一、建設背景
1.行業背景
中國經濟的迅速發展催生建筑行業的日新月異，建筑企業的競爭加劇對建筑人才的需求以及人才質量的要求。建筑企業不同于一般的生產制造型企業，產品及生產過程有其特殊性——工程項目涉及的范圍廣，流動性較大且屬性單一。這些特性決定了建筑行業有著很強的實踐性，建筑方向的人才培養也有其應用型技能需求的特殊性。根據教育部、建設部組織進行的行業資源調查報告，建筑技術人才短缺突出表現在建筑工程施工（含市政工程施工）、建筑裝飾、建筑設備和建筑智能化等專業領域，迫切需要建筑類院校培養適應市場需求的應用型人才。
與此同時，人才需求及科技發展也推動教育工作的轉型改革，教育信息化成為教育改革的趨勢。
2010年7月29日《中長期教育改革和發展規劃綱要(2010－2020年)》正式全文發布。其中，把“加快教育信息化進程”單獨列為一章，并列為十大項目之一重點推進。2012年3月13日，教育部印發個《教育信息化十年發展規劃》，明確了全國教育信息化事業今后十年的行動綱領和路線圖。同年5月，出臺了《教育部關于加快推進職業教育信息化發展的意見》。2014年，教育部工作指出要培養高素質勞動者和技術技能人才，開展專業教學標準培訓，辦好職業院校教學信息化、技能大賽。2015年，教育部印發《2015年教育信息化工作要點》的通知，工作目標中明確指出優質教育資源開發與應用深入推進。
2.教育背景
建筑工程類專業培養面向建筑類企業，具有崗位職業能力和綜合素質的一線高技能人才。建筑工程技術的技能訓練不同于電子、機械等技能點存在并列或漸進關系，它要求學生的基本實踐能力、操作技能和專業技能、綜合技能是作為一個整體存在的。日常教學中人為將各項技能割裂開來作為不同的課程或實訓項目，勢必導致前后脫節，學生無法將前后技能點融會貫通，出現理論基礎良好但實際應用能力低的情況。
同時，建筑工程技術類專業的頂崗實習、實訓也受到建筑企業客觀條件的限制，建筑企業施工地點（流動性）、施工進度（階段性強且階段周期長）、施工場地（作業面狹小，如井道施工及安裝尤為突出）、施工安全（多為高空等作業，施工機械種類和數量眾多）等諸多因素影響。
而各學校學生實習、實訓多停留在施工階段工序的認知實習階段，不能達到訓練崗位技能目的，有效專業技能訓練的缺乏使得學生無法在畢業前真正地頂崗實習、實訓，難以做到學生畢業零距離就業，大大影響了院校人才培養與企業人才需求的及時對位。
二、建設目標
軟件將通過綜合理論和實踐的方式，使學生全面了解整個建設項目所經歷的各個階段，重點掌握建筑施工過程中主要分部、分項工程的施工技術和施工管理，培養學生組織建筑施工的能力及獨立分析和解決建筑施工中有關施工技術、施工管理問題的基本能力；同時注重培養學生的職業道德、安全質量意識。
軟件通過虛擬技術的運用以及開放式管理的方式，填補中高職及本科院校學生信息化教學資源與實踐操作渠道資源的匱乏，將學校教學方式轉化成為以學生為中心的教學模式。
軟件任務設置根據學生將來在施工員、資料員、安全員、測量員等崗位上所從事的建筑識圖、建筑結構、建筑施工技術、建筑施工組織設計、建筑工程計量與計價、建筑項目管理等工作任務來確定。軟件按照崗位技能要求，建設包括虛擬工程項目、虛擬場景以及虛擬設備、企業生產工具、生產對象、生產場景、基地管理制度等實踐教學資源，改變以往學生實訓渠道匱乏、實訓器材有限的狀況。通過虛擬化、立體化、結構化展示，實現學生在三維空間的游走；同時通過趣味性的技能操作，讓教學知識點深入淺出的被學生掌握，培養更好的專業技能，增強崗位核心競爭力。
同時，以多種形式的教學資料、教學信息，以及能動性的課程內容安排，打破現實空間、時間、環境、資金等等客觀因素的限制，實現教師輕松安排教學中所需的任何實踐操作內容；通過任務設置、系統自動考核、數據自動分析，讓教師時間得到學生技能掌握情況的信息反饋，更好的調整教學重點與教學方式，提升教師實踐教學效率。
通過軟件的整體設計，為學生提供全時段的理論與實踐學習資源，幫助學生提升崗位核心競爭力；為學校提供新的理實一體化教學模式，進一步建設成為信息化教學示范點；同時，讓院校與企業在人才培養上實現雙向互助，終提升學校教育的社會服務能力。
三、建設思路
軟件以專業崗位技能為主線，將整個建設項目的實施過程貫穿到課程中來，通過系統性實訓項目的訓練，使學生掌握進入工作崗位后的主要專業技能。
軟件以深化學校教學與實踐相結合的人才培養模式為指導方向，對施工全過程進行具象呈現，通過虛擬技術緊扣專業特色、直擊教學難點，實現多維仿真和真實場景模擬，提高學生學習的主動性；通過網絡技術輔助學生答題練習并及時鞏固知識，實現單人訓練、多人競賽和互動交流，提高學生學習的積極性；通過數據庫技術跟蹤學生學習軌跡，實現學生知識點掌握情況的統計與分析，提高教學評價的科學性。
1.以“學以致用，崗位要求與技能訓練有機結合”為理念
軟件內容設置以“學以致用，崗位要求與技能訓練有機結合”為理念，將真實的工程項目按照建設程序劃分成設計、招投標、施工、竣工驗收等全方面的實訓項目，體驗施工員、資料員、安全員、測量員等崗位上的工作要領，系統地訓練需要掌握的各項方面的基礎理論和專業技能，實現學做合一。
2.解決傳統教學弊端，實現立體化的教與學
建筑工程全過程模擬仿真實訓軟件的建設，著重規避傳統教學的弊端，引導學校進行優質教學。通過虛擬仿真技術實現三維仿真形式的立體化教學，讓學生漫游走動在虛擬的工程空間中，改變傳統教學中生硬灌輸的方式，解決傳統教學存在的理論課堂過于抽象和生硬，實訓操作難以演示，施工細節無法透徹理解，教學方法與實際工程案例較難結合的弊端，提高學生學習的興趣和積極性。
3.融入數據反饋機制，實現教學安排科學性
建立數據管理與反饋功能，實現教學安排的規范性及教學信息反饋的搜集，以便合理調整教學進度與方式。通過資源、課程的管理，讓專業教師實現個性化、針對性的課程安排和設置；通過練習、考試、經驗積分的信息掌握，實現教學成果的考察及數據信息反饋搜集。
4.軟件應用開放性架構，實現信息化教學資源的互通
增加軟件應用的開放性，實現與校園信息化資源實現無縫對接，拓寬學校信息化教學資源應用的便捷性。在實現軟件對接與架構后，師生可通過其它登錄入口進入操作軟件；同時，軟件操作過程中可調用其它通道的資源，實現信息化教學資源的互通互用。
四、建設內容
1.軟件概述
建筑工程全過程模擬仿真實訓軟件以一套真實的圖紙為藍本，以建筑物施工流程為主線，施工工藝為內容，通過虛擬三維技術，對整個建筑工程全過程進行模擬仿真展示。通過打破傳統的學科理論體系，以學生為中心，基于實際工程項目全過程，通過虛擬仿真技術模擬實際工程案例，搭建學生工程整體性學習實訓的虛擬現實場景。同時，通過工程建造與實施過程中各崗位角色和任務的設置，讓學生了解并實踐施工過程中各個角色的工作內容，確保學生在掌握整個工程項目進程的基礎上，具備工程建設全過程的綜合能力。
2.軟件架構
軟件整體按照工程建造的過程分為“施工前準備”“施工進行中”“竣工驗收”三大階段，通過崗位工種的預設，實現師生自主選擇，多角色扮演，掌握施工過程中各個角色的工作內容。從施工準備開始到項目竣工，全面模擬真實工程建造全過程。
(1)施工前準備
項目施工前，需先了解施工前的一些準備工作。系統通過與npc對話接受任務并處理任務，完成任務后繼續接受任務，從任務中了解施工前準備的內容，通過自身體驗，熟悉整個過程，增強自身的記憶。
施工前準備包含以下內容：
a) 招投標模擬實訓。
b) 施工準備有關的模塊進行仿真模擬。
?、?技術準備仿真模擬
?、?施工現場準備仿真模擬
?、?物資準備仿真模擬
?、?施工隊伍淮備仿真模擬
?、?下達作業計劃或施工任務書仿真模擬
c) 申請開工報告仿真模擬
(2)施工進行中
按照工程建造流程，施工過程依次為地基工程、主體工程、屋面工程、裝飾工程，操作時分施工員、安全員、質檢員、資料員、材料員五大員角色，讓操作者分角色體驗學習具體的操作項。
當任務開始時，系統操作分兩種模式進行，一、進入前選擇固定角色，進入任務后就只操作此角色需操作的部分，其他角色的工作都已動畫的形式帶過；二、進入時不帶角色，通過與五大員導師對話接受任務并處理任務，一個導師的任務完成后，系統會提示點擊下一個導師接受任務，通過接受導師的任務使自己變換不同的角色，整個任務通過五大員角色整合到一起。
(3)竣工驗收
項目竣工后，需了解竣工后的一些驗收工作。系統通過與npc對話接受任務并處理任務，完成任務后繼續接受任務，從任務中了解竣工后驗收的內容，通過自身體驗，熟悉整個過程，增強自身的記憶。
竣工驗收包含以下內容：
a) 工程竣工預驗收
b) 工程竣工驗收外圍工作
承包商
監理公司
勘察單位
設計單位
建設單位
c) 竣工驗收具體程序
3.功能特色
?。?）“項目導向”的教學內容
建筑施工技術全過程仿真實訓軟件打破傳統的學科理論體系，以學生為中心，基于實際建筑工程項目全過程，以典型工作任務作為載體實施完整的建設項目，將平時教學的碎片知識進行整合，實現理論與實踐的結合，打通了各課程的知識壁壘，做到融會貫通，提高學生解決實際問題的綜合能力。
?。?）打破了時間與空間的限制
軟件包含工程施工準備到竣工驗收的全過程，學生能夠在短時間內體驗整個工程項目，建立工程全局觀，為實訓教學帶來更多可能性。
?。?）多角色體驗工程推進全過程
在完整項目施工中，有施工員、安全員、質檢員、資料員、材料員五大員角色體驗，學生可以體驗多種施工角色，了解各角色在施工中的作用，對工程項目中各崗位工種的工作任務有全面的認識。
?。?）游戲互動任務，實現趣味學習
通過三維游戲化模擬施工過程，以及關卡環節的設計，將學習任務轉化為“趣味關卡”，學生能夠在趣味任務中掌握施工方法、施工要點等專業知識。系統實現記錄并分析學生操作步奏，提高學生積極性的同時，提高軟件的教學適用性。
?。?）可拓展應用于多個方向的軟件
作為包含建筑工程全過程的教學實訓軟件，在一體化全過程學習的基礎上，能夠配合其它多種建筑軟件的應用，強化專業學習。
五、預期效果
1.立體化教學，提高教學質量
建筑工程全過程模擬仿真實訓軟件應用三維仿真技術，實現對施工操作和施工細節的立體化展示，改變傳統教學中理論抽象的弊端，激發學生學習積極性，提高學生學習效率。通過趣味性的技能操作，讓學生深入理解教學內容中的重點難點，提升學校教學水平。
2.豐富教學資源，推動學生自主學習
軟件集中包含了豐富的信息化教學資源，包括視頻、圖片、文檔等，學生可以整體性全面應用。同時，學生可以利用系統功能預習和復習鞏固課堂內容，通過趣味性的技能操作，虛擬化、立體化、結構化的反復實踐教學難點。
3.實現資源互通，促進專業及學校信息化建設
軟件可以實現與其他數字化校園資源的無縫對接，拓寬了學校信息化教學資源應用的便捷性，完善了專業以及學校教育信息化設施的建設。
4.深化校企合作，提高社會服務能力
軟件教學，操作便捷，具備服務于企業社會人員的能力，可以通過舉辦企業員工技能學習培訓等活動的形式，使學校參與到對企業進行技術支持的工作中去，實現校企互助、共建共享的資源開發利用模式。
六、軟件運行環境
硬件環境
客戶機基本配置：
CPU：≥Intel酷睿i3以上
內存：≥4GB以上
硬盤：至少100G閑置空間 (根據采購模塊數量定)
獨立顯卡：≥GTX650或者HD4890以上
聲卡：支持多聲道音箱或耳機
網卡：≥100Mbps以上網卡
顯示器：支持1024x768或以上分辨率
電源：≥400W
其它：支持網絡同傳和硬盤還原保護
服務器基本配置：
產品類型：服務器，機架式
CPU：≥ 英特爾 至強E5-2407 v2以上
CPU系：≥至強處理器E5系列,Intel
內存類型：LV-rdimmDDR3 1600內存，可擴展
內存：≥8G
硬盤類型：支持熱插撥3.5寸硬盤（7200轉），可擴展
硬盤：≥1TB，可擴展（至少備用一個硬盤）
磁盤陣列:支持RA 0/1/10/5
網卡：集成雙口高性能千兆以太網卡，支持高性能四口千兆企業級網卡或萬兆網卡
電源：高能效80PLUS單電源，兼容交直流輸入。
功率：≥800W
光驅：DVD-RW
軟件環境
服務端基本配置：
操作系統：Windows Server 2008 R2標準版及以上，推薦使用64位版本
數據庫：SQL Server 2005/2008 R2標準版及以上，推薦使用64位版本
客戶端基本配置：
操作系統：Windows7旗艦版，
系統架構
教學軟件應采用“客戶機/服務器”（Client/Server ，簡稱C/S）的軟件架構。教學平臺應采用“瀏覽器/服務器”（Browser/Server ，簡稱B/S）的軟件架構。軟件及平臺的網絡架構應能夠同時支持廣域網（Internet）、局域網、校園網等不同的網絡環境。
軟件及平臺在架構設計時，應充分考慮相關功能模塊的二次開發需求，確保采用模塊化的架構設計，以保證相應開發模塊的通用性、可配置性、可維護性、可推廣性的設計要求。
施工工藝虛擬仿真實訓軟件模塊詳表：
1.分部工程
2.子分部工程
3.分項工程
4.土建施工準備
5.施工準備
6.地基與基礎
7.無支護土方
8.放坡開挖施工（明排水）
9.土方開挖
10.降水工程
11.輕型井點降水施工
12.深井降水施工
13.有支護土方
14.土釘支護施工
15.地下連續墻施工
16.型鋼水泥土攪拌墻施工
17.鋼筋混凝土支撐工程
18.管溝支撐
19.地基處理
20.地基處理和基礎
21.樁基工程
22.預應力管樁施工（靜壓法）
23.預應力管樁施工（錘擊法）
24.鉆孔灌注樁施工
25.沉管灌注樁施工
26.人工挖孔樁施工
27.樁基礎工程質量檢測
28.基礎工程
29.獨立基礎施工
30.條形基礎施工
31.箱型基礎施工
32.筏板基礎施工
33.毛石基礎工程
34.承臺施工
35.基礎墊層施工
36.基礎底板鋼筋施工
37.基礎底板模板施工
38.基礎底板混凝土澆筑施工
39.地下防水工程
40.地下室外墻防水施工
41.地下室防水混凝土施工
42.水泥砂漿防水層施工
43.金屬板防水施工
44.基礎底板防水施工
45.主體結構
46.混凝土結構工程
47.柱模板施工
48.柱鋼筋施工
49.梁模板施工
50.梁鋼筋施工
51.板模板施工
52.板鋼筋施工
53.剪力墻模板施工
54.剪力墻鋼筋施工
55.地梁鋼筋施工
56.主體混凝土澆筑
57.大體積混凝土澆筑
58.自行車坡道施工
59.樓梯施工
60.預應力混凝土施工（先張法）
61.預應力混凝土施工（后張法）
62.電梯機房施工
63.主體屋面施工
64.人貨梯安裝
65.混凝土構件安裝
66.砌體工程
67.磚墻砌筑工程
68.基礎墻、柱、梁施工
69.填充墻施工
70.承重墻施工
71.女兒墻施工
72.砌塊砌筑工程
73.鋼結構工程
74.鋼結構安裝
75.腳手架工程
76.落地扣件式鋼管雙排腳手架
77.落地扣件式鋼管支撐架
78.落地碗扣式鋼管雙排腳手架
79.碗扣式模板支撐架
80.落地門式鋼管腳手架
81.門式鋼管模板支撐架
82.型鋼懸挑腳手架
83.懸挑鋼管腳手架
84.吊籃腳手架
85.附著式升降腳手架
86.卸料平臺
87.起重設備裝拆工程
88.塔吊裝拆
89.物料爬升機裝拆
90.測量工程
91.水準儀操作
92.經緯儀操作
93.全站儀操作
94.施工測量技術
95.二層測量放線
96.建筑屋面
97.屋面工程
98.卷材防水層施工
99.柔性防水保溫屋面
100.上人保溫屋面施工
101.非上人保溫屋面施工
102涂料防水層施工
103.涂膜防水層施工
104.剛性防水屋面施工
105.瓦屋面
