示窗口；圖中3部分是用戶列表顯示頁面；圖中4部分是語音控制面板；圖中5部分是綜合控制面板。
四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字化校史館應(yīng)用的意義
在數(shù)字化校史館中，學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字漫游，看到和現(xiàn)實(shí)一樣的景象，比空洞的實(shí)物更有說服力。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建虛擬環(huán)境有望實(shí)現(xiàn)教育界理想的“寓教于樂”的學(xué)習(xí)效果。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建面向人文教育的數(shù)字化校史館，以三維空間向量形式表示各人文教學(xué)模型體和位置相對(duì)關(guān)系，有效地節(jié)約了現(xiàn)實(shí)人文資源建設(shè)的成本，同時(shí)為瀏覽者提供了一個(gè)高度沉浸的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，對(duì)歷史文化遺產(chǎn)的保護(hù)和與人文精神在中小學(xué)的傳承和發(fā)展具有重要的意義。
五、結(jié)束語
隨著Web3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和在人文教育中應(yīng)用的深入，人文教育虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境必將朝著三維虛擬社區(qū)化方向發(fā)展，對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，有著積極的作用。數(shù)字化校史館通過模仿現(xiàn)實(shí)的人文環(huán)境來構(gòu)建高度沉浸性三維虛擬環(huán)境，將分布在不同地域的瀏覽者合成在3D虛擬環(huán)境中來進(jìn)行交流和協(xié)作，增加了學(xué)習(xí)的趣味性，改善學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)效率。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：應(yīng)用技術(shù)本科；土木工程專業(yè)；實(shí)踐教學(xué)體系；現(xiàn)場工程師
中圖分類號(hào)：G6420；TU4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：10052909（2017）02011005
在現(xiàn)代教育體系中應(yīng)用技術(shù)本科教育隸屬于職業(yè)教育體系，而傳統(tǒng)的普通本科教育屬于普通教育體系[1]，不同的教育體系對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求有差異。應(yīng)用技術(shù)本科院校的人才培養(yǎng)應(yīng)以產(chǎn)業(yè)需要為導(dǎo)向，能力培養(yǎng)為主線，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同，著重培養(yǎng)在技術(shù)實(shí)踐、技術(shù)設(shè)計(jì)及技術(shù)研發(fā)方面能適應(yīng)現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的高級(jí)技術(shù)型及管理型人才[2]。為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用技術(shù)本科院校的辦學(xué)定位，南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院提出“現(xiàn)場工程師”人才培養(yǎng)理念。“現(xiàn)場工程師”就是工作在工程技術(shù)一線的工程技術(shù)的實(shí)踐者，工藝技術(shù)的設(shè)計(jì)師，技術(shù)難題的解決者。應(yīng)用技術(shù)本科院校應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)技術(shù)，而技術(shù)能力的培養(yǎng)離不開實(shí)踐，所有實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置直接影響著應(yīng)用技術(shù)本科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。文章結(jié)合土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革中的嘗試，探討基于“現(xiàn)場工程師”培養(yǎng)目標(biāo)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建。
一、土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置
土木工程專業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型工科專業(yè)，要求土木工程專業(yè)必須具有很強(qiáng)的工程性、技術(shù)性及實(shí)踐性[3]。土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，要求土木工程專業(yè)應(yīng)遵循應(yīng)用型人才培B規(guī)律，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置，很大程度上影響著應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》[4]（以下簡稱“專業(yè)指導(dǎo)規(guī)范”）中明確指出：土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)涉及實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)
三大主
要領(lǐng)域，而設(shè)計(jì)領(lǐng)域又包含課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）兩個(gè)方面。該實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置具有國際通用性，其科學(xué)性不言而喻。因此，
重新整合優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，將其整合成實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)、課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)及“擇業(yè)”實(shí)踐環(huán)節(jié)三方面，如圖1所示。對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)僅進(jìn)行內(nèi)容及組織形式的適當(dāng)調(diào)整，將測量實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)及課程設(shè)計(jì)合并形成課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，將生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)合并成“擇業(yè)”實(shí)踐環(huán)節(jié)。“擇業(yè)”實(shí)踐環(huán)節(jié)以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，學(xué)生就業(yè)意向?yàn)榍疤帷?/p>
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建
《專業(yè)指導(dǎo)規(guī)范》中規(guī)定土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域應(yīng)包含基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)性試驗(yàn)及研究性試驗(yàn)四個(gè)環(huán)節(jié)[4]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建時(shí)將這四大環(huán)節(jié)融入“兩大平臺(tái)”，通過“兩大平臺(tái)”鍛煉學(xué)生的“兩大能力”，而在平臺(tái)建設(shè)時(shí)引入即強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)的“綜合集成化”理念，如圖2所示。
（一）“兩個(gè)平臺(tái)”的建設(shè)
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建時(shí)應(yīng)搭建服務(wù)于四大環(huán)節(jié)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)合并構(gòu)建為“實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”，將專業(yè)研究實(shí)驗(yàn)構(gòu)建為“科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”，即構(gòu)建出如圖2所示的特色顯明、目標(biāo)明確的土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
（二）“兩大能力”的培養(yǎng)
通過“兩大平臺(tái)”的建設(shè)鍛煉學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)踐技能和專業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)以教學(xué)為核心，人才培養(yǎng)為主線[5] ，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)鍛煉學(xué)生
的實(shí)踐技能，幫助學(xué)生強(qiáng)化對(duì)課程理論知識(shí)的消化、培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)精神及必要的實(shí)踐能力，通過科研創(chuàng)新平臺(tái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。通過該環(huán)節(jié)的鍛煉，南京理工大學(xué)土木工程學(xué)生的創(chuàng)新能力顯著提高，在近兩屆“江蘇省結(jié)構(gòu)創(chuàng)新大賽”中均取得三等獎(jiǎng)以上的好成績。
（三）“綜合集成化項(xiàng)目”的開發(fā)
土木工程專業(yè)中實(shí)驗(yàn)設(shè)置往往受課程影響，難以打開課程體系的壁壘，使得實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)各自為陣。這樣既割裂了各課程實(shí)驗(yàn)之間應(yīng)有的聯(lián)系，也使學(xué)生難以理解課程實(shí)驗(yàn)的用途及意義，因此，有必要開發(fā)“綜合集成化項(xiàng)目”，讓學(xué)生將各基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起來，提升學(xué)生從事科學(xué)研究及應(yīng)用創(chuàng)新的能力。以“綜合集成化”的梁抗彎試驗(yàn)為例，圖3給出了梁抗彎試驗(yàn)的集成框圖。通過梁抗彎試驗(yàn)這一主線，將多門專業(yè)理論課程的知識(shí)及多個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合。整個(gè)過程既鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，又提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，還提升了學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。而專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力對(duì)解決工程實(shí)際問題至關(guān)重要。通過該實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)施，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，多名學(xué)生依托該綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)申報(bào)“江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”，連續(xù)三年均獲得“省級(jí)項(xiàng)目”資助。
三、課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系構(gòu)建
將測量實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)及課程設(shè)計(jì)合并形成課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，在構(gòu)建的過程中應(yīng)“依托行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)崗位需求，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新及應(yīng)用”。通過“兩平一庫”平臺(tái)（“兩平”即“半拉子工程”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)和“虛擬”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，“一庫”即課程視頻庫）的建設(shè)提升測量實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)及課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果，并以工程為主線將松散的課程設(shè)計(jì)集成，同時(shí)將多門專業(yè)課程及課程實(shí)習(xí)穿來。課程設(shè)計(jì)的集成化既實(shí)現(xiàn)了專業(yè)知識(shí)的串聯(lián)，也訓(xùn)練了學(xué)生工程實(shí)踐的綜合能力，還可作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的預(yù)演。該課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系可表述為圖4所示框圖。
（一）兩大實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)
“半拉子工程”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)將工程現(xiàn)場搬到學(xué)校，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)及進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)，做到“邊看邊學(xué)，邊學(xué)邊做”。“半拉子工程”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開發(fā)，使學(xué)生對(duì)擬設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件組成及構(gòu)件間的連接形式了然于胸，避免閉門造車的現(xiàn)象。圖5為南京理工大學(xué)已建成的門式剛架結(jié)構(gòu)及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)兩個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。此外，對(duì)兩類結(jié)構(gòu)中涉及的連接節(jié)點(diǎn)也按照1∶1的比例做成實(shí)物模型，供學(xué)生拆卸。該平臺(tái)還可將工程測量及認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)融入其中。
“半拉子工程”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)花費(fèi)巨大，難以做到面面俱到。通過計(jì)算機(jī)信息技術(shù)構(gòu)建“虛擬”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)花費(fèi)較少且效果較好。如孫國華等[6]將電子模型引入鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。筆者所在學(xué)院也基于Web3D技術(shù)開發(fā)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，圖6給出了基于Web3D的梯形鋼屋架支座節(jié)點(diǎn)，學(xué)生可實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的拆卸及裝配。計(jì)算機(jī)“虛擬”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)既能幫助學(xué)生了解節(jié)點(diǎn)組成及連接，還能幫助學(xué)生理清節(jié)點(diǎn)復(fù)雜的空間關(guān)系，提高施工圖繪制及預(yù)算編制的正確性。
（二）施工技術(shù)課程視頻庫的建設(shè)
施工技術(shù)視頻庫建設(shè)可彌補(bǔ)學(xué)生對(duì)施工技術(shù)了解較少的短板，幫助學(xué)生很好地完成施工組織設(shè)計(jì)。依托“基于工種的一體化教學(xué)平臺(tái)”建設(shè)項(xiàng)目，進(jìn)行了“施工技術(shù)課程視頻庫”的錄制工作。現(xiàn)已完成鋼構(gòu)件加工制作、門式剛架吊裝以及管桁架吊裝等視頻的錄制。圖7為中國醫(yī)藥城會(huì)展中心二期大跨度管桁架施工視頻截圖。通過一系列視頻庫的建立，可幫助學(xué)生建立對(duì)一些關(guān)鍵施工技術(shù)的直觀認(rèn)識(shí)。
（三）課程設(shè)計(jì)的集成化
土木工程專業(yè)涉及的課程設(shè)計(jì)有房屋建筑學(xué)課程設(shè)計(jì)、鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)及施工圖預(yù)算等。現(xiàn)階段多數(shù)院校對(duì)各門課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容作了適當(dāng)調(diào)整，然后再把原先孤立的課程設(shè)計(jì)集成起來[7]。
課程設(shè)計(jì)集成以實(shí)際工程為背景，依次將項(xiàng)目分解為房屋建筑學(xué)課程設(shè)計(jì)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)、施工圖預(yù)算及施工組織設(shè)計(jì)等，根據(jù)具體要求統(tǒng)一編制任務(wù)書，將原先分散的課程設(shè)計(jì)有機(jī)地串聯(lián)起來。目前已實(shí)現(xiàn)房屋建筑學(xué)課程設(shè)計(jì)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)等部分課程設(shè)計(jì)的貫通。課程設(shè)計(jì)的集成化既能培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)全局思想，提高χ識(shí)的綜合運(yùn)用能力，又為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
四、“擇業(yè)”實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建
將生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）合并設(shè)置成土木工程專業(yè)“擇業(yè)”實(shí)踐環(huán)節(jié)。“擇業(yè)”實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建應(yīng)立足區(qū)域經(jīng)濟(jì)，以應(yīng)用為前提，就業(yè)為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)崗位能力培養(yǎng)，為學(xué)生就業(yè)謀求最大發(fā)展。為此在傳統(tǒng)“實(shí)習(xí)”的基礎(chǔ)進(jìn)行了改進(jìn)，構(gòu)建了“擇業(yè)”實(shí)踐教學(xué)體系，如圖8。
（一）融入畢業(yè)設(shè)計(jì)
依托學(xué)生“擇業(yè)”方向及實(shí)習(xí)工作展開畢業(yè)設(shè)計(jì)選題，凝練實(shí)踐內(nèi)容，既能調(diào)動(dòng)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的主觀能動(dòng)性和積極性，又能實(shí)現(xiàn)真題真做，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力[8]。
學(xué)院已對(duì)2011級(jí)土木工程專業(yè)學(xué)生做了初步嘗試，依托實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的有30人。這一部分學(xué)生的課題涵蓋施工、造價(jià)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)鑒定與加固、地基處理及新型建筑材料性能研究等內(nèi)容，覆蓋面較為廣泛，對(duì)指導(dǎo)教師挑戰(zhàn)較大。通過改革讓學(xué)生了解畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作之間的關(guān)系，明白工程實(shí)踐的重要性。
（二）選擇“擇業(yè)”實(shí)踐周期
建設(shè)項(xiàng)目周期通常較長，而傳統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)較少難以保證學(xué)生全程參與，很難全面提升學(xué)生的實(shí)踐能力及工程適用能力；實(shí)習(xí)時(shí)間過短也使學(xué)生不能真正介入工程，導(dǎo)致用人單位對(duì)學(xué)生的期望值降低，也使實(shí)習(xí)效果大打折扣。為解決這一問題，少數(shù)院校提出“3+1”模式，將專業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)合并，學(xué)時(shí)增加至1年，實(shí)踐表明改革后的教學(xué)效果較好[9]，但其改革中并未將各實(shí)踐環(huán)節(jié)深度融合，只是簡單的實(shí)踐環(huán)節(jié)的集中。學(xué)院提出設(shè)置1年的“擇業(yè)”實(shí)踐，并將畢業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)深度融合。1年的“擇業(yè)”實(shí)踐既保證了學(xué)生對(duì)項(xiàng)目全過程參與的學(xué)時(shí)要求，確保學(xué)生對(duì)建設(shè)項(xiàng)目各環(huán)節(jié)都有所了解，提升了學(xué)生的工程實(shí)踐能力及崗位適應(yīng)能力；還要求學(xué)生將實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行梳理、整合，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，提升了對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力。
（三）確定“擇業(yè)”實(shí)踐崗位
為學(xué)生定制合身的“擇業(yè)”崗位是“擇業(yè)”實(shí)踐體系的基礎(chǔ)。現(xiàn)行的做法是根據(jù)當(dāng)年畢業(yè)生就業(yè)崗位反饋以及就業(yè)指導(dǎo)部門統(tǒng)計(jì)的當(dāng)年的人力資源市場崗位需求進(jìn)行“擇業(yè)”崗位確定。表1給出了2015屆254名畢業(yè)生的就業(yè)情況統(tǒng)計(jì)。根據(jù)就業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)制定“擇業(yè)”崗位針對(duì)性強(qiáng)，有利于提高后續(xù)畢業(yè)生的就業(yè)率。
（四）開展實(shí)踐崗位能力培訓(xùn)
為提高學(xué)生的擇業(yè)面及企業(yè)的歡迎度，提升產(chǎn)學(xué)研融合度，學(xué)院積極探索“實(shí)踐崗位能力培訓(xùn)”制度。培訓(xùn)崗位根據(jù)學(xué)校統(tǒng)計(jì)的“擇業(yè)”崗位及學(xué)生的就業(yè)意向展開針對(duì)性培訓(xùn)，分為
崗前和在崗實(shí)時(shí)培訓(xùn)兩種。為確保該制度落到實(shí)處：（1）針對(duì)區(qū)域產(chǎn)業(yè)的人才需求，制定“擇業(yè)”實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)擬開設(shè)熱門崗位的短期崗前培訓(xùn)，要求學(xué)生獲取1項(xiàng)校內(nèi)崗位技能培訓(xùn)結(jié)業(yè)證書方可進(jìn)入“擇業(yè)”實(shí)踐環(huán)節(jié)，保證進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)的學(xué)生能夠基本適應(yīng)企業(yè)需求。（2）采取“助推”措施，通過“基于工種的一體化教學(xué)平臺(tái)”提供崗位能力實(shí)時(shí)培訓(xùn)，幫助學(xué)生強(qiáng)化崗位能力，提高學(xué)生的崗位適應(yīng)力，變傳統(tǒng)的“硬推實(shí)踐”為“助推實(shí)踐”。
（五）落實(shí)“員工身份”
多數(shù)學(xué)生只重視理論課程學(xué)習(xí)，輕視實(shí)踐環(huán)節(jié)，表現(xiàn)為被動(dòng)接受，且不能擺正自己的位置，導(dǎo)致實(shí)踐效果較差。為提高“擇業(yè)”實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果，可借鑒德國“雙元制”模式[10]，幫助學(xué)生落實(shí)“員工身份”，實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐，從學(xué)生到員工的蛻變。
學(xué)校通過創(chuàng)辦“創(chuàng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園”，引進(jìn)多家企業(yè)幫助學(xué)生創(chuàng)業(yè)，產(chǎn)業(yè)園每年可接收20余名土木工程專業(yè)實(shí)習(xí)生。此外，學(xué)院還與多家企業(yè)建立校企合作關(guān)系，每年接收約30名土木工程專業(yè)實(shí)習(xí)生。這部分學(xué)生均能以員工身份進(jìn)入企業(yè)，實(shí)習(xí)結(jié)束后經(jīng)過考核合格可簽訂就業(yè)協(xié)議。在實(shí)習(xí)期間，企業(yè)幫助學(xué)生繳納意外保險(xiǎn)，每月發(fā)放生活補(bǔ)助。這種方式既解決了傳統(tǒng)實(shí)習(xí)中的安全糾紛問題，又提高了學(xué)生的積極性和參與度，實(shí)習(xí)效果顯著。
（六）建立“擇業(yè)”實(shí)踐管理信息平臺(tái)
隨著高等教育大眾化的推進(jìn)，土木工程專業(yè)招生人數(shù)劇增，學(xué)校組織集中實(shí)習(xí)的難度加大，取而代之“分散實(shí)習(xí)”。以南京理工大學(xué)土木工程學(xué)院2011級(jí)土木工程專業(yè)學(xué)生為例，參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)
人數(shù)為254人，實(shí)習(xí)地點(diǎn)覆蓋國內(nèi)12個(gè)省、市、自治區(qū)，省內(nèi)覆蓋全省13個(gè)地級(jí)市。實(shí)習(xí)地點(diǎn)分布范圍之廣，使教師對(duì)實(shí)習(xí)過程的監(jiān)管力度弱化，導(dǎo)致實(shí)習(xí)流于形式，甚至個(gè)別學(xué)生根本未參與實(shí)習(xí)。為此，學(xué)院自主開發(fā)校外實(shí)習(xí)管理系統(tǒng)，學(xué)生每天通過上傳實(shí)習(xí)現(xiàn)場圖片及實(shí)習(xí)日記，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)交流。實(shí)習(xí)完畢還可通過該系統(tǒng)提交實(shí)習(xí)報(bào)告，較好地解決了“分散實(shí)習(xí)”監(jiān)管難的問題。
五、結(jié)語
從實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)、課程設(shè)計(jì)（實(shí)訓(xùn)）教學(xué)環(huán)節(jié)及“擇業(yè)”實(shí)踐環(huán)節(jié)三方面構(gòu)建了土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)、“擇業(yè)”實(shí)踐環(huán)節(jié)中多課程、多知識(shí)的整合貫通，提升了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的綜合運(yùn)用能力。通過構(gòu)建土木工程實(shí)踐教學(xué)體系，較好地落實(shí)了學(xué)院“現(xiàn)場工程師”的人才培養(yǎng)理念，符合應(yīng)用技術(shù)本科院校的辦學(xué)定位，既強(qiáng)化了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，使培養(yǎng)的學(xué)生能夠符合企業(yè)對(duì)人才的技術(shù)能力要求；又培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)架構(gòu)和創(chuàng)新能力，為學(xué)生后續(xù)發(fā)展做了必要的知識(shí)及能力儲(chǔ)備。這一實(shí)踐體系構(gòu)建雖然產(chǎn)生了許多積極的效果，但有些做法還處于小范圍試點(diǎn)中，若要全面實(shí)施還需深入研究。
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