疫情期間基于BIM技術的線上教學實踐研究

葛翠萍 馮有良 馮曉慶

【摘? ? 要】本文首先介紹疫情期間高校線上教學的現狀，再結合BIM技術就落實“停課不停教，停課不停學”的總體要求，解決如何在教學環節運用BIM技術提升教學質量，強化教學過程管控問題。

【關鍵詞】線上教學? BIM技術? 教學質量

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.11.202

一、線上教學現狀

新型冠狀病毒全球肆虐，人們正常生產生活方式受到極大影響，全國各地嚴格疫情防控與推進復產復工多措并舉。當前態勢下，全國各大高校均未明確具體開學時間，為使受疫情影響的教學秩序、教學質量損失降至最低，教育主管部門提出“停課不停教，停課不停學”的總體要求，全國各地高校積極響應紛紛開展線上教學活動。

（一）前期在線課程建設較完善的高校，依托已有課程資源、建課經驗及教學管理經驗，線上教學效果良好

此部分高校積極響應教育主管部門號召，通過前期打造國家級、省級精品在線開放課程，打造“金課”淘汰“水課”，實施一流課程“雙萬計劃”積累了豐富的課程資源和建課經驗，且在線上教學管理過程中方法得當，取得事半功倍的效果。

（二）前期在線課程建設準備不足的高校，充分利用已有的在線課程資源，采取多種形式，也取得一定的教學效果

鑒于打造上述的各級精品課程需要一定的平臺、足夠的人力、物力、財力，過硬的教學團隊，以至于相當一部分高校沒有充足的相關資源。此部分高校需充分利用目前已有的成熟的線上課程資源，采用同步SPOC、異步SPOC等多種方式，結合自身學生層次和教學需求開展線上教學。

（三）線上教學面臨的重要問題是如何使學生積極主動地參與及提升教學質量

線上教學通過錄制教學視頻、上傳教學課件、布置隨堂作業及測驗等方式鼓勵和引導學生參與課程學習。對于自律性強、學習意愿主動的學生在線學習和課堂學習效果幾乎沒有差別;但是平臺數據也反映出部分學生未能按照時間要求參與學習。因此，線上教學的時空特殊性使得提高學生線上學習參與度，提升線上教學質量成為亟待解決的問題。

二、BIM技術及特點

BIM是Building Information Modeling（建筑信息模型）或者Building Information Management（建筑信息管理）的英文縮寫。BIM技術起源于20世紀70年代，進入21世紀開始廣泛應用于工程建設領域。BIM技術作為信息化技術在工程建設領域應用，是繼CAD技術之后工程建設領域的又一次變革。隨著物聯網技術、互聯網+的成熟與發展，以及建設智慧城市的需求，BIM技術必將發揮更加重要的作用。工程建設一線的設計、施工、監理企業急需熟練掌握BIM技術的畢業生，國內已有數所高校開設智能建造專業，培養行業急需人才。

BIM技術具有可視化、協調性、模擬性、優化性等特點。傳統的二維設計是通過平面圖、立面圖、剖面圖及節點詳圖等反映建筑產品的整體形態，直觀性、可模擬性、可優化性比較差且不具備可視化特點。BIM技術作為三維數字化技術克服了二維設計的上述缺點，使得項目各相關方基于同一個平臺進行全生命周期項目管理。尤其是對于建筑造型復雜、施工技術難度大、工程規模大的項目，應用BIM技術能夠更加高效、科學的解決設計、施工環節的諸多難題。

三、BIM技術在線上教學中的應用實踐

全國普通高等院校本科專業人才培養方案幾乎每兩年就會進行局部修訂，每四年整體修訂，及時迎合社會各個行業對專業人才的需求。以工程管理專業為例，2019年新修訂的人才培養方案中明顯增加了BIM技術課程的數量，且在基礎課程模塊、主干課程模塊、拓展課程模塊和實踐課程模塊中，對于相關課程教學內容也增加了BIM技術教學的要求。通過上述舉措力求達到《全國高等學校土建類專業本科教育培養目標和培養方案及主干課程教學基本要求——工程管理專業》指導意見中人才培養的各項教學要求。筆者結合疫情期間六個教學周的線上教學經歷，認為要做好以下幾個方面的工作來提高線上教學效果。

（一）將BIM技術融合到基礎課程教學環節

BIM技術通過應用不同的軟件實現三維設計、建造的思想，常用的軟件多達幾十種。高校的基礎課程大多安排在第1～4學期，這就意味著學生要在兩年左右的時間熟悉運用多種軟件。通過在相關課程的教學環節植入軟件學習內容，循序漸進地達到熟練應用的目的。建筑工程概論、畫法幾何、工程制圖與計算機繪圖、房屋建筑學等都屬于工程管理專業基礎課程，在上述課程中分別植入BIM技術發展、二維設計與BIM設計、相關軟件與建模方法。力爭用兩年左右的時間使學生掌握BIM技術思想及主要軟件。

（二）BIM技術在主干課程教學環節的應用

工程結構、土木工程施工、工程項目管理等課程屬于工程管理專業的主干課，也是該專業學生重點學習和掌握的最核心的專業知識。通過在基礎課程學習過程中打下的良好軟件基礎，線上教學環節可基于軟件操作來實現部分教學內容。在工程結構課程教學過程中，利用REVIT軟件構建不同基礎類型、梁、樓板、柱子等構件的三維模型并按照教學要求配置鋼筋，然后進行承載力計算和校核。土木工程施工課程教學環節，將構建好的三維模型導入NAVISWORKS軟件，結合編制好的施工進度計劃，生成4D進度控制模型，進行工程項目進度控制及不同施工方案演示。工程項目管理課程教學過程中，可利用BIM5D平臺進行具體項目案例的進度、成本、質量控制，及施工現場、工程材料、安全生產等方面的管理。利用具體軟件可以實現在操作過程中保存階段性成果，及讓學生分階段、分部分完成項目內容，保證了學生完成作業的獨立性，也便于教師及時掌握每個學生的學習情況。

（三）BIM技術在實踐課程教學環節應用

實踐教學學分占到專業全部學分的近30%，基礎課程模塊、主干課程模塊、拓展課程模塊的相關課程均安排課程設計，而且第7、8學期的生產與管理實習、畢業實習、畢業設計都屬于實踐教學。疫情期間畢業班的學生不能按時返校進行畢業實習和畢業設計的現場教學，為了確保學生能夠按時且高質量的畢業，線上教學過程中通過組建QQ群、微信群，及時掌握每個畢業學生的動態和畢業設計的進度情況。通過發布畢業設計任務書，讓學生按照任務書要求分階段、分步驟地提交開題報告、中期檢查等階段性設計成果。畢業設計過程中嚴格按照“一人一題一套圖紙”的要求，讓學生搭建建筑模型、結構模型、MEP模型。模型搭建完成指導教師審核階段性成果合格后，學生進入運用構建模型進行工程項目管理階段，解決進度、質量、成本控制的具體問題以及材料、合同、信息管理的問題，最終形成完整的畢業設計。通過運用BIM技術，使得指導教師能夠及時掌控每個學生畢業設計的進度和質量，可以對每個學生遇到的問題和實際情況進行針對性的指導，通過嚴格的過程控制確保實踐環節的教學質量。【本文是2018年教育部產學合作協同育人項目：“基于BIM技術的《工程結構》課程教學改革”的階段性研究成果之一】