基于BIM技術(shù)的“建筑構(gòu)造”課程教學(xué)改革實(shí)踐

孫曉波，黃 杰

（泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

職業(yè)教育的主要目標(biāo)之一是培養(yǎng)和提升學(xué)生對(duì)工作崗位的勝任能力，而工作崗位需要的媒介和方式隨著行業(yè)的發(fā)展不斷更新。建筑行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，正發(fā)生著深刻變革。建筑構(gòu)造課程是建筑類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生通過該課程學(xué)習(xí)房屋建筑各組成部分的構(gòu)造特點(diǎn)和做法，具備了合理設(shè)計(jì)建筑構(gòu)造、利用輔助設(shè)計(jì)軟件繪制建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)、解決建筑構(gòu)造施工技術(shù)問題等專業(yè)技能。然而，諸多建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)特別是復(fù)雜構(gòu)造節(jié)點(diǎn)難以理解和掌握，且此問題隨著生源質(zhì)量下降而日益凸顯。BIM技術(shù)是近年來(lái)建筑行業(yè)由粗放型向集約型、精細(xì)化發(fā)展的重要抓手，在“三教改革”中應(yīng)深度引入[1]，以促使職業(yè)教育適應(yīng)行業(yè)發(fā)展。為此，如何引入BIM技術(shù)在建筑構(gòu)造課程中的應(yīng)用，如何更加生動(dòng)直觀地展現(xiàn)建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)以便于學(xué)生理解和掌握是值得進(jìn)行探索的教改內(nèi)容。

1 “建筑構(gòu)造”課程三教現(xiàn)狀

1.1 教材現(xiàn)狀

建筑構(gòu)造課程的教材體系按照建筑物組成體系編制，脈絡(luò)清晰，知識(shí)點(diǎn)完整，在本?？频慕虒W(xué)中已成熟。然而，傳統(tǒng)教材缺少與職業(yè)崗位能力緊密結(jié)合的實(shí)踐性和應(yīng)用性模塊，且受學(xué)科體系的束縛，內(nèi)容紛雜、理論性較強(qiáng)的文字表述和二維圖片表述建筑工程各節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的做法，缺少空間形態(tài)和材料質(zhì)感的展示，不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生難以具備適應(yīng)行業(yè)企業(yè)需求的崗位能力。傳統(tǒng)教材偏離了以就業(yè)為導(dǎo)向的原則，無(wú)法滿足職業(yè)教育的基本要求。目前市面上出現(xiàn)少量其他專業(yè)的新型教材，而建筑類專業(yè)資源相對(duì)較多、較雜，難以短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)資源庫(kù)，適應(yīng)高職教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的建筑構(gòu)造課程教材改革亟待進(jìn)行。

1.2 教學(xué)現(xiàn)狀

建筑構(gòu)造課程專業(yè)綜合性較強(qiáng)，既有專業(yè)術(shù)語(yǔ)、施工工藝等嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撝R(shí)，又有建筑施工圖的識(shí)讀與繪制等實(shí)踐環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式，課程理論知識(shí)主要采用教師通過多媒體課件以課堂講授的方式為主，實(shí)踐環(huán)節(jié)是以學(xué)生在“學(xué)做一體”教室抄繪節(jié)點(diǎn)構(gòu)造圖的課堂作業(yè)形式為主；有實(shí)訓(xùn)條件的可配置等比例或縮比例建筑實(shí)體模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，以增加學(xué)生直觀感受，彌補(bǔ)其空間想象力不足的缺陷。由于實(shí)體模型多為成品，缺乏建筑構(gòu)造做法過程的展示；且實(shí)訓(xùn)條件空間受限，無(wú)法展示全部建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的多種做法；學(xué)生無(wú)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，缺少舉一反三的理解能力。因此，“如何教”一直是高職教育探索的課題之一。BIM技術(shù)的可操作性強(qiáng)，能形成可視化三維模型，打破實(shí)體模型的局限性。BIM技術(shù)不僅可以建造整體三維模型，還可以利用其剖視功能，對(duì)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的組成及連接方式進(jìn)行解析。引入BIM技術(shù)之后的建筑構(gòu)造課程教學(xué)，課堂以學(xué)生為主，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，采用啟發(fā)式教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生對(duì)建筑構(gòu)造做法的識(shí)讀和繪制能力，職業(yè)教育的特征得以體現(xiàn)。

1.3 師生現(xiàn)狀

目前僅有少數(shù)教師掌握BIM技術(shù)，大部分教師尚未意識(shí)到BIM技術(shù)在專業(yè)課程教學(xué)中所能發(fā)揮的作用，很少主動(dòng)去了解BIM技術(shù)及其相關(guān)的1+X證書的考試內(nèi)容，這些因素都會(huì)影響B(tài)IM技術(shù)在建筑類專業(yè)課程中的應(yīng)用。學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)較薄弱，空間想象能力較差，傳統(tǒng)課堂中學(xué)生參與度低，教學(xué)效率低、效果差。

教師從傳統(tǒng)的教學(xué)認(rèn)知中走出來(lái)，改變二維圖形的思維模式，將建筑構(gòu)造通過BIM技術(shù)的虛擬模型展示出來(lái)，讓學(xué)生主動(dòng)參與到課堂中，對(duì)基于BIM技術(shù)的建筑構(gòu)造知識(shí)產(chǎn)生興趣，是此類課程改革的目標(biāo)。

2 BIM技術(shù)促進(jìn)“建筑構(gòu)造”課程改革策略

BIM，即Building Information Modeling，建筑信息模型。運(yùn)用BIM建立的建筑模型，具有可視化操作的特征，對(duì)復(fù)雜建筑構(gòu)造進(jìn)行BIM建模，將傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，使建筑構(gòu)造配件的建造過程及各種構(gòu)造層次的相互關(guān)系動(dòng)態(tài)地表現(xiàn)出來(lái)，有助于對(duì)復(fù)雜多樣的建筑構(gòu)造的表達(dá)和理解。BIM技術(shù)的虛擬建造是一種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)思維，具有較強(qiáng)的職業(yè)化特征，是學(xué)生對(duì)建筑構(gòu)造做法認(rèn)知的提升和深化[2]。BIM技術(shù)具備的這些特征可以使建筑構(gòu)造課程教學(xué)過程中遇到的難題迎刃而解。

2.1 BIM技術(shù)融入教材

教材是實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革的基礎(chǔ)，BIM技術(shù)融入建筑構(gòu)造教材，有助于實(shí)現(xiàn)教材內(nèi)容的更新?lián)Q代。高職教育的建筑構(gòu)造教材要突破傳統(tǒng)教材學(xué)科體系的束縛，專業(yè)核心課程內(nèi)容的設(shè)置和教學(xué)實(shí)施要進(jìn)行系統(tǒng)化的重構(gòu)。在教材的改革中，要融入BIM技術(shù)的運(yùn)用，配套以數(shù)字化教學(xué)資源，形成“紙質(zhì)教材+多媒體平臺(tái)”的新形態(tài)一體化教材體系。教材中采用教師參與行業(yè)企業(yè)實(shí)踐緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，體現(xiàn)以工作過程為導(dǎo)向、理實(shí)一體化的高職教育特征，確定適應(yīng)高職教育人才培養(yǎng)方案的教學(xué)內(nèi)容。

2.2 BIM技術(shù)優(yōu)化教法

教法是實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革的途徑，BIM技術(shù)優(yōu)化“建筑構(gòu)造”教法，有利于推進(jìn)課證融通。高職教育與普通高校教育是兩種不同的教育類型，高職教育課程的教學(xué)過程要以提升學(xué)生的綜合職業(yè)能力為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)理實(shí)一體的教學(xué)實(shí)踐。教師在“建筑構(gòu)造”課程教學(xué)中，以學(xué)生為教學(xué)主體，以生產(chǎn)實(shí)際項(xiàng)目為載體，重視學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用，善于利用BIM技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊練，加強(qiáng)學(xué)生的課堂參與度，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。X技能等級(jí)證書是考核學(xué)習(xí)過程的顯性成果，課程教學(xué)要主動(dòng)對(duì)接1+X證書制度，將技能等級(jí)要求融入課程教學(xué)，利用BIM技術(shù)有效推進(jìn)課證融通。

2.3 BIM技術(shù)激勵(lì)教師

教師是實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革的根本，BIM技術(shù)激勵(lì)教師適應(yīng)技術(shù)變革，有益于打造德技精湛的教師隊(duì)伍。教師的專業(yè)能力、實(shí)踐教學(xué)能力和科研能力以及“功能整合、結(jié)構(gòu)合理、任務(wù)明確”的結(jié)構(gòu)化的師資隊(duì)伍，是辦學(xué)成功的決定性因素[3]。作為建筑構(gòu)造課程的專業(yè)教師，不僅要具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和高水平的專業(yè)教學(xué)能力，還應(yīng)該推廣BIM技術(shù)在課程中的應(yīng)用。教師運(yùn)用BIM技術(shù)，可以創(chuàng)建更優(yōu)質(zhì)的信息化教學(xué)資源，提升師生之間教與學(xué)的交流質(zhì)量，同時(shí)能指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中運(yùn)用BIM技術(shù)，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)BIM更好地掌握，加強(qiáng)了課程之間的前后延展，增加了教與學(xué)的樂趣，提高了教與學(xué)的效果。

3 BIM技術(shù)改革“建筑構(gòu)造”課程應(yīng)用案例

3.1 復(fù)雜建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建

在基于BIM技術(shù)的課程教學(xué)改革中，一系列復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的三維模型是教學(xué)必要元素，因此創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)模型是課程改革的前提。

3.2 屋頂防水構(gòu)造教案

以房屋建筑構(gòu)造中屋頂防水構(gòu)造節(jié)點(diǎn)為例，展示BIM技術(shù)在“建筑構(gòu)造”課程教學(xué)改革中發(fā)揮的作用，具體如表1所示。

表1 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)教學(xué)過程

將BIM技術(shù)引入“建筑構(gòu)造”課程教學(xué)，改變傳統(tǒng)的課前預(yù)習(xí)、課中講授和課后復(fù)習(xí)的教學(xué)方式，教師課前發(fā)布任務(wù)，學(xué)生通過思考、運(yùn)用BIM技術(shù)動(dòng)手完成任務(wù)，課中通過師生互動(dòng)的方式增加課堂講授的有效性，課后是課堂的延續(xù)，促進(jìn)了學(xué)生的求知欲望。

4 結(jié)語(yǔ)

“建筑構(gòu)造”課程知識(shí)繁雜、理論枯燥，但是建筑構(gòu)造做法層次分明、實(shí)踐性強(qiáng)，在教學(xué)中引入建筑BIM技術(shù)，利用BIM技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)模型的創(chuàng)建，能夠幫助學(xué)生理解復(fù)雜建筑構(gòu)造做法，改善學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，以建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建為載體，既能促進(jìn)建筑構(gòu)造課程的學(xué)習(xí)，鞏固BIM建模的能力，又能筑實(shí)建筑信息模型證書和建筑工程識(shí)圖證書的基礎(chǔ)，豐富專業(yè)學(xué)習(xí)的成果，提高專業(yè)教學(xué)的質(zhì)量。