1+X證書制度下給排水工程識圖課程改革探究★

梅 鋼

(武漢交通職業學院，湖北 武漢 430065)

1 1+X設備類專業概述

1+X證書制度主要是將畢業證書和職業技能等級證書結合起來，實現教學和考證互相融合、互相促進的一種方式[1]，其目的在于培養智能化時代所需要的復合型技術技能人才。與建筑設備類課程相匹配的證書是建筑信息模型(BIM)中級建筑設備類專業應用，建筑設備類專業包括給排水、消防、采暖、電氣、通風空調、弱電等專業，覆蓋的專業面廣、涉及的課程多，而且各個專業之間又存在交叉現象，和土建、裝飾專業還需要協調配合。為了做好建筑設備類課程與BIM等級證書的銜接，實現1+X課證融通，就必須在課程中植入BIM，將BIM技術與課程融合。利用BIM技術使學生更直觀地理解課程內容，掌握相關專業技能，也能更好地應對BIM考核。1+X(BIM)中級設備主要考核建筑設備專業方向的BIM建模、管線的碰撞檢查和深化設計、施工方案和設備運行模擬等，在具備基本建模施工圖識讀和BIM建模能力后，需要加強設備圖紙的識讀和BIM建模能力，通過水、電、暖各專業與土建模型之間的碰撞檢查，做出管線綜合分析并進行優化設計。

2 《給排水工程識圖》課程教學存在的問題

1)授課內容滯后。給排水工程識圖課程還是以傳統的識別給排水圖紙為主，教師對一套給排水施工的設計說明、圖例、平面圖、系統圖、詳圖等進行分析，讓學生認識給排水各個衛生器具的圖例、看懂平面圖和系統圖、讀懂給排水管道的管徑和標高等內容，一般學生很難掌握基本的看懂圖紙的能力，對于圖紙中管道的空間走向、衛生設備的實體特性理解起來很困難，學生很難將平面的圖紙與三維的實體產生關聯。而BIM技術的運用剛好可以很好地彌補這個問題，因此有必要將BIM證書制度融入到給排水課程中去進行改革。

2)教學方法單一。給排水工程識圖教學主要采用傳統的書本理論知識和工程實際案例結合的方式，教師以多媒體展示PPT課件、施工圖紙、管道及衛生設備圖片、施工動畫、現場施工視頻，學生主要以觀看多媒體為主，對于給排水專業中給排水流程、給水方式、連接形式等很難進行參與設計，不能切身融入到專業知識的剖析、模型的搭建、問題的查找過程中去。對于學生來說，缺少參與、互動，完全單一地去看圖識圖是比較枯燥乏味的，很難把老師所講的專業知識吸收到。

3)非過程化考核。傳統的課程考核方式就是教師通過平時課堂的考勤、問答、作業以及線上學習組成，期末考試以傳統紙質試卷考核為主，學生根據給定的圖紙回答相應的問題。傳統考核方式很少注重學生平時學習情況的跟蹤了解，會導致學生存在知識掌握不扎實、對專業理解深度不夠的弊端，教師很難去掌握學生的動態學習狀況。

3 BIM技術應用于《給排水工程識圖》課程教學

3.1 課程體系任務分解

我們將給排水工程識圖分解為以下幾個任務：

任務1：識讀衛生器具及其屬性；任務2：識讀給排水管道及其屬性；任務3：識讀某建設工程項目給排水工程給排水平面圖和系統圖。

3.2 Revit模型搭建

以某建設工程項目給排水工程為例，利用Revit軟件搭建部分該工程給排水模型，如圖1所示，模型搭建好后將以三維立體模型展示給學生。在任務1執行過程中，通過觀察圖1給排水模型可以認識工程中的洗臉盆、立式小便器、坐式大便器、蹲式大便器、拖布池、地漏、清掃口等衛生器具，了解其衛生器具的形狀、安裝高度、材質、安裝位置等屬性值。在任務2執行過程中，通過觀察圖1模型中管道的布置位置及方式，可以了解到給排水管道的管徑、長度、材質、安裝高度以及管道與衛生器具的連接形式等屬性值。在通過模型識讀不同的衛生器具、給排水管道后，再重新識讀CAD圖紙，在圖紙中確定衛生設備、管道的平面位置以及屬性值，通過模型與圖紙結合的方式來達到熟練識圖的目的。

學生通過提前打開教師下發的Revit給排水模型，對照CAD圖紙，按照給排水水流的方向逐項去識別圖紙中的衛生設備和管道，在讀懂CAD圖紙的前提下利用Revit軟件重新進行建模[4]，模型搭建的過程是考驗學生前面識圖能力的一種很好的方式，教師通過學生搭建模型的準確性來判斷學生掌握專業知識的情況。學生最終要求完成整個項目工程的給排水模型，如圖2所示。

3.3 Navisworks情景模擬

利用Navisworks軟件的動畫制作、漫游、施工模擬功能[5]，可以將前面使用Revit搭建好的給排水模型以動畫視頻的形式生成，學生借助手機、平板等工具通過掃二維碼讀取模型動畫，讓學生近距離操縱和觀察模型，會帶給學生身臨其境的感受，激發學生對專業的興趣，同時加強學生吸收消化課堂知識的程度。將Revit給排水模型導入到Navisworks軟件中去，利用軟件的漫游功能，可以清楚近距離地觀察項目工程中給排水管道的空間走向情況，各個衛生設備的放置位置以及衛生設備如何與管道連接的，如圖3所示。而且可以切換觀察的模式為實體渲染和著色，讓管道及衛生器具以實體形式呈現在眼前，通過視點保存的方式來顯示整個項目工程的給排水模型，如圖4所示。

通過Navisworks軟件可以將模型進行渲染轉換成實體形式，同時將純粹的文字描述轉換成動態的情景模擬[6]，完成了由平面教學過渡到立體教學、課本教學過渡到信息化教學的改革。

4 《給排水工程識圖》課程改革

4.1 BIM融入專業課程

結合目前高職院校開設的給排水識圖課程以及BIM證書考評大綱需要，將BIM應用系統性地嵌入原有課程方案，重視理論與實踐結合，重新調整后的給排水工程識圖課程的教學內容方案見表1。

表1 BIM融入《給排水工程識圖》課程方案

在課程教學內容中課證融通內容包括補修和強化兩種方式，補修是指在原有的課程體系中新增能夠滿足BIM中級設備專業應用的技能，強化是指通過BIM獨立設課和BIM融入專業核心課程及實訓課程的方式實現課證融通。

4.2 BIM豐富課程教學

1)傳統與BIM現代化授課方法結合。授課方法的正確選擇能促進教師與學生之間更好地信息交流，傳統手段與BIM現代化手段各有優勢，要合理地去選擇。《給排水工程識圖》中給排水系統的基礎知識、組成、分類、給水方式等知識，教師可以采取傳統的信息化+板書的方式來進行講解，學生可以依據教材更快地去接受和消化。在后期的工程施工圖識讀教學過程中，教師可以運用BIM技術手段來輔助教學，借助Revit，Navisworks等相關的BIM軟件來搭建模型、碰撞檢查、優化管線、制作動畫、模擬施工，學生通過掃碼的方式可以在手機上進行觀察、識讀等操作。通過傳統與BIM現代化教學方法結合，能夠極大地提高學生的學習興趣，增強能力的提升。

2)識讀圖紙化難為簡。給排水施工圖的識讀是《給排水工程識圖》的一個教學重點，熟練識讀給排水圖紙是學生能夠進行后期的算量、建模工作打下基礎的保障，利用Revit軟件對給排水管道、衛生器具、附件等進行參數化設置，可以讓學生切身接觸管線的設計過程，對管道管徑、標高、材質、顏色等的設置可以讓學生更加直觀地觀察管道變化情況，從而更加加深了對整個系統的理解程度。利用BIM技術可以提高學生學習效率，加深對課程內容的理解。

3)鞏固傳統教學手段。《給排水工程識圖》課程中的給排水基礎知識以及給水方式的講解中，利用傳統的信息化教學手段按照給水的路徑逐步進行描述，可以更好地幫助學生理清思路，理解給水與管道變化的關系，以及管道上一些閥門、法蘭等附件的作用，讓學生能跟隨老師的思路靈活分析理解問題。

4.3 課程考核方式改革

《給排水工程識圖》傳統的考核方式為圖紙+試題的方式，給定學生紙質的給排水圖紙，通過識讀圖紙來回答試題中相應的問題，試題內容大多為問答題的形式，這種方式能夠考察學生基本知識點的掌握程度，但是對于專業知識的靈活運用起不到考察的目的，同時也不能應對BIM中級設備證書的考核要求。在傳統考核方式的基礎上添加BIM應用，考察的方式可以通過機考來實現，可以給定學生電子施工圖紙及試卷，試卷內容包括理論和實操兩部分。其中理論部分包括單選、多選、判斷、填空等題型，主要考察給排水識圖的理論知識，考察學生對于課本知識的掌握程度，可以設置40%的分值；實操部分主要為建模題，可以要求學生搭建圖紙某個區域或者局部的模型，模型內容可以涵蓋衛生器具、給排水管道、閥門法蘭等構件的繪制及其屬性值的設置，通過學生模型搭建的準確性和完整性來給定分數，可以設置60%的分值。

5 結語

1+X證書制度是職業教育基本制度的一次重要變革，對于傳統課程的革新有很大的促進作用，本文主要以《給排水工程識圖》課程為例，分析該課程在內容、方法、考核方式中存在的教學問題，將BIM引入課程教學中去，運用Revit和Navisworks軟件搭建模型的優勢來輔助教學，達到優化教學的目的。將BIM中級設備證書融入到課程教學中去，開設BIM獨立課程，利用BIM技術引領信息化課程教學，制定給排水識圖的課程教學方案，實現課證融通的目的。