基于BIM的土建類(lèi)識(shí)圖課程信息化教學(xué)改革探索

楊國(guó)利 王莘晴 杜佳芝

關(guān)鍵詞：建筑信息模型（BIM） 可視化 ?信息技術(shù) ?高職教育

圖紙是工程技術(shù)人員的語(yǔ)言，能夠熟練及正確識(shí)讀專(zhuān)業(yè)施工圖、能夠參與圖紙會(huì)審是土建專(zhuān)業(yè)高職畢業(yè)生必須具備的基本職業(yè)能力之一。施工圖識(shí)讀一直是土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)和難點(diǎn)。高職土建專(zhuān)業(yè)學(xué)生生源復(fù)雜，有普高生、單招生、對(duì)口中職生，也有文科生，還有理科生，他們的學(xué)習(xí)背景、基礎(chǔ)能力差異明顯，學(xué)生厭學(xué)現(xiàn)象普遍存在。對(duì)這些學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)識(shí)圖類(lèi)課程最大的難點(diǎn)就在于空間想象力不足，且傳統(tǒng)的教學(xué)方式不夠形象逼真。然而，基于專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，學(xué)校無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生在學(xué)校實(shí)訓(xùn)室全程模擬建筑施工過(guò)程，分散的工地資源也很難與教學(xué)計(jì)劃進(jìn)度相吻合。傳統(tǒng)識(shí)圖教學(xué)方法是從二維到三維的，教學(xué)效果較差。如何解決這些矛盾，在課堂教學(xué)中盡可能模擬真實(shí)的場(chǎng)景，保證教學(xué)質(zhì)量;如何讓學(xué)生成為課堂的主體，使其樂(lè)學(xué)、好學(xué)、會(huì)學(xué);如何培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的建筑類(lèi)合格人才，已成為當(dāng)下高職院校急需解決的迫切問(wèn)題。

BIM即建筑信息模型，是建筑行業(yè)顛覆性的變革，它三維可視、直觀、動(dòng)態(tài)。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的認(rèn)可和推廣，建筑業(yè)急需高校順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，培養(yǎng)出能夠解決工程實(shí)際問(wèn)題的BIM人才。BIM技術(shù)在大部分高職院校已經(jīng)受到重視，但是目前專(zhuān)業(yè)教學(xué)已嚴(yán)重滯后于行業(yè)發(fā)展需求。部分高校初步設(shè)置了一些BIM相關(guān)課程應(yīng)用于專(zhuān)業(yè)教學(xué)，但是尚未形成比較成熟而完整的課程體系。基于BIM技術(shù)的高職土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程改革還只是初步的，尚未形成系統(tǒng)的、有層次的、架構(gòu)合理的培養(yǎng)體系，研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少，因此，基于BIM技術(shù)的高職土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程改革研究與實(shí)踐亟待開(kāi)展。

信息化教學(xué)具有數(shù)字資源豐富、交流互動(dòng)即時(shí)、協(xié)同共建共享、碎片時(shí)間學(xué)習(xí)、開(kāi)放與個(gè)性發(fā)展等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

本文針對(duì)土建專(zhuān)業(yè)學(xué)生識(shí)圖學(xué)習(xí)普遍存在的難點(diǎn)問(wèn)題，以Revit建筑設(shè)備信息模型為載體，對(duì)土建類(lèi)識(shí)圖課程信息化教學(xué)的改革進(jìn)行研究，并將其應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，對(duì)實(shí)踐效果進(jìn)行分析，以期為土建類(lèi)識(shí)圖課程及相近課程教學(xué)改革提供參考。

一、教學(xué)分析

1.課程定位

高職土建識(shí)圖類(lèi)課程是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，一般在大一第一學(xué)期或者第二學(xué)期開(kāi)設(shè)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)全新的領(lǐng)域，同時(shí)也是引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入建筑領(lǐng)域的啟蒙課程，對(duì)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)效果將會(huì)影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。即如果在這門(mén)課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生能夠體會(huì)到學(xué)習(xí)的成就感、學(xué)習(xí)的樂(lè)趣以及學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)的愿望，那么在后續(xù)課程中，將會(huì)達(dá)到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

2.教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)重點(diǎn)

土建類(lèi)識(shí)圖課程知識(shí)目標(biāo)是使學(xué)生掌握建筑物的各個(gè)組成部分的構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)。能力目標(biāo)是使學(xué)生具備快速和正確識(shí)讀施工圖紙的能力。素養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和可持續(xù)發(fā)展能力。

3.學(xué)情分析與教學(xué)難點(diǎn)

高職土建識(shí)圖類(lèi)課程是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，一般在大一第一學(xué)期或者第二學(xué)期開(kāi)設(shè)。授課對(duì)象排斥一言堂、一本書(shū)的傳統(tǒng)教學(xué)模式;缺乏專(zhuān)業(yè)練習(xí)，識(shí)圖繪圖效率低;自主學(xué)習(xí)、自主探究意識(shí)缺乏，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力不足。另外，實(shí)際項(xiàng)目局部區(qū)域的隱蔽性、不可逆性以及CAD圖紙的二維局限性使學(xué)生難以全面觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)物。基于以上特點(diǎn)，確立教學(xué)難點(diǎn)為：工程案例平面圖、系統(tǒng)圖、詳圖轉(zhuǎn)換與對(duì)應(yīng);案例二維施工圖與實(shí)物對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換;學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力提升。

二、信息化教學(xué)改革策略

傳統(tǒng)識(shí)圖類(lèi)課程教學(xué)方法的不足：建筑物在施工圖紙中都是通過(guò)平面圖、立面圖、剖面圖和詳圖等二維方式來(lái)表達(dá)，傳統(tǒng)識(shí)圖教學(xué)也是需要學(xué)生從二維到三維，反復(fù)推敲平、立、剖、詳圖之間的關(guān)系，而且還會(huì)涉及與其他專(zhuān)業(yè)圖紙的交互對(duì)應(yīng)，這就要求學(xué)生具備較強(qiáng)的空間思維能力。但是多數(shù)學(xué)生空間思維能力比較弱，學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)“難教、難學(xué)”的局面。為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，突破教學(xué)難點(diǎn)，提出以下信息化教學(xué)改革策略。

策略一：課程以具體工程案例的CAD施工圖紙及對(duì)應(yīng)的BIM三維模型作為主要載體，以實(shí)用、夠用為原則，設(shè)置兩大基于工作程序的遞進(jìn)任務(wù)，驅(qū)動(dòng)教學(xué)即（課堂任務(wù)）識(shí)讀實(shí)際工程項(xiàng)目CAD施工圖紙，（課后拓展任務(wù)）基于工程項(xiàng)目案例建立BIM三維信息模型、生成剖面圖、明細(xì)表和漫游動(dòng)畫(huà)等。

策略二：BIM三維信息模型和漫游動(dòng)畫(huà)，三維可視化，實(shí)現(xiàn)具象認(rèn)知，降解知識(shí)難點(diǎn)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)二維圖紙和三維模型，平面圖、系統(tǒng)圖的相互轉(zhuǎn)換，在學(xué)生的參與中輕松解決識(shí)圖重難點(diǎn)問(wèn)題。手機(jī)學(xué)習(xí)即e建筑快速看圖看模型，掃描二維碼查看百度云盤(pán)學(xué)習(xí)資源，使學(xué)習(xí)不受時(shí)間、空間限制，提高學(xué)習(xí)效率。

三、信息化教學(xué)實(shí)施過(guò)程

1.課前

教師設(shè)計(jì)和布置學(xué)習(xí)任務(wù)，準(zhǔn)備學(xué)習(xí)資源，并發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，要求學(xué)生結(jié)合教材、學(xué)習(xí)資源、網(wǎng)絡(luò)，自學(xué)中央空調(diào)系統(tǒng)組成、理解其工作原理、用CAD軟件繪制原理圖并提交到云班課。學(xué)生登錄教學(xué)平臺(tái)，領(lǐng)取學(xué)習(xí)任務(wù)。小組協(xié)作完成任務(wù)。同時(shí)，教師評(píng)價(jià)學(xué)生預(yù)習(xí)成果，并準(zhǔn)備工程案例的Revit模型和漫游視頻。

2.課中

首先，教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生課前預(yù)習(xí)任務(wù)完成情況;通過(guò)圖片引導(dǎo)鞏固學(xué)生自學(xué)成果，明確中央空調(diào)系統(tǒng)工作原理;通過(guò)電子教室發(fā)放示例案例CAD圖紙和Revit模型，學(xué)生觀看Flash動(dòng)圖，以組為單位分析基本構(gòu)造形式及其相對(duì)位置。

接著，教師通過(guò)電子教室向?qū)W生發(fā)放課堂識(shí)圖任務(wù)，學(xué)生分組討論進(jìn)行初讀，并總結(jié)和記錄初讀過(guò)程中存在的問(wèn)題。

然后，教師通過(guò)Revit信息模型和Navisworks漫游視頻演示建筑內(nèi)部的三維布局，幫助學(xué)生建立直觀的感性認(rèn)知;利用Revit三維可視化，結(jié)合剖面框工具、多視口對(duì)應(yīng)等方式幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)三維模型與二維圖形的自由切換，幫助學(xué)生解決識(shí)圖問(wèn)題，突出教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)。

最后，學(xué)生基于BIM三維模型完成任務(wù)書(shū)內(nèi)容并提交結(jié)果。

3.課后

教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布單元測(cè)試題和拓展案例施工圖紙，學(xué)生獨(dú)立完成單元測(cè)試;各小組以抽簽方式領(lǐng)取拓展任務(wù)，在讀懂圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行中央空調(diào)系統(tǒng)Revit模型及對(duì)應(yīng)漫游動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)建，并提交成果。通過(guò)三維模型進(jìn)一步鞏固和促進(jìn)提升識(shí)圖能力，同時(shí)也提升學(xué)生的BIM操作技能，使學(xué)生能力全面提升。

教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上提供配套的BIM操作小視頻、模型資源、二維碼、專(zhuān)家連線等，學(xué)生在課后復(fù)習(xí)和拓展環(huán)節(jié)遇到困難可點(diǎn)擊相關(guān)資源和鏈接有針對(duì)性地解決問(wèn)題。模型無(wú)法完全取代建筑實(shí)物，為進(jìn)一步建立健全課程資源庫(kù)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生收集整理建筑物及其構(gòu)建模型及其對(duì)應(yīng)實(shí)物圖，學(xué)生作為課程資源的建設(shè)者，不僅鞏固了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)了其自主學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能力，使學(xué)習(xí)過(guò)程更有成就感。

另外，可通過(guò)成立識(shí)圖社團(tuán)或者識(shí)圖興趣小組，以學(xué)校BIM大師工作室為依托，與施工單位、科研院所及軟件開(kāi)發(fā)公司等進(jìn)行合作，師生共同參與企業(yè)項(xiàng)目，共同推動(dòng)BIM技術(shù)在高職土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)“落地”，使基于BIM的土建識(shí)圖類(lèi)課程教學(xué)與行業(yè)需求對(duì)接。

四、信息化教學(xué)考核評(píng)價(jià)

課程采用過(guò)程性考核方式，分為學(xué)生自評(píng)、互評(píng)和教師總評(píng)的方式，課前、課中、課后加權(quán)平均結(jié)合亮點(diǎn)加分計(jì)取平時(shí)成績(jī)，使學(xué)生實(shí)時(shí)了解自己的成績(jī)與排名，及時(shí)查漏補(bǔ)缺。學(xué)生情況得以及時(shí)反饋，能夠讓教師根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)整教學(xué)并督促學(xué)習(xí)。

激勵(lì)機(jī)制為，積極參與課程資源建設(shè)的學(xué)生、樂(lè)于幫扶他人以及模型作品評(píng)價(jià)較高的小組可以得到額外加分，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

五、小結(jié)

本文以建筑信息模型為載體，將BIM技術(shù)有機(jī)融入土建類(lèi)識(shí)圖課程教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)了建筑構(gòu)造的具體化、直觀化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)景漫游，增加了學(xué)生的感性認(rèn)知。學(xué)生通過(guò)模型觀摩漫游認(rèn)識(shí)構(gòu)造，通過(guò)圖紙生成、模型剖切等方式，完成三維模型到二維圖紙的轉(zhuǎn)換，既實(shí)現(xiàn)了建筑物的真實(shí)模擬，又實(shí)現(xiàn)了課程知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)的融會(huì)貫通，三維建模過(guò)程可進(jìn)一步提高和鞏固學(xué)生圖紙識(shí)圖、辨圖能力、空間想象能力。此外，識(shí)圖、建模等小組協(xié)作任務(wù)有效培養(yǎng)了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。信息化教學(xué)手段的應(yīng)用，線上線下師生互動(dòng)，師生共建課程資源，課前、課中、課后的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，既增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的交互性、趣味性、成就感，又拓寬了學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)空，形成了較為科學(xué)合理的教學(xué)改革實(shí)施方案。整個(gè)教學(xué)過(guò)程形成學(xué)生識(shí)圖能力培訓(xùn)模式，循序漸進(jìn)，符合認(rèn)知規(guī)律，能夠有效實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，突破教學(xué)難點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣榮. BIM 技術(shù)融入建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的探索[J].教育現(xiàn)代化，2017（28）.

[2]劉鎮(zhèn).“互聯(lián)網(wǎng) +BIM”支撐下的高職土建類(lèi)課程混合式教學(xué)融合與創(chuàng)新[J].遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018（20）.

[3]方雪珠.基于BIM的建筑識(shí)圖能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].山西建筑，2018（44）.

[4]韋婷婷.淺談BIM在職業(yè)晚枝中工程造價(jià)技術(shù)人才培養(yǎng)[J].施工技術(shù)，2016（11）.

[5]韋婷婷.運(yùn)用BIM技術(shù)的建筑識(shí)圖與構(gòu)造課程教學(xué)改革探究[J].山西建筑，2017（43）.

（作者單位：四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院）