信息化技術在高職“建筑給排水工程”課程教學中的應用淺析

文_吉倩倩（楊凌職業技術學院，副教授，碩士）

馬 強（楊凌職業技術學院，講師，碩士）

高職教育不同于基礎教育對扎實知識體系的要求，也不同于高等教育在廣度和深度上的延伸，其以崗位需求作為培養目標，以動手實踐作為教學手段。為了與日新月異的工作崗位需求對接，更加需要在高職教育的教學內容和方法上融入信息化元素。

目前關于信息化技術與高等職業教育相結合的研究主要集中在以下幾方面：一是研究提升教師信息化教學能力的手段和對策，二是基于信息化背景下的教學模式探索，三是應用信息化手段開展的某門課程的線上線下教學設計實踐。上述研究能夠應用信息化手段彌補傳統教學的不足，但職業教育具有操作性強、應用性強的特點，且不同專業的教學特點各不相同，不應機械化、模式化地應用信息化技術，要從教學實踐出發，在實踐中探索更適合自身的信息化教學手段。本文在總結前人研究成果的基礎上，重點以“建筑給排水認知與識圖”教學模塊為例，系統分析了信息化技術手段在“建筑給排水工程”課程教學過程中的應用方式和實踐手段，同時發現其中存在的問題及擬解決的辦法，為后續的教學活動提供有力的支撐。

一、課程內容體系、學習特點及教學手段

“建筑給排水工程”屬于與實踐緊密聯系的工程技術類課程，其內容主要涵蓋系統認知、施工圖識讀和給排水水力計算，這三部分內容在層次上由淺入深、循序漸進，遵循從理論認識到實踐訓練、再用實踐經驗修正和提高理論認識的螺旋上升式學習模式，本課程的內容體系、學習特點及展示手段如圖1所示。

在圖1所示的內容體系中，系統認知是認識新事物的第一階段，只有能正面、直觀地熟悉每一部分的構成，才能繼續深化學習；施工圖識讀部分需要建立在牢固掌握基本概念和原理的基礎上，只有對各系統原理及組成非常熟悉，才能熟練識別運用圖紙中的抽象符號，再加上不斷的實操訓練，最終將圖紙這個“工具”使用好；管道設計計算是能力的進一步提升，考驗學生能否將前面的知識學通透、用靈活，并將知識點拆分、重組、深化，潛移默化中完成能力的提升，這部分也是與職業崗位工作任務最為接近的教學內容，能夠讓學生學到最常用的工作技能。

圖1 “建筑給排水工程”課程內容體系、學習特點及教學手段

二、信息化教學模式在課程中的應用

（一）任務驅動凝練分散知識點的認知

建筑給排水系統認知方面的知識點主要有兩種類型：一是系統概念，如什么是建筑生活給水系統、消防給水系統、建筑排水系統等；二是系統組成，如要完成向建筑供水或排水的任務，需要哪些成員的參與？將不同類型的知識點進行劃分以后，針對同一知識類型，尋找合適的任務驅動方法，準確定位知識點，快速實現教學目標。

1.系統概念的學習

系統概念的傳統教學方法是用PPT或者板書直接展示概念全文，然后教師分析講解。對于從未接觸過此類知識的學生來說，教師的講授如同在向其描繪一副他們從未見過的畫，每個人都會以自己的理解在腦海里設想這個概念，非常容易產生理解偏差。若教師講解過于細致詳盡，又無形中剝奪了學生自主學習的權利，使其只能被動接受知識，降低了學習興趣。系統概念作為對給排水系統運行過程的總結，需要學生對該系統有一個全面完整的認識后，再發自內心地得出結論，因此這部分的學習適合采用任務教學法。

首先，通過優慕課發起“任選校內一幢建筑，觀察其室內給水部分并完成表格”的任務。其次，要求學生在表格中填寫建筑基本概況，包括“建筑名稱”“建筑類型”“建筑層數”“供水水源（市政管網/自備水源）”和“水溫（冷/熱）”。再次，填寫建筑中用水設備的相關信息。由于不同建筑內用水設備類型各不相同，可根據實際情況在“洗臉盆、蹲便器、污水盆、消火栓”幾種設備中選擇，或者補充其他設備，并拍攝照片，填寫該用水設備在本建筑中的功能、說明該用水設備對水質優劣、水量大小和水壓高低的要求。最后，學生通過網絡搜索、實地考察等方式完成自主探索，上傳成果并參與線上討論。在完成了上述自主學習任務后，學生會以自己的方式理解建筑給水系統的概念，并回答“什么是建筑給水系統？”等問題。

該自主學習任務包含了供水水源情況、供水對象特征（建筑類型、層高、性質）、供水用途、供水指標（水質、水量、水壓）等系統概念的關鍵要素，學生通過對任務表格的填寫，增強了對建筑給水系統的全面認識，將表中包含的信息要素整合，最終給出自己總結的系統概念。在此基礎上，教師再給出書面定義—“建筑給水系統，是將城鎮給水管網（或自備水源給水管網）中的水引入一幢建筑或一個建筑群體，供人們生活、生產、消防之用，并滿足各類用水對水質、水量、水壓要求的冷水供應系統”，供學生對比分析，提出見解，學習效果將大大提升。

2.系統組成的學習

系統組成是對系統概念的展開。前面的概念學習已經讓學生對該系統有了大致的了解，接下來通過對系統組成的剖析深入地認識每部分的作用。這部分內容是系統認知的重點，知識點數量多，但邏輯關系不強，教學時需要擺脫按部就班逐個講述的傳統方法，找出各個組成部分的關系主線，用聯系的方法講授，同時將本節知識與實際生活密切結合，通過開展課堂活動，運用多種手段，突出學習重點。下面以“建筑給水系統組成”學習單元為例，分為課前、課中、課后三個階段將信息化手段與教學過程有機結合，教學設計如下。

（1）課前預習。課前在學習平臺發布建筑內部給水系統剖面圖及任務表格，鼓勵學生自主讀圖，將各組成部分歸類到“水源、管道、附件、設備”四大類別中，完成任務表格并上傳至學習平臺預習檢測，線上統計預習成果，針對出現的問題發起線上討論。本任務用主動學習代替被動接受，測試學生對本節內容的掌握程度，便于突出重點，有的放矢地講授。

（2）課中學習。課中教學主要突出“拎起主線，重點剖析”的思路。用課堂任務串聯重點學習內容，用多樣化信息手段支撐每項任務，形成學習主線。本部分的學習主要通過三個任務進行串聯，具體任務展現形式如圖2—圖4所示。

圖2 任務一：回答問題厘清主線

圖3 任務二：動手操作知管件

圖4 任務三：實物動畫學設備

任務一：回答問題厘清主線。根據建筑給水系統的供水過程及過程中可能出現的各種狀況設定問題，讓學生在對建筑給水系統的基本概念有所認知的基礎上，將建筑給水系統的各關鍵組成部分標上序號，并將對應的序號填在相應的問題欄中。一方面讓學生清楚地了解建筑給水的過程，另一方面讓其明白給水系統每個組成部分在系統中發揮什么樣的作用。回答正確這些問題，就能夠提綱挈領地認知建筑給水系統的組成。

任務二：動手操作知管件。對建筑給水系統各組成部分的認知，不僅要全面，更要深入細致。管件雖小，但在給水系統中發揮著重要作用，具有連接、變徑、轉向、分支及其他輔助功能。管件在圖紙上一般難以表達，讀圖時正確辨別管道連接處應該使用的管件就變得至關重要。為增強這方面能力，應通過管道加工連接實操訓練，讓學生動手體驗各個管件的功能，具備更加深刻和具象的認識，并通過管件選用練習題，鍛煉學生空間想象力和判斷力，將具體與抽象相結合。

任務三：實物動畫學設備。觀察實物使學生能夠摸到、看到、聽到，親身體驗水泵的外部構造，對其有更加深刻的具象認識，這是課堂理論學習所達不到的，更能提高學習的積極性，有助于進一步深入探索。而模擬動畫則運用信息化手段展示了實物不能看到的內部構造和運行過程，取長補短，相輔相成。

（3）課后復習。課后整合本節課所學知識，分組完成“建筑給水系統組成”知識點微課小視頻錄制。通過給別人講授為目的的學習能夠讓學習變得更加主動，加深對知識點更深層次的理解和整體脈絡的把控，同時訓練學生在課件與微視頻制作等多方面的能力。

（二）模擬抽象圖紙的識讀

建筑給排水系統施工圖的識讀包含圖紙基本知識的學習和施工圖識讀練習兩部分。前者包括圖紙組成及特點、圖例、圖線及尺寸標注的學習，以分散的知識點為主；后者主要以實際案例為依托，重在練習給排水施工圖的識讀技巧。針對學生給排水系統識圖困難、空間想象能力較弱的問題，以行動為導向，以實際工程項目和“1+X”建筑工程識圖職業技能等級考試相關內容為出發點，綜合運用案例分析法、任務驅動法、分組討論法、模擬操作法等方法開展教學。同時采用CAD軟件、BIM軟件繪制二維、三維模型，運用優慕課、學習通等教學平臺支撐課程整體框架，結合智慧教室多媒體環境，有效將教與學融為一體，實時反映教學成果，強化系統認知，實現課程標準和職業技能標準的對接，踐行課證融通。下面主要針對施工圖識讀實踐部分的信息化教學設計作重點介紹。

施工圖識讀部分主要圍繞建筑給排水圖紙，完成從實物到圖例、從圖例到圖紙、從圖紙再到實物的循環練習，以分析帶認識，以模擬帶現實，以三維帶二維，以制圖帶識圖。實際案例能夠加深學生的印象和提高學習興趣，從對具體事物的認知深化到對圖紙抽象符號的識讀，從圖紙符號識圖進一步轉化為新的創造價值的實踐，如設計繪制、計量計價，從而使學習過程呈螺旋形上升。

1.識讀方法

對于初學者來說，識讀建筑給排水施工圖時的一大難點就是如何將平面圖與系統圖對應，平面圖中的某一節點在系統圖中應該是哪個位置？掌握其對應關系，或者掌握如何從平面圖生成系統圖，是達到熟練讀圖所必須掌握的基本技能。訓練這項能力，可通過在教學實踐中編寫“先看平面→找出水源→辨別方向→記于心間→再來系統→重復一遍→哪來哪去→放置空間”的識圖口訣，使識圖過程變得簡便易懂。初學者在剛開始讀圖時，可按照此口訣進行練習，不斷強化空間思維能力，熟悉圖紙之間的關系，在熟練掌握方法后，可根據自己的讀圖習慣和偏好形成自己的讀圖方法。

2.模擬實踐

應用BIM軟件展示管道空間位置，模擬管道空間走向與衛生器具布置，實現學習內容可視化，由抽象向形象轉變。同時使用模擬材料及實訓工具進行實體模擬、實操訓練，將管道在空間中的位置走向表示出來，加深對識圖內容的理解，如圖5所示。在課堂內容講述完成后，課后發布給排水施工圖實際案例，給出施工說明、平面圖、系統圖、詳圖與識圖指導書，布置識圖任務表格，融入“1+X”建筑工程識圖給排水部分考點，督促學生按時完成，并進行在線答疑指導，做到課前、課中、課后相呼應。

圖5 運用BIM軟件和實體模擬練習管道布置

三、存在問題及改進措施

通過上述節選教學片段的信息化教學實施過程，發現存在的問題主要有以下兩個方面：一是教學內容不夠精簡，在知識點較多的情況下不能果斷地進行刪減，知識點整理和重組的力度還不夠；二是教學方法設計不夠細化，教學過程的各個環節設計得不夠細致，各環節所應用的信息化技術類型較為單一，且與教學內容的融合略顯生硬；三是學生線上教學效果評價和反饋機制不夠完善。

針對上述存在的問題，結合實際教學過程，重點從以下幾個方面改進。

第一，以學生職業需求為導向，有針對性地對原有教學內容進行拆分重組，重新架構切合實際工作需要的教學理論體系，做到內容精簡、設計精致、手段精細。譬如，針對建筑給排水系統基本原理的知識，可通過一套完整的給排水施工圖作為載體，通過完成圖紙識讀的工作任務來學習知識：通過識讀管道走向學習給水方式與排水方式；通過識讀圖紙上的管道連接節點學習管件的類型和作用；通過管道標注方式學習管材類型；通過閥門與設備的圖例學習其作用、類型及設置要求。

第二，結合學生的興趣點，尋找實用性強、有應用價值的多種信息化技術手段，便于更好地展示教學內容。由于信息化技術類型多樣，在選擇時不能生搬硬套，要根據自身課程特點尋找特色鮮明、可操作性強，且真正對教學起幫助作用的手段。

第三，通過分析線上教學相關數據，了解學生參與程度與掌握水平，針對學生參與度低的部分進行改進，對未掌握的知識點加以細化和補充，通過線上發布問卷的方式，了解學生訴求，調整教學內容，改進教學方法。通過以上措施，最終實現“教、學、做”合一的效果，不斷完善線上線下混合教學模式，提高教學效率。