高職《基礎工程施工》信息化教學設計與實踐

朱艷麗

【摘要】將信息化資源融入《基礎工程施工》課程中，利用BIM技術、虛擬仿真技術等信息化教學手段優化教學過程與效果，遵循“展示任務，激發興趣→分析任務，提出問題→解決問題，知識構建→效果評價，完善認知”的思路，對基礎工程施工課程中的 “土方工程施工”這一教學單元進行信息化教學設計。

【關鍵詞】基礎 施工 土方 信息化 設計

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）31-0243-02

國務院《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》高瞻遠矚地提出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視。”，為了利用信息化教學手段優化高職專業課程教學過程與效果，本文以《基礎工程施工》課程中“土方工程施工”這一教學單元為例進行信息化教學設計。

一、課程基本情況介紹

《基礎工程施工》課程是高職院校建筑工程技術專業的專業核心課程，通常開設在第二學年，授課對象為該專業二年級學生。內容主要包括巖土工程勘察、土方工程施工、基坑支護工程、淺基礎設計與施工、樁基礎設計與施工、地基處理等，具有很強的實踐性。為實踐信息化手段在課堂上的應用，以“土方工程施工”為例來進行教學設計，目的是達到教學過程與效果的優化，促進高職建筑工程技術專業課程教學改革。

二、主要采用的信息化手段

本門課理論知識的講授主要安排在多媒體教室，授課資源主要包括PPT課件、施工圖片、施工視頻等，采用的信息化手段主要為BIM技術和虛擬仿真技術。

1.應用BIM技術制作土方開挖施工動畫

（1）通過全站儀或GPS測量出場地高程點坐標文件存為txt格式，并將其導入Autodesk Revit軟件中去，利用Revit中的場地選項建立場地表面模型。（2）通過測量的坐標確定出基坑的位置，用建筑地坪命令創建出一個基坑模型，同時將土方開挖機械等族文件通過場地構件的方式載入到基坑模型中。（3）在Revit中應用“樓板”來建立基坑內土方模型，需將樓板的材質改為土層，由實際土方開挖的順序逆向建立土方模型。（4）將Revit中建立的模型導入到Navisworks中，利用Animator命令創建動畫，先后捕捉挖掘機、卡車等場地構件，用旋轉、平移等命令來模擬出施工機械工作的動畫。同時也可以制作視點動畫和漫游動畫，后期處理時與施工機械動畫一起添加到Timeliner中，使制作出來的動畫更具畫面感，可以全方位地展示施工現場。

2.虛擬仿真技術的應用

土方工程施工內容中，針對挖方和填方的區域進行劃分對于初學者來說往往比較抽象，借助虛擬仿真實訓模塊中的地基與基礎施工工藝仿真系統來創設逼真的工作環境，提供真實的土方開挖施工場景，帶領學生進入虛擬仿真施工環境，使其深刻體驗到達實際施工現場進行實踐學習的效果，讓學生身臨其境的體會土方開挖完成后的感覺。應用虛擬仿真技術一方面可以提高學生的學習興趣，通過逼真的教學情景使學生更好地理解教學內容，提升其理論知識水平和實踐操作技能，另一方面虛擬場景具有極強的真實性，操作簡便并可重復演示，且課后可再自學，教學優勢凸顯，能夠提高學生的綜合素質。

三、教學過程設計

運用BIM技術、虛擬仿真等信息化教學手段，在遵循學生認知規律的前提下，以實際工程項目為載體，按照“展示任務，激發學生的興趣→分析任務，提出問題→解決問題，進行知識的構建→效果評價，完善認知”這樣一個循序漸進的思路來設計教學過程。

1.展示任務，激發興趣

展示實際工程項目的土方開挖任務書，通過實際工程的總體概述，針對基本情況和工程特點，給出土方開挖作業的任務，然后讓學生根據自己已有的經驗思考并討論：土方開挖都有哪些工作？日常生活中見到過的土方開挖機械有哪些？你認為的施工流程應該是什么樣的？然后通過觀看施工圖片和施工視頻來激發學生的興趣，使其對土方開挖的施工內容有個感性認識。

2.分析任務，提出問題

帶領學生共同分析要完成土方開挖施工需要做哪些工作，將整個開挖過程分解成一個個小任務：開挖前施工準備工作，比如清除障礙物、平整場地等；測量放線，定出基坑基槽的位置；當開挖深度較大時，確定放坡坡度；若地下水位較高，要進行降水；然后開挖時，需要采用機械；為減少對土體的擾動，還需要人工修幫、清底；開挖完成后質量還要符合標準。那么這些小任務要環環相扣，能夠滿足土方開挖總任務書的要求。最后再給出大概施工工藝流程，使學生對施工過程有個整體的認識。

3.解決問題，認知建構

根據分解出的小任務，讓學生發揮主觀能動性，主動探究問題，從而引出教學內容，這也就是認知建構的過程。接下來，按照施工工藝流程，充分利用信息化資源和手段，順次講解土方開挖施工的知識點，讓學生在不知不覺中學習新知識，并不斷的發現問題，解決問題。

4.效果評價，完善認知

根據任務展示中給出的具體工程土方開挖任務，讓學生按要求自行或合作交流的方式完成土方開挖施工方案的編制，并進行自評和互評，然后教師根據學生的編制情況，來評價學生對所學知識和技能的掌握程度以及實際應用情況。最后再給學生展示施工企業編制的實際工程施工方案，讓學生自己比較總結，這有利于知識的再現鞏固，使學生養成良好的學習習慣，讓學生體驗成功，增強自信心。

四、結語

將信息化教學應用于《基礎工程施工》課程的教學設計中，使用現代信息技術和信息資源充分調整優化教學過程，讓信息化手段輔助整個教學，突破教學重點難點，能夠充分調動學生的學習積極性，教學整體設計具有想象力和個性表現力，職業教育特色鮮明，使其能夠在其余建筑施工類課程中起到示范、推廣作用。

參考文獻：

[1]韋慶翠，張衡鋒.基于信息化教學的高職《園林工程》課程教學設計探析—以“土方工程”教學單元為例[J].教育現代化.

[2]劉芳，莫品疆，梁承龍.虛擬仿真技術的教學應用研究—以高職《建筑施工技術》課程為例[J].職業教育

[3]張俊娟，穆卓輝，張朝暉.信息化教學手段下高職專業課程教學設計——以“隧道施工技術”課程為例[J].繼續教育.2015年第10期endprint