基于BIM-FILM的建筑施工技術課程改革研究

韓記 陳倩

（西南財經(jīng)大學天府學院，四川 綿陽621000）

0 引言

（1）建筑施工技術課程概況：

在整個課程建設過程中以工程造價專業(yè)培養(yǎng)目標和學生的實際為核心，工程施工工藝部分的教學要保證學生能學以致用，教學內(nèi)容以必需及夠用為度，包括建筑工程中主要工種施工工藝、施工方法及施工中的新技術、新材料、新工藝的發(fā)展和應用。學習的目標是學生能夠利用工程施工技術知識指導工程施工的全過程施工管理工作及從事其他工程相關崗位工作，并且通過進一步的學習和實踐，積累崗位發(fā)展能力，為從施工員崗位向項目經(jīng)理和工程師崗位晉升奠定理論和技能基礎。

（2）傳統(tǒng)教學的不足：

建筑施工技術是一門綜合性、工藝性、實踐性以及操作性強的專業(yè)核心課。學生學習的過程中強調(diào)理論聯(lián)系實際以及對知識綜合運用的能力。學生在學習本門課程時，對理論知識的學習需要花費大量的精力和時間，并且還不能完全理解和吃透課程抽象的知識點。

1）教學手段有待完善。課堂教學主要是教師利用多媒體并結合板書對理論知識進行講解，過程中加入施工案例、圖片、視頻、動畫等。然而，多媒體教學的問題也比較多，如多媒體教學往往重形式、輕內(nèi)容，課堂上聲、光、像、圖過度堆砌，缺乏系統(tǒng)性，視頻資源不連貫[1]。再加上教學仍是以教師為主體，學生被動接受，這種傳統(tǒng)模式學生參與度不夠，無論從主觀和客觀心理上都難以接受。對知識的掌握和理解都不能達到預期的效果，雖然教師和學生共同努力，但是學生的成績?nèi)匀浑y以提高。

2）實訓教學困難。建筑施工技術課程的理論知識需要應用于實踐，那么實訓是必不可少的環(huán)節(jié)，但是實訓環(huán)節(jié)存在很多不足：本門課程的實驗基地大多數(shù)是在建工地，一方面，由于建筑工程的建設周期都比較長，工程量大，學生不能完整參觀學習建設工程的全周期的施工內(nèi)容；另一方面，由于考慮到學生的人身安全，學生的現(xiàn)場學習僅限于參觀，不能動手實驗，所以施工現(xiàn)場的實習效果不佳。對學校而言，無論是從經(jīng)費還是課時的安排都是有限的。學生自主選擇實施單位，教師無法對每個學生的實習過程進行跟蹤，難免有學生對實習敷衍了事，更難達到預期效果。

1 BIM-FILM技術理論基礎

為提高教學效果，解決學生難題，本文研究了在建筑施工技術課程的教學過程中應用BIM-FILM作為新型教學手段。該軟件的操作界面簡潔、制作流程清晰，包括：地形地貌—施工部署—施工模擬—環(huán)境部署—成果輸出。模型庫內(nèi)容完全滿足在校學生的學習要求，包括：施工素材庫、主題構件庫、企業(yè)CI庫、樣板節(jié)點庫、案例庫。BIM-FILM可制作施工過程動畫，通過變換鏡頭角度，可將施工細節(jié)表現(xiàn)到位，學生接受度高易理解。

BIM-FILM虛擬仿真技術具有動態(tài)性、經(jīng)濟性、高效性等多種優(yōu)點，只需要利用一臺計算機就能完成對仿真模擬的全部操作，成本比較低廉。該技術很好地彌補了教材圖片靜止的不足，將施工過程通過動畫的形式形象生動地表現(xiàn)。利用BIM-FILM虛擬仿真技術可將施工技術各工種工程的完整施工工藝以動畫的形式展現(xiàn)，學生更容易接受難點知識，再加上學生自行利用軟件制作進一步鞏固和豐富了知識。BIM-FILM可對各項施工技術逐項分解，同時通過改變調(diào)整攝像機視角，可三百六十度地觀看動畫演示，施工過程中的難點、重點清晰可見，學生學習難度大大降低。

本文以西南財經(jīng)大學天府學院專科建筑工程管理專業(yè)為研究對象，將傳統(tǒng)教學與BIM-FILM技術相融合，很好地解決了以下四方面問題：課堂理論教學形式單一、內(nèi)容枯燥；施工現(xiàn)場的安全問題；施工內(nèi)容銜接問題；學校實驗室設備短缺。

2 BIM-FILM技術在建筑施工技術教學中的應用

建筑施工技術教學設計是基于施工員崗位技能要求，以集水井施工方案為載體，采用任務驅動的教學方法，借助超星泛雅教學平臺和線下教學混合模式，利用三維動畫軟件BIM-FILM結合實驗室設備化解教學重難點。

2.1 課前預習

教師課前將PPT、落地式腳手架施工方案、動畫制作等資料提供給學生，學生可提前預習，提前熟悉課堂內(nèi)容，以提高課程的學習效率。

2.2 課堂教學

2．2．1 以具體工程引入

安排學生閱讀學習課前提供的落地式腳手架施工方案的編制內(nèi)容，包括編制依據(jù)、工程概況、落地式腳手架設計與施工、施工流程、安全文明施工。

2.2.2 理論知識教學

落地式腳手架的具體施工工藝為：平整場地—確定腳手架位置—鋪設墊板—鋪設掃地桿—搭設拋撐—設置水平桿—密布安全網(wǎng)—采用搭接或多接的方式鋪設剪刀撐。教學方式為利用PPT對施工工藝中的每一個步驟進行講解，包括怎么做、用什么機械、注意事項、安全文明施工等內(nèi)容。為了讓學生更直觀地掌握知識點，可利用BIM-FILM建設工程立體知識云庫中地建筑施工技術里面的集水井施工動畫輔助教學。

2．2．3 BIM-FILM動畫制作

首先，向學生講解BIM-FILM軟件平臺的組成部分，并根據(jù)集水井施工工藝流程中提示的步驟依次講解：布置現(xiàn)場環(huán)境添加一些辦公樓，食堂，護欄等設施后，添加測量員和測量儀器通過精確的放線確定腳手架位置后測量員和儀器一并消失，鏡頭移到墊層位置，同時給鋪設木墊板一個特寫標注長度不小于兩跨，厚5厘米，寬20厘米，然后鋪設橫向掃地桿與縱向掃地桿，拉遠鏡頭，給掃地桿的鋪設一個鏡頭（此時縱向掃地桿鋪設完成），切換鏡頭給縱向掃地桿和直角扣件的搭接一個特寫且標注出之間，距離不應大于200毫米，此時添加一名工人輔助直角構件的搭接，然后工人消失，拉遠鏡頭，給上部直角構件的搭設一個鏡頭（所有直角構件鋪設完成），在拋撐上固定旋轉扣件時切換鏡頭角度，將拋撐與地面的夾角為四十五度這個點體現(xiàn)出來。又切換鏡頭到連接點的中心與主節(jié)點的位置，標識出他們之間的距離不大于300毫米，切換鏡頭，點擊立桿和水平桿的布置，并按照出現(xiàn)順序設置延時動畫，給水平方向的不同步與不同跨的接頭一個特寫鏡頭，添加500毫米的尺寸標注。添加1/3縱距的顯示。然后拉遠鏡頭，給腳手板的鋪設一個鏡頭，要確保腳手板的鋪設鋪穩(wěn)鋪滿，初步腳手架雛形搭設完成，切換鏡頭根據(jù)施工進度密布安全網(wǎng)，在構件中載入剪刀撐并插入到相應位置，然后拉近鏡頭給每道剪刀撐之間的寬度一個特寫。

2．2．4 現(xiàn)場實際操作

針對如砌筑工程這些知識點的教學就可以按照案例講解—理論教學—仿真演練—實際操作的教學模式進行。部分教學內(nèi)容無法提供現(xiàn)場實際操作的機會，如集水井、地下大型土方開挖、井點降水等，一方面是考慮到學生的人身安全，一方面是實驗器材造價過高，針對這些知識點利用BIM-FILM動畫制作就很好地彌補了無法進行現(xiàn)場實際操作的傳統(tǒng)教學缺陷。

2.3 課后鞏固

課后學院舉辦BIM-FILM校級賽。首先由學生自行組隊通過BIM-FILM官方網(wǎng)站進行登記報名。動畫制作時間為五天，最后小組提交作品并講解。聘請該門課程的教師團隊作為評委，從施工場景布置、知識點的嚴謹度、時間觀念、動畫的視覺效果、虛心學習、小組整體精神風貌進行點評。

2.4 BIM-FILM教學建設中存在的問題

2．4．1 教師團隊的專業(yè)性問題

為了提高教師的業(yè)務能力，該院BIM-FILM 實驗教學中心制定了教師軟件使用技術培訓相關措施，定期對教師進行校內(nèi)或者校外的虛擬仿真技術培訓。定期聘請睿格致公司軟件工程師來給相關的專業(yè)課任課教師進行BIM-FILM軟件的操作應用等知識，以確保教師上課期間能夠應用該軟件。由于該軟件是建筑施工技術課程的輔助教學工具，并未形成一門獨立的課程，所以教師課后很少會花時間去練習BIM-FILM軟件的使用。這就導致大部分教師對軟件操作的熟練程度并不高，以至于學生的某些軟件操作問題得不到教師的專業(yè)指導。

2.4.2 課堂中學生的效率問題

建筑施工技術目前的教學模式是課堂理論教學—教師講解—學生上機操作—難點解答—操作完成。由于課時的安排，學生軟件操作時間有限，在課堂操作中學生的進度不一樣，導致教師不能統(tǒng)一對學生進行軟件使用的重難點解答，造成部分學生不能對軟件進行很好的操作。

2．4．3 BIM-FILM覆蓋面的問題

該院開設的實驗項目主要是針對建筑施工技術課程中部分知識點。如樁基礎施工，井點降水系統(tǒng)施工等在實際教學中很難或無法實際操作的。無法將課程重難點全覆蓋。

3 結語

將BIM-FILM虛擬仿真技術應用于工科建筑施工技術課程的教學中有以下五方面優(yōu)點：（1）能夠使教學內(nèi)容更加逼真、直觀，彌補學生實踐操作不足的缺陷，有效地保證了建筑施工技術的教學質量；（2）只需一臺電腦即可完成操作，設備簡單；（3）所有同學均可動手制作動畫，真正達到了能力培養(yǎng)的目的；（4）資源庫內(nèi)容豐富，有效解決了網(wǎng)上視頻資源不連貫、現(xiàn)場無法完整參觀施工工序的難題；（5）生動、形象的動畫教學使學生更樂學、更易懂、更積極、更主動。