CN111126818A - 融合obe理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统及方法，包括：应用层：利用多媒体、大数据、三维建模和虚拟现实智能化手段，打造水利水电工程项目管理虚拟仿真实验平台；仿真层：完成工程项目管理中虚拟仿真部分；服务层：完成工程项目仿真模拟的后台服务；支持层：完成虚拟仿真实验的软硬件安全等支持；数据中心：处理所需的数据计算、调用等工作。本发明具有移动性、交互性和易操作性等，借助于实验平台各层的功能，增强学习体验，实现情景学习，创设心理沉浸，实现知识迁移，实现学生对水利水电工程建设管理的感受更加具体化，对项目管理中各个岗位、环节的作用及功能的感受更加具体化，代替了学生去实际单位的实习。
Description
技术领域
本发明属于虚拟仿真高等教学技术领域，尤其涉及一种融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统及方法。
技术背景
水利水电工程包括大中型水利水电枢纽、河道治理工程、水生态工程等内容，是国民经济和社会发展的基础产业。水利水电工程建设周期长、投资大、协作部门多，受自然资源、地形、地质、水文气象条件的影响很大，这对水利水电工程专业技术人才培养提出了更高的要求，应对新一轮的科技革命和产业变革。
水利水电工程项目管理是以工程项目为出发点、为中心、为归宿的管理方式，是水利类本科专业学习中非常重要一门学科。但由于该类工程项目多数位于偏远地域；学生实习成本高，安全问题突出；水电建设周期长，无法提供同一项目全生命周期的管理实训；授课形式主要以讲授为主，学生参与度低，具有很大的局限性。
为了让学生更好的掌握水利水电工程项目中组织管理、招投标与合同管理、进度管理、成本控制、施工阶段资源管理、质量管理与控制、职业健康安全管理与环境管理、风险管理、收尾管理等典型工程项目管理内容的基本方法，因此开展水利水电工程项目管理虚拟仿真实验是非常有必要的。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统及方法，解决了由于水利水电工程项目多数位于偏远地域；学生实习成本高，安全问题突出；水电建设周期长，无法提供同一项目全生命周期的管理实训；授课形式主要以讲授为主，学生参与度低的缺陷。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统，包括：应用层、仿真层、服务层、支持层、数据中心；
应用层：利用多媒体、大数据、三维建模和虚拟现实智能化手段，打造水利水电工程项目管理虚拟仿真实验平台，开发仿真晋级的考核操作模式，用户通过角色扮演的方式进入虚拟仿真平台，在工程中扮演管理者的角色，参与工程的全阶段管理，并在工程管理结束时，记录每步实验结果，生成实验报告；
仿真层：完成工程项目管理中虚拟仿真部分；
服务层：完成工程项目仿真模拟的后台服务；
支持层：完成虚拟仿真实验的软硬件安全等支持；
数据中心：处理所需的数据计算、调用等工作。
优选的，所述的仿真层，包括：可视化、建模与装配、仿真分析器；可视化指项目所需的虚拟设计、图形绘制；建模与装配包括场景构建、构件建模、构件装配。
所述的服务层，包括：实验教务管理、实验教学管理、理论知识学习、实验资源管理、实验智能指导、教学效果评估、实验自动批改、实验报告管理、师生互动交流、集成接口工具。
所述的支持层，包括：安全管理、身份认证、认证中心、访问控制、容器服务安全、服务容器、服务部署、服务监控、服务批处理、服务通知、数据管理、数据访问、数据缓存、数据转换、域管理、监控分析、日志统计、系统管理。
所述的数据中心，包括：用户信息、课程库、典型实验库、基础模型库、规划库、标准答案库、实验数据。
本发明还提供该融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统的实验方法，包括以下步骤：
步骤一：
用户完成注册进入平台，进行实名认证，提交必要用户信息；
步骤二：
用户完成注册后，将开始进入等级测试考核；
等级划分为技术员、副主任、主任、总工程师、项目经理五个等级，五个等级为从低到高的人才管理培养模式，每个等级又划分为初中高三个小的等级；
其中，每个等级主要以客观题进行考核，再考核完成后，用户可以迅速知道考核结果；
步骤三：
等级测试考核结束后，用户会得到一个所对应的技术等级，根据自身的等级开始各自的学习计划；
在学习计划中，将水利水电工程管理学科中的九大知识点分成15个小等级，根据每个等级的不同要求，让知识点融入中去，包括：项目组织管理、招投标与合同管理、进度管理、成本控制、施工阶段资源管理、质量管理与控制、职业健康安全管理与环境管理、风险管理、收尾管理；
步骤四：
每个小等级学习结束后进行考核，考核通过后，进入下一个级别，直至达到项目经理级别，完成水利水电工程管理的全阶段学习；
步骤五：
用户接入项目仿真沙盘，依据仿真实验沙盘的基本资料，建立管理项目部；
让用户置身其中进行岗位分工、角色扮演、事件处理；
根据真实案例建立的仿真沙盘，并根据实际岗位工作内容、业务流程、业务单据，结合与教学目标适配的业务规则，进行项目仿真管理运作，将实际工程虚拟仿真化；
步骤六：
在虚拟项目中完成项目管理的全阶段训练；
进行交互性操作步骤；
步骤七：
完成虚拟项目管理全阶段流程，生成考核报告，进行工程总结，提交心得体会；
步骤八：
完成对用户的工程管理能力进行评估，提交分析结论。
其中，步骤六中的所述的进行交互性操作步骤说明：
交互1：通过工程项目建议书和可行性研究报告，对工程项目经济评价及建设决策；
交互2：依据项目的难易程度、投资大小等因素，决定项目管理模式；
交互3：项目经理的素质要求考核，责、权、利的认知情况考察；
交互4：工程项目设计招标管理；
交互5：工程项目监理招标管理；
交互6：工程项目施工招标管理；
交互7：合同谈判；
交互8：施工准备、移民、水保、环保矛盾处理；
交互9，与交互10、交互11平行：工程进度过程控制；
交互10，与交互9、交互11平行：工程进度质量控制；
交互11，与交互9、交互12平行)：工程进度成本控制；
交互12，与交互13平行：合同管理，进度结算；
交互13，与交互12平行：信息管理；
交互14，与交互9、交互10、交互11平行：突发事件处理；
交互15：索赔管理；
交互16：分步分项验收；
交互17：完工验收；
交互18：审计及收尾；
交互19：工程移交及运行。
成果导向教育(outcomes-based education简称OBE)是指“清晰地聚焦在组织教育系统，使之围绕确保学生获得在未来生活中取得实质性成功的经验”。与知识结构、教师传授为主导的传统教育相反，OBE强调学生的预期学习成果的确定、达成方式以及达成度的评价。
实施OBE重点是要把握好三个关键问题：反向教学设计、以学生为中心的教与学的实施、持续改进的教学评估。
本发明充分利用多媒体、大数据、三维建模和虚拟现实等智能化手段，打造水利水电工程项目管理虚拟仿真实验平台，开发仿真晋级的考核操作模式，学生以角色扮演的形式进入平台，以客观基础知识题库、主观师生互动平台、项目仿真沙盘作为平台主要内容，将枯燥的书本学习向富有变化的实践操作转换，将从教师讲授向学生自主参与转变，该仿真实验平台建成后，不仅向本专业类学生开放学习，也将向社会上水利水电工程的管理者、建设者、设计者开放，将显著提升本科生的解决实际问题的能力，也将为我们基层水电建设者提供一个培训及交流的平台。
与传统的工程项目管理相比，本发明具有多种不同的优点：移动性、交互性和易操作性等，借助于实验平台各层的功能，增强学习体验，实现情景学习，创设心理沉浸，实现知识迁移，实现学生对水利水电工程建设管理的感受更加具体化，对项目管理中各个岗位、环节的作用及功能的感受更加具体化，代替了学生去实际单位的实习。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的实验步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统，自上到下依次包括：应用层、仿真层、服务层、支持层、数据中心；
应用层：利用多媒体、大数据、三维建模和虚拟现实等智能化手段，打造水利水电工程项目管理虚拟仿真实验平台，开发仿真晋级的考核操作模式，用户(学生、工作者)通过角色扮演的方式进入虚拟仿真平台，在工程中扮演管理者的角色，参与工程的全阶段管理，并在工程管理结束时，记录每步实验结果，生成实验报告；
仿真层：完成工程项目管理中虚拟仿真部分，包括：可视化、建模与装配、仿真分析器。可视化指项目所需的虚拟设计、图形绘制；建模与装配包括场景构建、构件建模、构件装配等。
服务层：完成工程项目仿真模拟的后台服务，包括：实验教务管理、实验教学管理、理论知识学习、实验资源管理、实验智能指导、教学效果评估、实验自动批改、实验报告管理、师生互动交流、集成接口工具等。
支持层：完成虚拟仿真实验的软硬件安全等支持，包括：安全管理、身份认证、认证中心、访问控制、容器服务安全、服务容器、服务部署、服务监控、服务批处理、服务通知、数据管理、数据访问、数据缓存、数据转换、域管理、监控分析、日志统计、系统管理。
数据中心：处理所需的数据计算、调用等工作，包括：用户信息、课程库、典型实验库、基础模型库、规划库、标准答案库、实验数据。
如图2所示，融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统的实验方法，包括以下步骤：
步骤一：
用户完成注册进入平台，本实验技术配合教学使用，需要进行实名认证，提交姓名、专业、性别、手机号、邮件等必要用户信息。
步骤二：
用户完成注册后，将开始进入等级测试考核。
等级划分为技术员-副主任-主任-总工程师-项目经理五个等级，五个等级为从低到高的人才管理培养模式，每个等级又划分为初中高三个小的等级。
其中，每个等级主要以客观题进行考核，再考核完成后，用户可以迅速知道考核结果。
步骤三：
等级测试考核结束后，用户会得到一个所对应的技术等级。根据自身的等级开始各自的学习计划。
在学习计划中，将水利水电工程管理学科中的九大知识点分成15个小等级，根据每个等级的不同要求，让知识点融入中去，包括：项目组织管理、招投标与合同管理、进度管理、成本控制、施工阶段资源管理、质量管理与控制、职业健康安全管理与环境管理、风险管理、收尾管理。
步骤四：
每个小等级学习结束后进行考核，考核通过后，进入下一个级别，直至达到项目经理级别，完成水利水电工程管理的全阶段学习。
步骤五：
用户接入项目仿真沙盘，依据仿真实验沙盘的基本资料，建立管理项目部。
让用户置身其中进行岗位分工、角色扮演、事件处理；
根据真实案例建立的仿真沙盘，并根据实际岗位工作内容、业务流程、业务单据，结合与教学目标适配的业务规则，进行项目仿真管理运作，将实际工程虚拟仿真化。
步骤六：
在虚拟项目中完成项目管理的全阶段训练(虚拟项目为独立考核项目，在平台中定期与不同形式出现)。
进行交互性操作步骤说明。
交互1：通过工程项目建议书和可行性研究报告，对工程项目经济评价及建设决策；
交互2：依据项目的难易程度、投资大小等因素，决定项目管理模式；
交互3：项目经理的素质要求考核，责、权、利的认知情况考察；
交互4：工程项目设计招标管理；
交互5：工程项目监理招标管理；
交互6：工程项目施工招标管理；
交互7：合同谈判；
交互8：施工准备、移民、水保、环保矛盾处理；
交互9(与10、11平行)：工程进度过程控制；
交互10(与9、11平行)：工程进度质量控制；
交互11(与9、12平行)：工程进度成本控制；
交互12(与13平行)：合同管理(进度结算)；
交互13(与12平行)：信息管理；
交互14(与9、10、11平行)：突发事件处理；
交互15：索赔管理；
交互16：分步分项验收；
交互17：完工验收；
交互18：审计及收尾；
交互19：工程移交及运行；
步骤七：
完成虚拟项目管理全阶段流程，生成考核报告，进行工程总结，提交心得体会。
步骤八：
完成对用户的工程管理能力进行评估，提交分析结论。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经根据如上所述的优选实施例描述了本发明，但是应该理解，这些实施例仅是说明性的，并且权利要求不限于那些实施例。鉴于本公开内容，本领域技术人员将能够进行修改和替换，这些修改和替换被认为落入所附权利要求的范围内。本说明书中公开或说明的每个特征可以结合在本发明中，无论是单独的还是与本文公开或说明的任何其他特征的任何适当组合。
Claims (7)
1.融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统，其特征在于，包括：应用层、仿真层、服务层、支持层、数据中心；
应用层：利用多媒体、大数据、三维建模和虚拟现实智能化手段，打造水利水电工程项目管理虚拟仿真实验平台，开发仿真晋级的考核操作模式，用户通过角色扮演的方式进入虚拟仿真平台，在工程中扮演管理者的角色，参与工程的全阶段管理，并在工程管理结束时，记录每步实验结果，生成实验报告；
仿真层：完成工程项目管理中虚拟仿真部分；
服务层：完成工程项目仿真模拟的后台服务；
支持层：完成虚拟仿真实验的软硬件安全等支持；
数据中心：处理所需的数据计算、调用等工作。
2.根据权利要求1所述的融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统，其特征在于，所述的仿真层，包括：可视化、建模与装配、仿真分析器；可视化指项目所需的虚拟设计、图形绘制；建模与装配包括场景构建、构件建模、构件装配。
3.根据权利要求1所述的融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统，其特征在于，所述的服务层，包括：实验教务管理、实验教学管理、理论知识学习、实验资源管理、实验智能指导、教学效果评估、实验自动批改、实验报告管理、师生互动交流、集成接口工具。
4.根据权利要求1所述的融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统，其特征在于，所述的支持层，包括：安全管理、身份认证、认证中心、访问控制、容器服务安全、服务容器、服务部署、服务监控、服务批处理、服务通知、数据管理、数据访问、数据缓存、数据转换、域管理、监控分析、日志统计、系统管理。
5.根据权利要求1所述的融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验系统，其特征在于，所述的数据中心，包括：用户信息、课程库、典型实验库、基础模型库、规划库、标准答案库、实验数据。
6.融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：
用户完成注册进入平台，进行实名认证，提交必要用户信息；
步骤二：
用户完成注册后，将开始进入等级测试考核；
等级划分为技术员、副主任、主任、总工程师、项目经理五个等级，五个等级为从低到高的人才管理培养模式，每个等级又划分为初中高三个小的等级；
其中，每个等级主要以客观题进行考核，再考核完成后，用户可以迅速知道考核结果；
步骤三：
等级测试考核结束后，用户会得到一个所对应的技术等级，根据自身的等级开始各自的学习计划；
在学习计划中，将水利水电工程管理学科中的九大知识点分成15个小等级，根据每个等级的不同要求，让知识点融入中去，包括：项目组织管理、招投标与合同管理、进度管理、成本控制、施工阶段资源管理、质量管理与控制、职业健康安全管理与环境管理、风险管理、收尾管理；
步骤四：
每个小等级学习结束后进行考核，考核通过后，进入下一个级别，直至达到项目经理级别，完成水利水电工程管理的全阶段学习；
步骤五：
用户接入项目仿真沙盘，依据仿真实验沙盘的基本资料，建立管理项目部；
让用户置身其中进行岗位分工、角色扮演、事件处理；
根据真实案例建立的仿真沙盘，并根据实际岗位工作内容、业务流程、业务单据，结合与教学目标适配的业务规则，进行项目仿真管理运作，将实际工程虚拟仿真化；
步骤六：
在虚拟项目中完成项目管理的全阶段训练；
进行交互性操作步骤；
步骤七：
完成虚拟项目管理全阶段流程，生成考核报告，进行工程总结，提交心得体会；
步骤八：
完成对用户的工程管理能力进行评估，提交分析结论。
7.根据权利要求1所述的融合OBE理念的水利水电工程项目管理仿真实验方法，其特征在于，步骤六中的所述的进行交互性操作步骤说明：
交互1：通过工程项目建议书和可行性研究报告，对工程项目经济评价及建设决策；
交互2：依据项目的难易程度、投资大小等因素，决定项目管理模式；
交互3：项目经理的素质要求考核，责、权、利的认知情况考察；
交互4：工程项目设计招标管理；
交互5：工程项目监理招标管理；
交互6：工程项目施工招标管理；
交互7：合同谈判；
交互8：施工准备、移民、水保、环保矛盾处理；
交互9，与交互10、交互11平行：工程进度过程控制；
交互10，与交互9、交互11平行：工程进度质量控制；
交互11，与交互9、交互12平行：工程进度成本控制；
交互12，与交互13平行：合同管理，进度结算；
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交互14，与交互9、交互10、交互11平行：突发事件处理；
交互15：索赔管理；
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