高校BIM課程教學(xué)閉環(huán)管理體系研究

趙雪鋒，侯 笑，劉占省，李夢(mèng)璇

高校BIM課程教學(xué)閉環(huán)管理體系研究

趙雪鋒，侯 笑，劉占省，李夢(mèng)璇

(北京工業(yè)大學(xué)城建學(xué)部，北京 100124)

隨著建筑信息模型(BIM)的發(fā)展和國(guó)家政策的出臺(tái)，BIM技術(shù)逐步納入到高校教學(xué)體系中，然而現(xiàn)有的高校BIM課程和教學(xué)方法不適應(yīng)BIM人才培養(yǎng)的要求。基于對(duì)現(xiàn)階段BIM課程存在問(wèn)題的分析，首先構(gòu)建了由專(zhuān)業(yè)知識(shí)、軟件知識(shí)、軟件操作知識(shí)、項(xiàng)目應(yīng)用知識(shí)4個(gè)方面組成的BIM課程教學(xué)內(nèi)容閉環(huán)；其次根據(jù)閉環(huán)式管理理念，提出了包含課前回顧與導(dǎo)入、傳統(tǒng)的教與學(xué)、課上練習(xí)與討論以及借助線(xiàn)上平臺(tái)的課后練習(xí)發(fā)布提交與即時(shí)反饋的BIM課程教學(xué)流程閉環(huán)，并在學(xué)習(xí)效果反饋環(huán)節(jié)中提出主觀(guān)題目直觀(guān)答的方法；然后受吉爾伯特行為工程模型啟發(fā)，在關(guān)鍵環(huán)節(jié)建立了資源場(chǎng)景與應(yīng)用場(chǎng)景，構(gòu)建出BIM課程教學(xué)場(chǎng)景閉環(huán)。最后在某高校開(kāi)設(shè)的BIM課程中應(yīng)用了閉環(huán)管理體系，并總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，可為我國(guó)高校BIM教學(xué)改革提供參考。

建筑信息模型；課程教學(xué)；內(nèi)容閉環(huán)；流程閉環(huán)；場(chǎng)景閉環(huán)

建筑信息模型(building information modeling，BIM)技術(shù)是當(dāng)前建筑業(yè)研究和實(shí)踐的熱點(diǎn)，是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手。然而，有研究表明，缺乏BIM人才是推進(jìn)BIM應(yīng)用中的最大困難，占比為總數(shù)據(jù)的61.28%[1]。在推廣應(yīng)用BIM技術(shù)的過(guò)程中，人才問(wèn)題是瓶頸。2018年，教育部批準(zhǔn)同濟(jì)大學(xué)率先開(kāi)辦智能建造專(zhuān)業(yè)[2]，BIM作為其專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)入大學(xué)培養(yǎng)體系。2019年，教育部等部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于在院校實(shí)施“學(xué)歷證書(shū)+若干職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)”制度試點(diǎn)方案》，部署啟動(dòng)“學(xué)歷證書(shū)+若干職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)”(簡(jiǎn)稱(chēng)1+X證書(shū))制度試點(diǎn)工作[3]，其中，BIM技術(shù)是首批試點(diǎn)的相關(guān)職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)[4]。同年，人社部認(rèn)定“建筑信息模型技術(shù)員”為我國(guó)13個(gè)新職業(yè)之一[5]。其表明了BIM教育正在從社會(huì)培訓(xùn)向高校教學(xué)發(fā)展，且高校教學(xué)將逐漸成為BIM人才培養(yǎng)主渠道。因此，國(guó)內(nèi)很多高校開(kāi)始積極探索將BIM技術(shù)納入本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系的可行方法：在原有專(zhuān)業(yè)課中融入BIM技術(shù)[6]，利用BIM技術(shù)的三維可視化等特點(diǎn)輔助教學(xué)；新開(kāi)設(shè)BIM實(shí)訓(xùn)課程等。本文分析了現(xiàn)階段高校新開(kāi)設(shè)BIM課程教學(xué)存在的問(wèn)題，針對(duì)性地提出了BIM課程教學(xué)內(nèi)容閉環(huán)、流程閉環(huán)和場(chǎng)景閉環(huán)，形成了高校BIM課程教學(xué)閉環(huán)管理體系，并在BIM教學(xué)中做了實(shí)踐驗(yàn)證，為我國(guó)高校BIM教學(xué)改革提供了參考。

1 現(xiàn)階段高校BIM課程教學(xué)問(wèn)題分析

1.1 課程教學(xué)體系不完善

BIM引入高校教學(xué)時(shí)間較短，還未形成一套完善且適用的教學(xué)體系。目前BIM課程存在學(xué)時(shí)與學(xué)分占比偏低，教師及學(xué)生不夠重視；與其他課程銜接不當(dāng)，整體教學(xué)缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)性[7]；以軟件教學(xué)為主的課程缺乏實(shí)踐內(nèi)容和實(shí)踐方式，學(xué)用脫節(jié)；BIM知識(shí)傳授與技能訓(xùn)練欠缺反饋或反饋不及時(shí)[8]，教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制不完善等一系列問(wèn)題。

高校大學(xué)生同企業(yè)社會(huì)BIM培訓(xùn)的受眾工程師有著明顯的區(qū)別。現(xiàn)有的高校BIM教育一般是從工程師培訓(xùn)轉(zhuǎn)化借鑒而來(lái)，在知識(shí)維度上往往只著重軟件操作，并不深入涉及工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)、軟件實(shí)現(xiàn)邏輯和工程應(yīng)用方法[9]。學(xué)生在這樣的培養(yǎng)模式下，能快速畫(huà)出BIM模型，但是對(duì)構(gòu)件的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和作用、軟件的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化方法、工程項(xiàng)目的體系應(yīng)用方法均缺乏認(rèn)知，達(dá)不到行業(yè)所需的高素質(zhì)、創(chuàng)新性、應(yīng)用型人才標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 教師隊(duì)伍水平限制

BIM在我國(guó)起步較晚，目前許多高校教師在此之前并未對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)[10]，對(duì)各類(lèi)BIM軟件間的關(guān)聯(lián)了解及對(duì)軟件操作熟練程度不夠，增加了教學(xué)難度。部分可以熟練操作BIM軟件的年輕教師往往缺乏項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，影響其在教學(xué)過(guò)程中對(duì)重難點(diǎn)的把握，進(jìn)而影響教學(xué)質(zhì)量[7]。既懂理論又懂操作還具備項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師數(shù)量難以滿(mǎn)足高校目前需求，專(zhuān)業(yè)師資匱乏。

1.3 教學(xué)資源配置不足

高校開(kāi)設(shè)BIM相關(guān)課程，需要配套相應(yīng)的教學(xué)資源：①BIM技術(shù)相關(guān)的軟硬件設(shè)備。現(xiàn)有高校原有實(shí)訓(xùn)機(jī)房大多難以滿(mǎn)足BIM軟件教學(xué)要求，這在很大程度上會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和操作體驗(yàn)[7]，更新硬件設(shè)備、購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)軟件均存在一定資金問(wèn)題[10]；②BIM課程教材[11]。目前軟件公司推出的BIM培訓(xùn)書(shū)籍以及市面上現(xiàn)有的BIM書(shū)籍作為本科教材系統(tǒng)性不夠，學(xué)校和教師對(duì)教材的選擇受限；③特定教輔材料。BIM技術(shù)具有較強(qiáng)的技術(shù)門(mén)檻，課程教學(xué)要求較高，一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講授和學(xué)習(xí)往往需要大量的輔助材料和前置工作，如在BIM協(xié)同教學(xué)中需要統(tǒng)一的樣板文件、地形講解時(shí)需要外部地形數(shù)據(jù)文件。目前大多高校缺少這類(lèi)資源或相應(yīng)資源比較老舊，難以應(yīng)用，給教學(xué)工作開(kāi)展帶來(lái)一定困難。

2 高校BIM課程教學(xué)內(nèi)容閉環(huán)

高校逐步成為高端BIM人才培養(yǎng)的主渠道，需建立一套完整的BIM課程教學(xué)知識(shí)體系。BIM崗位能力要求學(xué)生要懂理論、能操作、知來(lái)由、會(huì)應(yīng)用，基于此本文構(gòu)建了由專(zhuān)業(yè)知識(shí)、軟件知識(shí)、軟件操作知識(shí)和項(xiàng)目應(yīng)用知識(shí)4個(gè)方面組成的知識(shí)體系，形成了BIM課程教學(xué)的內(nèi)容閉環(huán)，如圖1所示。

圖1 BIM課程教學(xué)知識(shí)體系

2.1 專(zhuān)業(yè)知識(shí)

工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)是BIM應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。其課程設(shè)置要綜合考慮現(xiàn)有專(zhuān)業(yè)課程，協(xié)調(diào)先修課程，保證知識(shí)的連續(xù)性[12]。本文主要從工程構(gòu)造和施工2個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明。在房屋建筑方面工程構(gòu)造指建筑各個(gè)組成部分的組合以及建筑構(gòu)造基本原理和方法[6]。圖2是帶亮平開(kāi)窗構(gòu)造圖，其包括窗戶(hù)各部分的組成，還有組成部分的名稱(chēng)、形狀、材質(zhì)和顏色等，窗戶(hù)細(xì)致的BIM模型的組成、命名、形狀、材質(zhì)和配色就有了依據(jù)，這樣做出來(lái)的模型符合工程實(shí)際，能為工程實(shí)踐者所接受和使用。

圖2 帶亮平開(kāi)木窗構(gòu)造圖[13]

除了靜態(tài)的構(gòu)造知識(shí)，BIM還涉及到建筑工藝模擬或進(jìn)度展示，需要學(xué)生掌握工程施工的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬時(shí)，不僅要進(jìn)行三維建模，還要搭設(shè)虛擬施工環(huán)境、定義建筑構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)順序和關(guān)系，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程的虛擬仿真，進(jìn)而進(jìn)行模擬結(jié)果檢測(cè)和方案分析。學(xué)生在不清楚施工流程及相關(guān)復(fù)雜工藝的情況下，很難理解BIM軟件操作，更不必說(shuō)有效分析施工模擬結(jié)果，優(yōu)化施工過(guò)程。

2.2 軟件知識(shí)

軟件知識(shí)主要包含軟件的體系架構(gòu)和軟件的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)邏輯[14]。圖3是歐特克公司Revit軟件的體系架構(gòu)，分為類(lèi)別、族、類(lèi)型和實(shí)例4個(gè)層級(jí)。軟件本身的架構(gòu)特點(diǎn)決定了軟件的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)方法，以及建模的可能邊界和局限。在2018版Revit軟件中，作為構(gòu)件分類(lèi)頂層的模型族類(lèi)別只有專(zhuān)用設(shè)備、體量、停車(chē)場(chǎng)、衛(wèi)浴裝置、噴頭、地形、場(chǎng)地、墻、天花板、安全設(shè)備、家具、家具系統(tǒng)、屋頂、常規(guī)模型、護(hù)理呼叫設(shè)備、數(shù)據(jù)設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、柱、欄桿扶手、植物、樓板、櫥柜、火警設(shè)備、燈具、照明設(shè)備、環(huán)境、電氣裝置、電氣設(shè)備、電纜橋架配件、電話(huà)設(shè)備、窗、管件、管道附件、線(xiàn)管配件、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)板、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)框架、結(jié)構(gòu)連接、通訊設(shè)備、門(mén)、風(fēng)管管件、風(fēng)管附件、風(fēng)道末端等45個(gè)，不在類(lèi)別中的，只能通過(guò)其中類(lèi)別變通實(shí)現(xiàn)。如，族類(lèi)別中不存在樁基礎(chǔ)類(lèi)別，實(shí)際工程中樁基礎(chǔ)構(gòu)件，往往借助結(jié)構(gòu)柱類(lèi)別來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件知識(shí)在高校BIM課程教學(xué)體系中同樣不可或缺，是教師講授軟件實(shí)際操作技術(shù)的前提。

圖3 Revit體系架構(gòu)示例

2.3 軟件操作知識(shí)

軟件操作是已開(kāi)設(shè)BIM課程的高校教學(xué)的主要內(nèi)容和形式，是教學(xué)和學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，主要結(jié)合工程構(gòu)造和軟件實(shí)現(xiàn)方式講授軟件相關(guān)操作命令來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的創(chuàng)建、施工模擬等。

2.4 項(xiàng)目應(yīng)用知識(shí)

項(xiàng)目應(yīng)用知識(shí)是專(zhuān)業(yè)和軟件知識(shí)以及軟件操作的綜合應(yīng)用，同時(shí)拓展學(xué)生對(duì)于BIM項(xiàng)目級(jí)環(huán)境配置和模型應(yīng)用的知識(shí)。項(xiàng)目應(yīng)用知識(shí)在BIM課程中以2種形式體現(xiàn)：①課堂及課后小型案例練習(xí)，這種形式主要選取部分項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)踐；②課程設(shè)計(jì)中用相對(duì)完整的真實(shí)項(xiàng)目資料來(lái)創(chuàng)建BIM模型，以及進(jìn)行模型應(yīng)用。項(xiàng)目應(yīng)用知識(shí)主要包括項(xiàng)目圖檔資料的識(shí)讀能力、項(xiàng)目環(huán)境配置能力、項(xiàng)目模型創(chuàng)建及應(yīng)用方法等3個(gè)方面。

3 高校BIM課程教學(xué)流程閉環(huán)

為實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效的BIM課程教學(xué)，本文將羅伯特·卡普蘭和戴維·諾頓[15]在《閉環(huán)式管理：從戰(zhàn)略到運(yùn)營(yíng)》一文中提出的閉環(huán)式管理理念引入高校BIM課程教學(xué)流程體系的構(gòu)建中，形成了流程閉環(huán)，并結(jié)合疫情期間廣泛使用的線(xiàn)上教學(xué)手段，突破原有教學(xué)模式，力求實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的即時(shí)反饋與評(píng)價(jià)。

基于閉環(huán)理念的流程閉環(huán)包含課前回顧與導(dǎo)入、課堂教學(xué)、課上練習(xí)與討論以及借助線(xiàn)上平臺(tái)的課后練習(xí)發(fā)布提交與即時(shí)反饋，如圖4所示。

圖4 BIM課程教學(xué)流程閉環(huán)

課后即時(shí)反饋依賴(lài)于線(xiàn)上平臺(tái)的靈活多樣性以及針對(duì)BIM課程的主觀(guān)練習(xí)直觀(guān)化。BIM課程練習(xí)一般為軟件操作題和項(xiàng)目應(yīng)用題等主觀(guān)題，如使用Revit軟件創(chuàng)建三維模型，教師批閱學(xué)生提交的模型文件，將耗費(fèi)大量的時(shí)間用于下載及文件打開(kāi)，且還可能因?yàn)槟Ｐ臀募蟆④浖姹静煌a(chǎn)生一系列問(wèn)題，影響課程教學(xué)質(zhì)量的即時(shí)有效反饋。而本文提出的主觀(guān)題目直觀(guān)答，要求學(xué)生在上傳模型文件的同時(shí)上傳其關(guān)鍵視圖截圖或?qū)傩詤?shù)等能反映作業(yè)完成情況的直觀(guān)信息，教師在平臺(tái)端可直觀(guān)查看、批閱無(wú)需下載，極大地提高了教師了解學(xué)生知識(shí)掌握情況的效率。其中，為減少學(xué)生相互拷貝模型的情況，教師需對(duì)模型文件進(jìn)行抽查，根據(jù)Revit每一個(gè)模型都具有單獨(dú)ID的特點(diǎn)，判斷學(xué)生所上傳作業(yè)是否拷貝他人。這種抽查方式可以督促學(xué)生自主完成作業(yè)，同時(shí)不會(huì)增加教師過(guò)多的工作量。

教師完成作業(yè)批閱后，利用線(xiàn)上平臺(tái)自動(dòng)核算學(xué)生成績(jī)、統(tǒng)計(jì)題目正確率的功能，可以快速得到學(xué)生作業(yè)完成情況的統(tǒng)計(jì)與反饋，使后續(xù)鞏固教學(xué)更具針對(duì)性。教師可以根據(jù)反饋的情況，對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行再次講解，并根據(jù)學(xué)生課堂領(lǐng)會(huì)情況及重要程度決定是否需要進(jìn)行下一步的訓(xùn)練，如再次布置同類(lèi)型的作業(yè)或?qū)⒅R(shí)點(diǎn)插入課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐部分促使學(xué)生提升技能。

4 高校BIM課程教學(xué)場(chǎng)景閉環(huán)

人力績(jī)效技術(shù)之父吉爾伯特在《Human Competence：Engineering Worthy Performance》[16]一書(shū)中提出了行為工程模型(behavioral engineering model，BEM)，如圖5所示，其認(rèn)為績(jī)效改進(jìn)的核心是提升環(huán)境支持因素。同樣，在高校BIM課程教學(xué)中，各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的場(chǎng)景匹配是教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分，基于此，本文建立了能完整閉環(huán)支撐教學(xué)的資源場(chǎng)景與應(yīng)用場(chǎng)景。

圖5 吉爾伯特行為工程模型

4.1 資源場(chǎng)景

資源場(chǎng)景主要是支撐完成課程教學(xué)、課堂案例、課上練習(xí)或課后作業(yè)所需要配置的教輔材料和資源條件，教輔材料不到位、資源條件未形成閉環(huán)，無(wú)法或很難完成相應(yīng)的任務(wù)。這些資源首先應(yīng)該配置一個(gè)本次任務(wù)的前置工作已完成的場(chǎng)景，避免講授本次知識(shí)點(diǎn)時(shí)還要完成前置知識(shí)點(diǎn)，如講授門(mén)窗時(shí)應(yīng)該前置創(chuàng)建的墻體，講授樓梯時(shí)應(yīng)前置創(chuàng)建的樓梯間墻體、上下樓層樓板等等；其次配備完成工作所需的項(xiàng)目樣板文件、族樣板等；另外有些任務(wù)還需要外部資源支持，如地形的講解需要外部地形數(shù)據(jù)文件，CAD底圖工作模式需要事先準(zhǔn)備CAD文件。

資源獲取途徑包括[17]：①加強(qiáng)高校與行業(yè)間的聯(lián)系。通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，獲取行業(yè)內(nèi)豐富且即時(shí)的案例資料，借鑒行業(yè)多樣性的項(xiàng)目應(yīng)用方式方法；②充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)海量的數(shù)據(jù)與資源，進(jìn)行篩選與加工。在網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)達(dá)，知識(shí)極其豐富的今天，尋找資料的難點(diǎn)在于資料的冗雜，而以場(chǎng)景形式為基礎(chǔ)，根據(jù)框架進(jìn)行知識(shí)填充，會(huì)使資料的收集條理且高效；③通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教師間信息的共享共建，取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷更新。

4.2 應(yīng)用場(chǎng)景

應(yīng)用場(chǎng)景的閉環(huán)主要是增強(qiáng)BIM模型的規(guī)范性、實(shí)用性和針對(duì)性。如提供制圖規(guī)范使得BIM出圖更加規(guī)范，甚至直接和CAD出圖一致。如提供清單、定額編碼，讓學(xué)生建模時(shí)內(nèi)嵌相關(guān)編碼，生成的明細(xì)表可以直接應(yīng)用于清單或定額工程量計(jì)算。再如明確項(xiàng)目的經(jīng)緯度和朝向，使該項(xiàng)目的日照、陰影分析，以及冷熱負(fù)荷計(jì)算等更具針對(duì)性、更準(zhǔn)確。

5 案例分析

5.1 教學(xué)基本情況

某高校智能建造專(zhuān)業(yè)新開(kāi)設(shè)《BIM實(shí)操技術(shù)》課程，通過(guò)線(xiàn)下教學(xué)結(jié)合學(xué)習(xí)通線(xiàn)上平臺(tái)的形式，有效踐行了本文提出的BIM課程教學(xué)閉環(huán)管理體系，且取得了顯著成效。

5.2 BIM課程教學(xué)閉環(huán)管理體系案例應(yīng)用

5.2.1 內(nèi)容閉環(huán)應(yīng)用

《BIM實(shí)操技術(shù)》課程主要講授Revit軟件實(shí)操。教師在講授具體操作命令前先講授Revit軟件及軟件體系架構(gòu)等知識(shí)，讓學(xué)生有一些基本了解，然后在后續(xù)課程中對(duì)軟件知識(shí)不斷進(jìn)行深化。在講授樓梯繪制時(shí)教師會(huì)回顧房屋建筑學(xué)中樓梯相關(guān)的構(gòu)造、名稱(chēng)及分類(lèi)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容閉環(huán)中對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)部分的學(xué)習(xí)。軟件操作命令講解完成后結(jié)合案例進(jìn)行應(yīng)用，課堂或課后練習(xí)設(shè)置剪刀樓梯、直梯、弧形樓梯的繪制等多種情景案例，提高學(xué)生舉一反三的能力。

5.2.2 流程閉環(huán)應(yīng)用

線(xiàn)下課堂教學(xué)教師與學(xué)生互動(dòng)感強(qiáng)，學(xué)習(xí)氛圍積極濃厚，《BIM實(shí)操技術(shù)》課程采用以線(xiàn)下教學(xué)為主，學(xué)習(xí)通線(xiàn)上平臺(tái)為輔的形式開(kāi)展。線(xiàn)下教學(xué)主要包括流程閉環(huán)中課前回顧與導(dǎo)入環(huán)節(jié)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的回顧與拓展、課堂軟件知識(shí)及軟件操作知識(shí)的教與學(xué)以及課堂練習(xí)與討論。線(xiàn)上平臺(tái)主要進(jìn)行流程閉環(huán)中的課后實(shí)踐練習(xí)以及課后即時(shí)反饋環(huán)節(jié)。

線(xiàn)上作業(yè)練習(xí)部分通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)設(shè)置任務(wù)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖6和7所示，題干中要求學(xué)生主觀(guān)題目直觀(guān)答，教師在平臺(tái)端直觀(guān)查閱學(xué)生作業(yè)，并給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)和批改意見(jiàn)。此模塊主觀(guān)題目直觀(guān)答的模式極大提高了教師檢查學(xué)生學(xué)習(xí)情況的效率，有效踐行了流程閉環(huán)中課后即時(shí)反饋環(huán)節(jié)。

此外，《BIM實(shí)操技術(shù)》課程通過(guò)線(xiàn)上平臺(tái)進(jìn)行學(xué)生管理，實(shí)現(xiàn)課后即時(shí)反饋與課前回顧的流程閉環(huán)。利用線(xiàn)上平臺(tái)的靈活多樣性，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)班級(jí)學(xué)生章節(jié)作業(yè)完成情況，生成正確率柱狀圖，如圖8所示。教師以作業(yè)情況反饋為依據(jù)，在線(xiàn)下課堂課前回顧環(huán)節(jié)重點(diǎn)講解學(xué)生掌握不到位的內(nèi)容，及時(shí)進(jìn)行教學(xué)鞏固。

圖6 任務(wù)點(diǎn)設(shè)置示例

圖7 教師批閱作業(yè)示例

圖8 正確率柱狀圖

5.2.3 場(chǎng)景閉環(huán)應(yīng)用

圖9～11為本課程線(xiàn)上平臺(tái)章節(jié)學(xué)習(xí)部分示例，章節(jié)目錄為場(chǎng)景框架，根據(jù)框架進(jìn)行教學(xué)資源的有序填充，包括圖10和11的學(xué)習(xí)課件與學(xué)習(xí)視頻等，學(xué)習(xí)課件與線(xiàn)下課堂課件同步，便于學(xué)生復(fù)習(xí)回顧；學(xué)習(xí)視頻由教師細(xì)分章節(jié)知識(shí)重點(diǎn)進(jìn)行錄制，或利用網(wǎng)絡(luò)豐富的教學(xué)視頻資源進(jìn)行章節(jié)知識(shí)回顧與拓展。

圖9 章節(jié)學(xué)習(xí)目錄節(jié)選

圖10 章節(jié)學(xué)習(xí)課件

圖11 章節(jié)學(xué)習(xí)視頻

在講授樓梯繪制操作時(shí)，需要做的前置工作有樓梯間墻的繪制，樓板的繪制及開(kāi)洞等。本案例中，在樓梯扶手和坡道這一章節(jié)會(huì)提供含有樓層墻體和樓梯間的模型文件，如圖12所示，給學(xué)生配置相應(yīng)的資源場(chǎng)景，學(xué)生基于這一模型文件展開(kāi)對(duì)樓梯的繪制操作。

5.3 課程考核與教學(xué)效果評(píng)估

本課程采取分階段多重累加式的成績(jī)考核方法[18]進(jìn)行教學(xué)效果評(píng)估。其中，線(xiàn)下課堂日常考勤占比5%，課后作業(yè)占比20%，線(xiàn)上平臺(tái)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)占比5%，期末考核占比70%。課后作業(yè)的占比不宜過(guò)大或過(guò)小，過(guò)大會(huì)增加學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，過(guò)小則不能吸引學(xué)生參與，所以本課程將其設(shè)置為20%，并且根據(jù)課程進(jìn)展定期發(fā)布定期截止，這種方式在一定程度上可以減少學(xué)生抄襲的情況。期末考核采用機(jī)考方式，由于是實(shí)操課程，所以理論題目與操作題目比例為1﹕9。考試中，禁止學(xué)生攜帶U盤(pán)及手機(jī)等傳輸設(shè)備、隨機(jī)打亂試題順序等方式，避免考場(chǎng)抄襲現(xiàn)象，確保學(xué)生考核的真實(shí)與公平公正，保證最終教學(xué)效果評(píng)估的有效性。

圖12 模型文件圖片示例

結(jié)果表明，在本門(mén)課程中應(yīng)用閉環(huán)管理體系后，學(xué)生學(xué)習(xí)效果得到了顯著提高，閉環(huán)式管理體系不僅行之有效而且事半功倍。

6 結(jié) 論

本文提出的閉環(huán)管理體系有效解決了以下高校BIM課程教學(xué)問(wèn)題：

(1) 知識(shí)體系形成的內(nèi)容閉環(huán)使學(xué)生具備更加完備的知識(shí)結(jié)構(gòu)，解決了與先修課程銜接、整體課程連續(xù)性的部分問(wèn)題，以及學(xué)用脫節(jié)的問(wèn)題。

(2) 流程閉環(huán)的提出改善了教學(xué)效果反饋情況，提高了有限學(xué)時(shí)下的教學(xué)效率問(wèn)題。

(3) 場(chǎng)景閉環(huán)的提出對(duì)教學(xué)資源的補(bǔ)足與完善有很大的幫助，且對(duì)教師教學(xué)思路的梳理，教師間的交流及成長(zhǎng)有一定的幫助。

隨著建筑信息化的快速發(fā)展，行業(yè)迫切需要高校培養(yǎng)出真正掌握BIM技術(shù)的高素質(zhì)人才。BIM課程教學(xué)內(nèi)容閉環(huán)、流程閉環(huán)和場(chǎng)景閉環(huán)的構(gòu)建，線(xiàn)上線(xiàn)下結(jié)合、教學(xué)模塊數(shù)據(jù)化統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用的模式，可以有效提高BIM課程的教學(xué)質(zhì)量，推動(dòng)全專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系的實(shí)踐革新，增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，為行業(yè)培養(yǎng)出更多懂理論、曉原理、能操作、會(huì)應(yīng)用、敢變通的高水平專(zhuān)業(yè)人才。

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Research on closed-loop management system of BIM course teaching in universities

ZHAO Xue-feng, HOU Xiao, LIU Zhan-sheng, LI Meng-xuan

(Faculty of Architecture, Civil and Transportation Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)

With the development of building information modeling (BIM) and the introduction of national policies, BIM technology has been gradually incorporated into the teaching system of universities. However, the existing BIM courses and teaching methods in universities cannot meet the requirements of BIM personnel training. Based on the analysis of the existing problems of BIM course, this paper first constructed a closed loop of BIM course teaching content composed of professional knowledge, software knowledge, software operation knowledge, and project application knowledge. Secondly, according to the closed-loop management concept, this paper put forward the closed-loop teaching process of BIM course, which included pre-class review and introduction, traditional teaching and learning, class practice and discussion, and post-class practice release submission and instant feedback with the help of online platform, and proposed the objective answer method of subjective questions in the learning effect feedback link. Then, inspired by Gilbert’s behavioral engineering model, the resource scene and application scene were established in key links, and the closed loop of BIM teaching scene was constructed. Finally, the closed-loop management system was applied in BIM courses offered in a university, and the experience and lessons were summarized, which can provide reference for BIM teaching reform in universities in China.

building information modeling; course teaching; content closed loop; process closed loop; scene closed loop

G 420

10.11996/JG.j.2095-302X.2021061011

A

2095-302X(2021)06-1011-07

2021-02-26；

2021-05-05

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部軟科學(xué)研究項(xiàng)目(2017-R3-005)；北京市教育委員會(huì)科技計(jì)劃面上項(xiàng)目(km201410005018)

趙雪鋒(1977-)，男，北京人，副教授，博士。主要研究方向?yàn)锽IM和項(xiàng)目管理。E-mail：zhaoxuefeng@bjut.edu.cn

26 February，2021；

5 May，2021

Soft Science Research Project of the Ministry of Housing and Urban-Rural Development (2017-R3-005); Science and Technology Project of Beijing Municipal Education Commission (km201410005018)

ZHAO Xue-feng (1977-)，male，associate professor, Ph.D. His mainresearch interests cover BIM and project management. E-mail：zhaoxuefeng@bjut.edu.cn