一、建设背景
1.行业背景
中国经济的迅速发展催生建筑行业的日新月异，建筑企业的竞争加剧对建筑人才的需求以及人才质量的要求。建筑企业不同于一般的生产制造型企业，产品及生产过程有其特殊性——工程项目涉及的范围广，流动性较大且属性单一。这些特性决定了建筑行业有着很强的实践性，建筑方向的人才培养也有其应用型技能需求的特殊性。根据教育部、建设部组织进行的行业资源调查报告，建筑技术人才短缺突出表现在建筑工程施工（含市政工程施工）、建筑装饰、建筑设备和建筑智能化等专业领域，迫切需要建筑类院校培养适应市场需求的应用型人才。
与此同时，人才需求及科技发展也推动教育工作的转型改革，教育信息化成为教育改革的趋势。
2010年7月29日《中长期教育改革和发展规划纲要(2010－2020年)》正式全文发布。其中，把“加快教育信息化进程”单独列为一章，并列为十大项目之一重点推进。2012年3月13日，教育部印发个《教育信息化十年发展规划》，明确了全国教育信息化事业今后十年的行动纲领和路线图。同年5月，出台了《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》。2014年，教育部工作指出要培养高素质劳动者和技术技能人才，开展专业教学标准培训，办好职业院校教学信息化、技能大赛。2015年，教育部印发《2015年教育信息化工作要点》的通知，工作目标中明确指出优质教育资源开发与应用深入推进。
2.教育背景
建筑工程类专业培养面向建筑类企业，具有岗位职业能力和综合素质的一线高技能人才。建筑工程技术的技能训练不同于电子、机械等技能点存在并列或渐进关系，它要求学生的基本实践能力、操作技能和专业技能、综合技能是作为一个整体存在的。日常教学中人为将各项技能割裂开来作为不同的课程或实训项目，势必导致前后脱节，学生无法将前后技能点融会贯通，出现理论基础良好但实际应用能力低的情况。
同时，建筑工程技术类专业的顶岗实习、实训也受到建筑企业客观条件的限制，建筑企业施工地点（流动性）、施工进度（阶段性强且阶段周期长）、施工场地（作业面狭小，如井道施工及安装尤为突出）、施工安全（多为高空等作业，施工机械种类和数量众多）等诸多因素影响。
而各学校学生实习、实训多停留在施工阶段工序的认知实习阶段，不能达到训练岗位技能目的，有效专业技能训练的缺乏使得学生无法在毕业前真正地顶岗实习、实训，难以做到学生毕业零距离就业，大大影响了院校人才培养与企业人才需求的及时对位。
二、建设目标
软件将通过综合理论和实践的方式，使学生全面了解整个建设项目所经历的各个阶段，重点掌握建筑施工过程中主要分部、分项工程的施工技术和施工管理，培养学生组织建筑施工的能力及独立分析和解决建筑施工中有关施工技术、施工管理问题的基本能力；同时注重培养学生的职业道德、安全质量意识。
软件通过虚拟技术的运用以及开放式管理的方式，填补中高职及本科院校学生信息化教学资源与实践操作渠道资源的匮乏，将学校教学方式转化成为以学生为中心的教学模式。
软件任务设置根据学生将来在施工员、资料员、安全员、测量员等岗位上所从事的建筑识图、建筑结构、建筑施工技术、建筑施工组织设计、建筑工程计量与计价、建筑项目管理等工作任务来确定。软件按照岗位技能要求，建设包括虚拟工程项目、虚拟场景以及虚拟设备、企业生产工具、生产对象、生产场景、基地管理制度等实践教学资源，改变以往学生实训渠道匮乏、实训器材有限的状况。通过虚拟化、立体化、结构化展示，实现学生在三维空间的游走；同时通过趣味性的技能操作，让教学知识点深入浅出的被学生掌握，培养更好的专业技能，增强岗位核心竞争力。
同时，以多种形式的教学资料、教学信息，以及能动性的课程内容安排，打破现实空间、时间、环境、资金等等客观因素的限制，实现教师轻松安排教学中所需的任何实践操作内容；通过任务设置、系统自动考核、数据自动分析，让教师时间得到学生技能掌握情况的信息反馈，更好的调整教学重点与教学方式，提升教师实践教学效率。
通过软件的整体设计，为学生提供全时段的理论与实践学习资源，帮助学生提升岗位核心竞争力；为学校提供新的理实一体化教学模式，进一步建设成为信息化教学示范点；同时，让院校与企业在人才培养上实现双向互助，终提升学校教育的社会服务能力。
三、建设思路
软件以专业岗位技能为主线，将整个建设项目的实施过程贯穿到课程中来，通过系统性实训项目的训练，使学生掌握进入工作岗位后的主要专业技能。
软件以深化学校教学与实践相结合的人才培养模式为指导方向，对施工全过程进行具象呈现，通过虚拟技术紧扣专业特色、直击教学难点，实现多维仿真和真实场景模拟，提高学生学习的主动性；通过网络技术辅助学生答题练习并及时巩固知识，实现单人训练、多人竞赛和互动交流，提高学生学习的积极性；通过数据库技术跟踪学生学习轨迹，实现学生知识点掌握情况的统计与分析，提高教学评价的科学性。
1.以“学以致用，岗位要求与技能训练有机结合”为理念
软件内容设置以“学以致用，岗位要求与技能训练有机结合”为理念，将真实的工程项目按照建设程序划分成设计、招投标、施工、竣工验收等全方面的实训项目，体验施工员、资料员、安全员、测量员等岗位上的工作要领，系统地训练需要掌握的各项方面的基础理论和专业技能，实现学做合一。
2.解决传统教学弊端，实现立体化的教与学
建筑工程全过程模拟仿真实训软件的建设，着重规避传统教学的弊端，引导学校进行优质教学。通过虚拟仿真技术实现三维仿真形式的立体化教学，让学生漫游走动在虚拟的工程空间中，改变传统教学中生硬灌输的方式，解决传统教学存在的理论课堂过于抽象和生硬，实训操作难以演示，施工细节无法透彻理解，教学方法与实际工程案例较难结合的弊端，提高学生学习的兴趣和积极性。
3.融入数据反馈机制，实现教学安排科学性
建立数据管理与反馈功能，实现教学安排的规范性及教学信息反馈的搜集，以便合理调整教学进度与方式。通过资源、课程的管理，让专业教师实现个性化、针对性的课程安排和设置；通过练习、考试、经验积分的信息掌握，实现教学成果的考察及数据信息反馈搜集。
4.软件应用开放性架构，实现信息化教学资源的互通
增加软件应用的开放性，实现与校园信息化资源实现无缝对接，拓宽学校信息化教学资源应用的便捷性。在实现软件对接与架构后，师生可通过其它登录入口进入操作软件；同时，软件操作过程中可调用其它通道的资源，实现信息化教学资源的互通互用。
四、建设内容
1.软件概述
建筑工程全过程模拟仿真实训软件以一套真实的图纸为蓝本，以建筑物施工流程为主线，施工工艺为内容，通过虚拟三维技术，对整个建筑工程全过程进行模拟仿真展示。通过打破传统的学科理论体系，以学生为中心，基于实际工程项目全过程，通过虚拟仿真技术模拟实际工程案例，搭建学生工程整体性学习实训的虚拟现实场景。同时，通过工程建造与实施过程中各岗位角色和任务的设置，让学生了解并实践施工过程中各个角色的工作内容，确保学生在掌握整个工程项目进程的基础上，具备工程建设全过程的综合能力。
2.软件架构
软件整体按照工程建造的过程分为“施工前准备”“施工进行中”“竣工验收”三大阶段，通过岗位工种的预设，实现师生自主选择，多角色扮演，掌握施工过程中各个角色的工作内容。从施工准备开始到项目竣工，全面模拟真实工程建造全过程。
(1)施工前准备
项目施工前，需先了解施工前的一些准备工作。系统通过与npc对话接受任务并处理任务，完成任务后继续接受任务，从任务中了解施工前准备的内容，通过自身体验，熟悉整个过程，增强自身的记忆。
施工前准备包含以下内容：
a) 招投标模拟实训。
b) 施工准备有关的模块进行仿真模拟。
① 技术准备仿真模拟
② 施工现场准备仿真模拟
③ 物资准备仿真模拟
④ 施工队伍淮备仿真模拟
⑤ 下达作业计划或施工任务书仿真模拟
c) 申请开工报告仿真模拟
(2)施工进行中
按照工程建造流程，施工过程依次为地基工程、主体工程、屋面工程、装饰工程，操作时分施工员、安全员、质检员、资料员、材料员五大员角色，让操作者分角色体验学习具体的操作项。
当任务开始时，系统操作分两种模式进行，一、进入前选择固定角色，进入任务后就只操作此角色需操作的部分，其他角色的工作都已动画的形式带过；二、进入时不带角色，通过与五大员导师对话接受任务并处理任务，一个导师的任务完成后，系统会提示点击下一个导师接受任务，通过接受导师的任务使自己变换不同的角色，整个任务通过五大员角色整合到一起。
(3)竣工验收
项目竣工后，需了解竣工后的一些验收工作。系统通过与npc对话接受任务并处理任务，完成任务后继续接受任务，从任务中了解竣工后验收的内容，通过自身体验，熟悉整个过程，增强自身的记忆。
竣工验收包含以下内容：
a) 工程竣工预验收
b) 工程竣工验收外围工作
承包商
监理公司
勘察单位
设计单位
建设单位
c) 竣工验收具体程序
3.功能特色
（1）“项目导向”的教学内容
建筑施工技术全过程仿真实训软件打破传统的学科理论体系，以学生为中心，基于实际建筑工程项目全过程，以典型工作任务作为载体实施完整的建设项目，将平时教学的碎片知识进行整合，实现理论与实践的结合，打通了各课程的知识壁垒，做到融会贯通，提高学生解决实际问题的综合能力。
（2）打破了时间与空间的限制
软件包含工程施工准备到竣工验收的全过程，学生能够在短时间内体验整个工程项目，建立工程全局观，为实训教学带来更多可能性。
（3）多角色体验工程推进全过程
在完整项目施工中，有施工员、安全员、质检员、资料员、材料员五大员角色体验，学生可以体验多种施工角色，了解各角色在施工中的作用，对工程项目中各岗位工种的工作任务有全面的认识。
（4）游戏互动任务，实现趣味学习
通过三维游戏化模拟施工过程，以及关卡环节的设计，将学习任务转化为“趣味关卡”，学生能够在趣味任务中掌握施工方法、施工要点等专业知识。系统实现记录并分析学生操作步奏，提高学生积极性的同时，提高软件的教学适用性。
（5）可拓展应用于多个方向的软件
作为包含建筑工程全过程的教学实训软件，在一体化全过程学习的基础上，能够配合其它多种建筑软件的应用，强化专业学习。
五、预期效果
1.立体化教学，提高教学质量
建筑工程全过程模拟仿真实训软件应用三维仿真技术，实现对施工操作和施工细节的立体化展示，改变传统教学中理论抽象的弊端，激发学生学习积极性，提高学生学习效率。通过趣味性的技能操作，让学生深入理解教学内容中的重点难点，提升学校教学水平。
2.丰富教学资源，推动学生自主学习
软件集中包含了丰富的信息化教学资源，包括视频、图片、文档等，学生可以整体性全面应用。同时，学生可以利用系统功能预习和复习巩固课堂内容，通过趣味性的技能操作，虚拟化、立体化、结构化的反复实践教学难点。
3.实现资源互通，促进专业及学校信息化建设
软件可以实现与其他数字化校园资源的无缝对接，拓宽了学校信息化教学资源应用的便捷性，完善了专业以及学校教育信息化设施的建设。
4.深化校企合作，提高社会服务能力
软件教学，操作便捷，具备服务于企业社会人员的能力，可以通过举办企业员工技能学习培训等活动的形式，使学校参与到对企业进行技术支持的工作中去，实现校企互助、共建共享的资源开发利用模式。
六、软件运行环境
硬件环境
客户机基本配置：
CPU：≥Intel酷睿i3以上
内存：≥4GB以上
硬盘：至少100G闲置空间 (根据采购模块数量定)
独立显卡：≥GTX650或者HD4890以上
声卡：支持多声道音箱或耳机
网卡：≥100Mbps以上网卡
显示器：支持1024x768或以上分辨率
电源：≥400W
其它：支持网络同传和硬盘还原保护
服务器基本配置：
产品类型：服务器，机架式
CPU：≥ 英特尔 至强E5-2407 v2以上
CPU系：≥至强处理器E5系列,Intel
内存类型：LV-rdimmDDR3 1600内存，可扩展
内存：≥8G
硬盘类型：支持热插拨3.5寸硬盘（7200转），可扩展
硬盘：≥1TB，可扩展（至少备用一个硬盘）
磁盘阵列:支持RA 0/1/10/5
网卡：集成双口高性能千兆以太网卡，支持高性能四口千兆企业级网卡或万兆网卡
电源：高能效80PLUS单电源，兼容交直流输入。
功率：≥800W
光驱：DVD-RW
软件环境
服务端基本配置：
操作系统：Windows Server 2008 R2标准版及以上，推荐使用64位版本
数据库：SQL Server 2005/2008 R2标准版及以上，推荐使用64位版本
客户端基本配置：
操作系统：Windows7旗舰版，
系统架构
教学软件应采用“客户机/服务器”（Client/Server ，简称C/S）的软件架构。教学平台应采用“浏览器/服务器”（Browser/Server ，简称B/S）的软件架构。软件及平台的网络架构应能够同时支持广域网（Internet）、局域网、校园网等不同的网络环境。
软件及平台在架构设计时，应充分考虑相关功能模块的二次开发需求，确保采用模块化的架构设计，以保证相应开发模块的通用性、可配置性、可维护性、可推广性的设计要求。
施工工艺虚拟仿真实训软件模块详表：
1.分部工程
2.子分部工程
3.分项工程
4.土建施工准备
5.施工准备
6.地基与基础
7.无支护土方
8.放坡开挖施工（明排水）
9.土方开挖
10.降水工程
11.轻型井点降水施工
12.深井降水施工
13.有支护土方
14.土钉支护施工
15.地下连续墙施工
16.型钢水泥土搅拌墙施工
17.钢筋混凝土支撑工程
18.管沟支撑
19.地基处理
20.地基处理和基础
21.桩基工程
22.预应力管桩施工（静压法）
23.预应力管桩施工（锤击法）
24.钻孔灌注桩施工
25.沉管灌注桩施工
26.人工挖孔桩施工
27.桩基础工程质量检测
28.基础工程
29.独立基础施工
30.条形基础施工
31.箱型基础施工
32.筏板基础施工
33.毛石基础工程
34.承台施工
35.基础垫层施工
36.基础底板钢筋施工
37.基础底板模板施工
38.基础底板混凝土浇筑施工
39.地下防水工程
40.地下室外墙防水施工
41.地下室防水混凝土施工
42.水泥砂浆防水层施工
43.金属板防水施工
44.基础底板防水施工
45.主体结构
46.混凝土结构工程
47.柱模板施工
48.柱钢筋施工
49.梁模板施工
50.梁钢筋施工
51.板模板施工
52.板钢筋施工
53.剪力墙模板施工
54.剪力墙钢筋施工
55.地梁钢筋施工
56.主体混凝土浇筑
57.大体积混凝土浇筑
58.自行车坡道施工
59.楼梯施工
60.预应力混凝土施工（先张法）
61.预应力混凝土施工（后张法）
62.电梯机房施工
63.主体屋面施工
64.人货梯安装
65.混凝土构件安装
66.砌体工程
67.砖墙砌筑工程
68.基础墙、柱、梁施工
69.填充墙施工
70.承重墙施工
71.女儿墙施工
72.砌块砌筑工程
73.钢结构工程
74.钢结构安装
75.脚手架工程
76.落地扣件式钢管双排脚手架
77.落地扣件式钢管支撑架
78.落地碗扣式钢管双排脚手架
79.碗扣式模板支撑架
80.落地门式钢管脚手架
81.门式钢管模板支撑架
82.型钢悬挑脚手架
83.悬挑钢管脚手架
84.吊篮脚手架
85.附着式升降脚手架
86.卸料平台
87.起重设备装拆工程
88.塔吊装拆
89.物料爬升机装拆
90.测量工程
91.水准仪操作
92.经纬仪操作
93.全站仪操作
94.施工测量技术
95.二层测量放线
96.建筑屋面
97.屋面工程
98.卷材防水层施工
99.柔性防水保温屋面
100.上人保温屋面施工
101.非上人保温屋面施工
102涂料防水层施工
103.涂膜防水层施工
104.刚性防水屋面施工
105.瓦屋面
