基于BIM技術(shù)的建筑設備安裝識圖與施工工藝課程改革實踐

[摘? ? ? ? ? ?要]? BIM技術(shù)、建筑設備安裝識圖與施工工藝課程的有機融合是教學改革的現(xiàn)實需要。基于BIM技術(shù)對課程教學體系進行改革，可促進BIM技術(shù)在整個教學過程中的應用，實現(xiàn)教學過程和教學效果的優(yōu)化。

[關? ? 鍵? ?詞]? BIM技術(shù);建筑設備安裝識圖與施工工藝課程;教學體系;改革實踐

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2022）21-0070-03

建筑設備安裝識圖與施工工藝是高職工程造價專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，要求學生掌握建筑給排水、建筑消防、建筑通風與空調(diào)、建筑電氣等建筑設備系統(tǒng)的專業(yè)理論知識、施工圖識讀及安裝工藝，為后續(xù)工程造價專業(yè)課程學習奠定基礎。它橫跨多個專業(yè)，實踐性較強，是教學中的一個難點[1]。傳統(tǒng)教學中教師借助二維圖紙、系統(tǒng)構(gòu)造圖片、施工圖片來引導學生學習施工工藝與識圖，但由于學生缺乏工程現(xiàn)場認知，加上三維空間想象能力差，無法整體認識建筑設備系統(tǒng)，導致學習過程困難、學習熱情不高，處于被動接受的狀態(tài)，難以很好地掌握課程內(nèi)容。

BIM（Building Information Modeling）是利用三維建筑信息模型，實現(xiàn)對設計、施工和管理過程仿真、模擬的一種信息化技術(shù)與管理方法。BIM技術(shù)具有可視化、可模擬性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性等特點[2]，從教學角度看，BIM技術(shù)是天然的教具，運用其信息處理及動態(tài)仿真的特點，將二維圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型，將書面文字信息轉(zhuǎn)換為生動、立體的可交互式施工現(xiàn)場模擬場景，能夠部分解決建筑課程理論與實踐脫節(jié)和學生空間想象能力差的問題，特別適合建筑類課程教學使用[3]。因此，本文主要研究如何將BIM技術(shù)應用于建筑設備安裝識圖與施工工藝的課程教學中，從而提高教學效果。

一、基于BIM技術(shù)的課程內(nèi)容項目化重構(gòu)

傳統(tǒng)教學受到教材抽象與教學手段單一的限制，偏重理論知識的講解，忽視了施工圖識讀及工藝等實踐內(nèi)容的教學，而這些內(nèi)容恰恰是工作崗位所需要掌握的。BIM技術(shù)的應用，為課程教學提供了更多實踐的可能性。為了解決“重理論、輕實踐”的問題，充分發(fā)揮BIM技術(shù)三維可視化和可模擬的優(yōu)勢，將BIM技術(shù)更好地應用到課程中，首先需要對課程內(nèi)容進行項目化重構(gòu)[4]（如表1所示）。根據(jù)課程內(nèi)容，我們將該課程分解為建筑給排水工程工藝與識圖、建筑消防工程施工工藝與識圖、建筑通風空調(diào)工程施工工藝與識圖、建筑電氣工程施工工藝與識圖四個項目。針對每個項目設置相應的子項目，并為每個子項目設置能力目標和實現(xiàn)這些目標的任務。以子項目1-1“識讀建筑給水系統(tǒng)施工圖”為例，針對該項目要完成的能力目標，為其設置4個子任務，分別為認識建筑給水系統(tǒng)的組成及給水方式，認識建筑給水管材與附件，識讀建筑給水平面圖、系統(tǒng)圖、詳圖，認知建筑給水系統(tǒng)施工工藝，具體方案如表2所示。課程內(nèi)容進行項目化重構(gòu)后，使目標更明確、任務更具體、可操作性更強，也為BIM技術(shù)進行課程應用提供了可能，使BIM技術(shù)的各類手段能夠有的放矢，更好地為課程服務，解決建筑設備安裝識圖與施工工藝課程教學中的重難點。同時，該學習過程也提高了學生的組織協(xié)調(diào)能力、溝通交流能力及專業(yè)素養(yǎng)。

二、基于BIM技術(shù)的理實信一體化教學模式的構(gòu)建

建筑設備安裝識圖與施工工藝課程內(nèi)容重構(gòu)后，可以將BIM技術(shù)應用到每個項目中，并針對建筑設備系統(tǒng)組成、施工圖識讀、安裝工藝三方面內(nèi)容的不同特點，采取不同的BIM技術(shù)手段。在整個教學過程中，構(gòu)建一套基于BIM技術(shù)的理實信一體化教學模式[5]（如圖1所示）。

課程設置在BIM虛擬仿真實訓室，擁有Revit軟件、Navisworks軟件、建筑設備BIM仿真實訓平臺等BIM信息化資源，以項目案例為載體開展教學。以子項目1-1“識讀建筑給水系統(tǒng)施工圖”為例，整個教學過程分為三個階段。

第一個階段是教師利用Navisworks軟件對事先建好的給水系統(tǒng)模型進行漫游，使書本中的二維圖片立體化、場景化，學生猶如身臨其境，去感知、學習建筑給水系統(tǒng)的組成和構(gòu)件，從而加深學生對建筑給水系統(tǒng)的理解，并通過觀察判斷給水系統(tǒng)的給水方式，從而完成任務1-1-1。任務1-1-2的執(zhí)行，則是通過Revit MEP軟件建立給水系統(tǒng)的學習，來認識給水管道的各類管材和附件，該階段的學習為后續(xù)的識圖與工藝實踐環(huán)節(jié)打下理論基礎。

第二個階段是施工圖識讀環(huán)節(jié)，教師利用Revit軟件任意角度旋轉(zhuǎn)和任意方向剖切給水系統(tǒng)模型，通過二維圖紙與三維模型的不斷轉(zhuǎn)化，對照講解給水系統(tǒng)施工圖的識讀，也可以通過虛擬漫游“邊走邊看邊講邊讀”進行識圖，使識圖過程從枯燥的憑空想象變?yōu)橛腥さ捏w驗，提升學生對給水設備構(gòu)件和建筑給水系統(tǒng)的整體把握能力。任務1-1-3的執(zhí)行是學生在具備識讀施工圖能力后，在教師的指導下對照本項目二維施工圖紙，將認識的建筑給水系統(tǒng)建立三維建筑信息模型。學生通過動手實踐，加深了對建筑給水系統(tǒng)的認識，同時提升了識圖能力，提高了課堂參與度和主動性。

第三個階段是施工工藝認知環(huán)節(jié)，學生利用BIM仿真實訓平臺，進行建筑設備施工全過程模擬，在完成模擬之后，分組完成各專業(yè)典型施工工藝PPT講解，并設置提問答辯環(huán)節(jié)，從而加深對施工工藝的認知與理解，培養(yǎng)協(xié)作、收集、分析和整理的能力，從而完成任務1-1-4。利用BIM虛擬仿真實訓教學平臺，解決了傳統(tǒng)教學中難以現(xiàn)場實訓的問題，使學生能夠更加直觀地認知施工過程。

整個教學過程充分體現(xiàn)了教學做一體化的教學思想，學生在教師的指導下邊學邊做。教與學的過程是整個教學過程中的理論環(huán)節(jié)，做的過程是教學中的實踐環(huán)節(jié)。BIM技術(shù)作為一種信息化手段促進了理論教學與實踐教學的有機融合，從而形成了理、實、信三位一體的教學模式，使課堂更加生動、立體，互動性更強，提升了課程的教學效果。

三、基于BIM成果的考核評價

傳統(tǒng)的教學評價強調(diào)以教師為中心，重視教學目標的達成度，而成果導向的考核評價則更強調(diào)以學生為中心，重視學習成果的實現(xiàn)程度。通過BIM學習成果的完成情況，可以更加顯性地考查學生對課程的掌握程度，故本課程采用基于BIM成果的考核評價模式。為了全方位考核學生的學習情況，教師首先針對每個學習階段從知識—能力—素養(yǎng)三個層面，建立學習成果體系，形成可用于考核評價的BIM成果文件[6]（如表3所示）。

根據(jù)不同階段的學習成果文件制定“過程+結(jié)果”的考核標準（如表4所示）。在建筑設備系統(tǒng)認識階段，通過建模時設備系統(tǒng)分類、管材設置、設備附件建立情況來考核學生對建筑設備系統(tǒng)的認識情況。在識圖階段，根據(jù)BIM建模成果的準確度來考核識圖能力;在施工工藝學習階段，根據(jù)BIM仿真工藝模擬情況及成果匯報考核施工工藝的掌握情況?；贐IM成果的課程考核評價改變以最終考試論成績的評價方式，更加注重對學生學習過程的評價，實現(xiàn)過程評價與結(jié)果評價的協(xié)同統(tǒng)一。一方面教師根據(jù)學生個人的平時表現(xiàn)、過程性學習成果的完成情況進行過程評價，考核學生學習的參與度與問題解決的深度;另一方面結(jié)合學生的模型成果文件和成果匯報表現(xiàn)進行結(jié)果評價，模塊成果文件重在考核學生對知識與技能的掌握情況，成果匯報表現(xiàn)重在考核學生的溝通能力、表達能力、分析解決問題的能力等職業(yè)崗位能力與素質(zhì)的情況?！斑^程+結(jié)果”的評價方式對考查學生知識體系的掌握情況、能力層次的實現(xiàn)程度及綜合素質(zhì)水平具有重要價值，實現(xiàn)了對認知性與非認知性學習成果的全面考量[7]。通過“過程+結(jié)果”考核，教師能全面掌握學生的學習情況，激發(fā)了學生的學習興趣，調(diào)動了學生的學習熱情。

四、結(jié)語

基于BIM技術(shù)的建筑設備安裝施工工藝與識圖課程改革實踐，將BIM技術(shù)融入整個教學過程中，重構(gòu)教學內(nèi)容，構(gòu)建理實信一體化教學模式，建立“過程+結(jié)果”的考核評價，形成了一套完整的基于BIM技術(shù)的教學體系。整個教學過程以學生為中心，以實際工程案例為載體，把教、學、做融為一體，很好地解決了傳統(tǒng)教學中的問題，激發(fā)了學生的學習興趣，增強了主動性和參與度，提升了崗位工作能力，取得了很好的課堂效果。

參考文獻：

[1]楊鴿.基于BIM技術(shù)的課程教學信息化應用探索：以建筑設備安裝與識圖為例[J].城市建筑，2019，16（27）：32-33.

[2]盧永全.基于BIM技術(shù)的土建類專業(yè)信息化教學研究[J].山西建筑，2020，46（2）：166-167.

[3]趙盈盈，涂中強.BIM技術(shù)在建筑類課程項目化教學中的應用：基于“建筑工程施工圖識讀”課程[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2016（8）：66-68.

[4]張虎偉.BIM在安裝工程與識圖項目化教學中的應用[J].遼寧高職學報，2017，19（11）：58-61.

[5]張炳暉.BIM技術(shù)在建筑類專業(yè)課程教學中的應用研究：以《房屋建筑學》課程為例[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2019（16）：176.

[6]姚海星.基于OBE理念的《工程造價與招投標》課程教學改革與實踐[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學院學報，2021，22（1）：62-65.

[7]吳紹艷，郭園園，鄧嬌嬌.基于OBE的工作坊實踐教學研究[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2018（2）：34-39.

◎編輯 司 楠

①基金項目：蘇州建設交通高等職業(yè)技術(shù)學校2021年校級科研課題“BIM技術(shù)在《建筑設備安裝識圖與施工工藝》課程中的應用研究”（項目編號：20210002）。

作者簡介：田興（1989—），男，黑龍江虎林人，碩士，工程師，研究方向：安裝造價課程教學研究。