基于新工科背景的高校测绘工程中虚拟仿真技术的应用研究

周晨虹

摘要：伴随工业化进程加快的大环境下，社会对各类测绘人才需求不断增加。面对新工科发展形势，如何转变测绘工程教学形式、创新专业教学方法，提升测绘人才的工程实验和实践能力，成为高校面临的重要挑战。通过实现虚拟仿真技术与测绘工程教学的融合，能够将一线工程场景、项目实例引入教学中，降低学生认知、理解难度。基于此，本文结合测绘工程专业教学实际，重点分析虚拟仿真技术在教学中的应用策略。

关键词：新工科;高校测绘工程;虚拟仿真技术

在数字化时代下，云计算、大数据、互联网技术成为助力工程教育改革的利器，为培养拥有卓越工程实践能力人才提供了技术支持。在当前测绘工程专业教学中，存在大量原理性、实践性强的知识，只有重视实物演示、实验教学活动，让学生结合工程参观情况、生产实习所见，才能顺利理解相关工程原理、工程应用实例和技术。但是，上述实验教学活动容易受仪器设备、实践场地的影响，学生很难真正了解具体工程技术。而基于现代计算机技术的支持，教师可将测绘工程专业教学与虚拟仿真技术结合起来，不仅能够全面呈现相关实景，帮助学生理解原理，还能有效降低教学成本，保证理论和实践教学的安全性。基于此，本文结合测绘工程专业实际，探索虚拟仿真教学策略。

一、开发虚拟实验教学资源

测绘地理信息能够为教师提供大量开放性的软件，凭借这些开源软件，教师可结合专业课程修改软件，为教学演示提供丰富的资源。以全站仪模拟器为例，专业教师可结合课程教学需求，选取不同型号的模拟器，组织学生操作仪器积累操作经验，提升其操作熟练度。同时，凭借高校测绘工程专业的发展特色，教师可积极转化现有科研成果，如工程项目类、软件类成果。通过修改和转化，形成适用于专业教学的虚拟仿真教学资源、软件系统。在当前诸多大型工程监测项目中，多需要远程监测系统的支持，形成了一系列监测数据。对此，教师可通过校企融合、产学融合途径，获取一批真实的项目数据，为虚拟实验教学提供保障。

二、运用虚拟技术仿真实验场景

在运用虚拟技术开展测绘工程专业教学活动时，教师需要运用虚拟仿真实验平台，为学生提供模拟真实项目的场景，使其能够结合理论去展开操作，为专业课程教学提供丰富实践、实验资源。在虚拟技术的支持下，学生可获取与理论知识对应的实践项目，根据虚拟软件呈现的动画内容、教师的原理解析，自主学习、了解动画中的概念，加深对项目知识的印象。同时，教师也可发挥Web技术的优势，引入开放式虚拟实验平台，组织学生建立虚拟测量小组，以虚拟的方式完成相关测量任务。比如，教师可综合运用3dsMax、VRML编程语言，以建模的方式构建真实场景。这样，在虚拟技术提供的实验场景中，学生可直观感知虚拟工程环境，明确专业学习的实验环节，在教师的帮助下实施实验步骤，提升自身学习效果。

三、实施理实虚拟一体化教学

在测绘工程专业课程中，诸多基础知识和原理与空间信息相关，若直接分析和阐述原理性内容，学生很难从多角度想象和联想。通过引入虚拟软件，教师可专门构建虚拟空间环境，一边呈现虚拟交互动画，一边呈现基本原理、空间关系，帮助学生降低学习困难。同时，对于存在一定危险性的项目，如变形监测现场，若仍按照工程参观的方式，不仅很难在有限时间内获取数据，还会影响项目施工。为了打破实践教学的限制，教师可引入工程监测系统，实现现场监测数据与实验室服务器的对接，在校内分析现场监测数据，为学生学习提供仿真教学实例。例如，教师可结合区域内施工项目，通过校企合作渠道获取相关项目资源，利用软件系统获取监测数据，以虚拟的方式获得施工平面，让学生能够接触和了解项目变形监测的实际数据，提升理实虚一体化教学成效。

四、运用虚拟技术延伸工程资源

在测绘工程专业教学中，高校科研人员、教师应加强联系与合作，共同引入先进的虚拟技术，再将测绘工程前沿的技术融入虚拟仿真教学中，转化为课程教学资源。这样，在专业课程教学中，行业人员、科研人员和教师可共同融合行业知识、教学内容，形成一批拓展类的线上虚拟课程，为工程测量教学提供条件。同时，教师可联系行业人员，结合航空测绘、雷达仿真实验、洞穴激光测量等课程，开发微课程，为学生课外学习提供资源。其中，在拓展相关课程时，教师应抓住重点、难点，运用网络平台、虚拟技术呈现，为设计工程教学资源、培养卓越工程人才提供条件。

五、结语

综上所述，虚拟仿真技术与高校测绘工程专业教学的融合，影响着专业课程教学改革、学生理论认知能力、工程实战能力。因此，教师应认识到虚拟仿真技术的应用价值，通过开发虚拟实验教学资源、引入虚拟实验场景、实施理实虚一体化教学、延伸虚拟教学资源等方式，优化传统教学的现状，以直观、形象的方式开展理论和实践教学活动，培养学生创新能力、实践能力，促使其成为符合新工科测绘工程要求的人才。

参考文献：

[1]齐庆会.虚拟仿真技术在测绘工程学科教學中应用研究[J].测绘与空间地理信息，2020，43（6）：40-43.

[2]徐卓揆，贺跃光，丁美青.多途径利用虚拟仿真技术开展测绘工程实践教学[J].信息技术与信息化，2020（3）：120-123.