“1+X”制度下高職路橋專業工程制圖模塊化課程教學改革探索

文＿吳 海（廣西建設職業技術學院，專任教師，工程師，碩士）

靳麗莉（廣西建設職業技術學院市政與交通學院副院長，副教授，博士）

交通強國戰略的推進和人工智能技術的發展對高職路橋專業人才培養提出了新的要求，工程制圖是路橋專業的專業基礎課，具有知識點多而繁、內容抽象、實踐性強的特點，存在教學模式落后、考核評價方式單一的問題。為提升教學效果，構建基于“1+X”制度的工程制圖模塊化課程，對教學模式、教學資源、評價方式、師資隊伍等進行改革，以期對本課程教學改革及高職路橋專業人才培養有所裨益。

一、概念界定

（一）“1+X”定義

國務院在《國家職業教育改革實施方案》中提出：從2019年開始，在職業院校、應用型本科院校中啟動實施“學歷證書+若干職業技能等級證書”證書制度試點工作，簡稱為“1+X”證書制度。該項證書制度要求高職院校學生在校學習期間取得對應的專業學歷證書的同時，還要獲得與本專業相關的若干項職業技能等級證書。“1+X”證書制度的實施，將職業技能等級證書的要求與人才培養方案、課程教學有機結合起來，提高人才培養與社會實際需要的匹配程度，真正做到學有所用。

（二）模塊化課程的內涵

由國際勞工組織（ILO）提出的MES（Modules of Employable Skill）模塊化課程模式在我國職業教育的發展進程中發揮著重要作用。實施MES模塊化課程模式需要從某一確定職業的全部崗位技能入手，先將這些技能拆分為多個子技能，針對每一個具體的子技能工作任務構建對應的課程模塊，從而形成獨立的學習單元，提供給學習者學習。模塊化課程的優點是學習內容與工作崗位的技能需求高度契合，各個學習模塊間互相協調、靈活組織，同時教學過程重在技能訓練，理論知識部分追求簡練精要。

二、構建模塊化教學課程的必要性

（一）現實背景

隨著交通強國戰略的不斷推進，交通基礎設施發展向數字化、智能化方向邁進，將物聯網、大數據、人工智能等新技術與交通運輸深度融合，成為智慧交通體系建設的必由之路。當前，交通行業正處于數字化升級轉型階段，工程圖紙經歷著由二維平面圖向三維模型過渡的行業變革期，因此行業對企業掌握建筑信息模型（BIM）技術的技能人才需求旺盛。以高職路橋專業學生的人才培養目標為例，將BIM信息化技術傳授給學生，能讓學生擁有“一技之長”。并且，BIM是首批啟動試點“1+X”證書制度的職業技能等級證書之一，對高職路橋專業的教育教學改革具有重要意義。

（二）課程存在的問題

1.專業技能知識點較為分散

路橋專業學生想要考取BIM職業技能等級證書，需要掌握識讀與繪制專業施工圖紙的能力，還需要具備BIM理論知識基礎，并熟練運用BIM三維建模軟件。為此，工程制圖與識圖、路橋專業各類施工課程、BIM建模課程，除了工程制圖與識圖課程在第1學期開課，其他課程則在第2—4學期陸續開設，致使技能知識學習過程“碎片化”，知識體系的構成不具備連貫性。同時，由于考證時間與課程開設時段不一致，學生需要花費大量時間參與考前培訓和復習，增加學生取得職業技能等級證書的難度。

2.課程內容與“1+X”知識體系不對應

目前開設的“工程制圖與CAD”課程內容主要是工程制圖的基本原理、路橋專業工程圖紙的識讀與繪制、二維CAD（是計算機輔助設計）軟件的操作教學，而BIM建模知識則是在“Revit‘Autodesk Revit’橋梁運用基礎”課程中學習，課程主要內容是運用Revit軟件創建橋梁模型。兩門課程內容設置上不連貫，對標“1+X”BIM職業技能等級考核要求，課堂教授的知識點并不全面；學生學習相應的專業課程后，在參加BIM職業技能等級證書考試時仍存有知識盲區。

3.教學模式落后

當前高職路橋專業教學所用的工程圖紙均為二維圖紙，學生在識圖學習中需要結合構筑物圖紙的立面圖、平面圖和側面圖，運用空間思維想象能力構建三維實體模型，然而高職學生的空間思維能力較弱，難以實現二維平面與三維實體之間的轉化，導致學生產生畏難情緒，學習積極性下降，學習效果不佳。傳統課堂中教師僅憑借多媒體與板書相結合的教學模式，難以培養學生的空間想象能力。因此，學校為了改善現有的教學困境，在課堂教學中運用BIM三維技術，創建道路橋梁工程構筑物的三維模型用于教學過程中的講解，能有效解決上述問題。

4.教學考核評價體系單一

在以往的工程制圖課程中，課程評價的主體一直是教師，評價方式主要以平時成績和期末考試成績按一定比例進行綜合評定，評價結果依賴教師的主觀判斷，而學生作為課堂活動的參與者，無法參與到課程的評價中，學生的學習主動性不高。因此，需要更為多元化的考核評價制度，及時量化教學過程中學生的學習成效。

綜上所述，為解決現階段課程中存在的問題，構建“工程制圖與CAD”模塊化教學課程對引導高職路橋專業教育改革具有現實意義。

三、模塊化教學課程構建路徑

以廣西建設職業技術學院市政與交通學院路橋專業為例，“工程制圖與CAD”課程在不同專業如市政工程技術、道路橋梁技術、土木工程檢測技術專業作為專業基礎課程開設，而“Revit橋梁運用基礎”僅在大二時作為專業選修課程；要想考取BIM職業技能等級證書，必須通過學習“工程制圖與CAD”課程掌握識圖技能，再通過學習“Revit橋梁運用基礎”掌握建模技能，這就需要BIM技能課程與識圖類課程之間形成緊密聯系，在學習內容上做好銜接。對標“1+X”BIM職業技能等級標準和專業課程教學標準，將BIM技能課程與識圖類課程進行組合，設置“基礎知識模塊”+“專業識圖模塊”+“繪圖技能模塊”的模塊化課程體系，見圖1。

圖1 工程制圖模塊化課程體系

（一）基礎知識模塊

基礎知識模塊是以畫法幾何為基礎，主要學習制圖基本知識、點線面的投影及其相對位置關系、繪制空間幾何圖形的三面投影。以往的傳統教學模式以教師講授型為主，學生練習則是通過手繪或CAD軟件繪制物體的三面投影，而這往往需要學生有較強的空間想象能力。因此，可以在課堂教學中通過利用Revit軟件，繪制平面和直線，幫助學生理解點線面的投影；引導學生在軟件中創建拉伸體、放樣體、旋轉體、融合體及組合形體，輔助學生充分理解三面投影的基本原理；再利用軟件對三維模型進行剖切，便于學生理解剖斷面圖生成過程及原理，培養學生的形體分析能力與空間想象力，鍛煉學生的軟件操作能力。在Revit軟件中創建三維模型的同時，還可以由三維模型直接生成物體的三面投影圖，實現二維與三維的相互轉換，培養學生BIM正向設計的意識。

（二）專業識圖模塊

專業識圖模塊是以識讀路橋專業工程圖紙為基礎，主要學習道路、橋梁、涵洞、排水管道、隧道各類構筑物的二維工程圖紙，其目的是讓學生掌握構筑物的外形構成、尺寸大小、材料等級和鋼筋信息。傳統教學采用的實例圖紙比較零散，僅針對某一路段或某個局部構筑物的圖紙進行識讀，構筑物的鋼筋信息、材料等級在二維圖紙中較難全面體現，不易于學生對整體工程的把握。因此，依托真實道路工程項目的施工圖紙，在課堂教學中通過Revit軟件創建工程的三維模型，利用渲染、漫游的方式使學生能夠進行模型觀察和分析構筑物的內部結構及布置，形成構筑物的空間結構形象。如排水管道工程中的檢查井內部構造比較復雜，且檢查井的類型多達數十種，創建檢查井的三維模型可以幫助學生認識其內部構造，進而舉一反三地學習其他類型的檢查井。在Revit三維模型中還可以添加幾何、材料信息，如橋梁橋臺所用的混凝土強度標號、鋼筋的種類和數量信息，提升學生對構筑物二維平面圖紙的識讀質量和效率，見圖2。

圖2 排水檢查井、橋墩三維模型

（三）繪圖技能模塊

目前CAD制圖軟件仍然是工程領域的主流繪圖軟件，高職路橋專業基礎課程也以CAD教學為主。面對BIM技術的興起及“1+X”制度的要求，“1+X”BIM職業技能等級考評標準規定初級證書需要掌握工程圖紙識讀與繪制、BIM建模軟件及建模環境設置、BIM建模方法、BIM模型的標注與注釋和成果輸出五個方面的技能。在課程改革中立足CAD制圖模塊，植入Revit軟件教學模塊。植入方式有：（1）由于CAD軟件和Revit軟件在安裝方法、操作界面和快捷命令等方面存在相似之處，教師注重運用類比教學法幫助學生由CAD的二維圖形繪制過渡到Revit的三維建模學習；（2）以道路工程、橋梁工程、排水工程、涵洞、隧道工程工程圖紙為例，運用CAD軟件完成二維圖紙抄繪任務，利用Revit軟件建立BIM模型，將二維平面圖轉化為三維的可視模型，展現BIM三維模型在實際項目中的應用效果，激發學生學習Revit的興趣，既提升了學生的軟件運用能力，又鍛煉了學生空間想象及構造力；（3）對標“1+X”考評要求，將BIM考證知識點融入繪圖技能教學模塊，豐富BIM知識體系，提高考取證書的通過率。

四、模塊化教學課程構建措施

（一）建立線上線下混合式教學模式

本門課程理論知識點具有一定抽象性，二維圖形與空間三維立體相互轉換存在困難，學生理解記憶有一定難度，線下教學的學時較為緊張，因此開展線上線下混合式教學模式，在課堂教學中運用小組合作教學法、案例教學法、項目教法學，在課堂中調動學生的積極性，提高學習效率。借助線上教學平臺和虛擬仿真資源輔助教學，幫助學生形成對各類工程構件的直觀認識，提高學生的空間思維能力。同時教師在線上教學平臺上傳錄制好的繪圖視頻，學生既可以課前在線上平臺上預先學習繪圖知識，也可以在繪圖練習中隨時查看繪圖教學視頻，協助學生解決在繪圖技能模塊學習中遇到的難題。線下課堂上，教師可以對學生的繪制情況進行實時監控，通過學生反饋可以對其進行個性化輔導教學，有效提高學生繪圖技能的學習效果。在教學實訓基地，如隧道實訓基地、市政管道實訓基地、橋梁實訓基地里還可以開展線下教學環節，讓學生扮演項目施工員的角色，走進真實路橋工程項目的內部；通過小組合作完成任務工單的填寫，讓學生全方位地了解各類構筑物的構成及相關的施工要點。課后教師可以在線上教學平臺上發布作業、問卷調查、投票等，根據學生課后完成情況，教師可以及時發現教學中存在的問題，及時優化教學策略。

（二）開發數字化教學資源

數字化教學資源包括微課、PPT（圖形演示文稿軟件）、虛擬仿真資源、VR（虛擬現實技術）等，對于工程制圖類課程而言，該類教學資源有助于提高學生學習的積極性，幫助學生提升空間想象力與空間邏輯思維能力，同時應重視數字化資源開發過程中企業的參與度，要從崗位的能力培養出發，服務市場導向。如將橋梁施工過程制作成微課動畫，使學生能夠直觀地明白樁基、系梁、蓋梁、主梁、橋臺、橋墩等構件的相對位置關系；建立橋梁數字化博物館VR資源，囊括國內外知名橋梁，幫助學生了解不同種類的橋梁類型，增強專業認同感；創建排水管道虛擬仿真資源，幫助學生學會識讀排水管道圖紙；將“1+X”BIM考證知識點結合軟件運用操作指導制作成微課視頻，輔助學生進行軟件學習。

（三）創建全過程多元化評價體系

多元化評價體系應注重評價主體、評價方式、評價內容的多元化，全過程則貫穿課前、課中、課后三階段。（1）將小組評價、學生互評與教師評價相結合，突出以學生為中心的學習主體地位，激發學生的自主學習熱情。（2）課程考核評價方式更注重過程性，在教學活動中融入隨堂測驗、小組討論、課堂互動，運用在線教學平臺記錄學生的學習數據，便于教師隨時掌握學生的學習情況，針對各個學生的學習特點和學習能力開展個性化教學。（3）評價內容不局限于只考查學生知識掌握程度，而是從學生的學習態度、課堂表現、知識掌握、技能能力四個方面進行評價，關注學生自主學習、獲取新知識及知識運用的能力。

（四）培養雙師型教師隊伍

職業院校以立德樹人為根本任務，全方位加強專業師資隊伍的建設，打造專業素質高、團隊結構合理的“雙師型”教師隊伍也是落實“1+X”證書制度的必由之路。具體包含四個方面的內容：（1）制定教師參與企業實踐制度，教師深入企業與一線BIM工程師學習交流，在實際項目中增加經驗，提升BIM技術技能水平，充分掌握行業發展新動向，明確企業用人需求，同時結合工程案例豐富教學資源，提高教學多元性。（2）推進教師參與“1+X”師資培訓、BIM相關技能培訓，通過培訓提高技能水平。（3）鼓勵教師參與BIM技能競賽，在比賽中提高技能，做到以賽促教。（4）鼓勵教師申報BIM相關課題，在課題研究中提高BIM綜合運用能力，做到以研促教。

（五）積極參與學生技能競賽

開展職業技能競賽是高職院校選拔和培養技術技能型人才的重要方法，與高職路橋專業工程制圖課程相關的職業技能比賽有識圖大賽、BIM軟件建模大賽、大學生先進成圖大賽等。這些競賽可以有效檢驗學生在相關課程學習中的掌握效果，測試學生運用專業知識和技能解決實際工程問題的能力，因此鼓勵學生積極參與相關技能競賽是十分必要的。通過競賽鍛煉培養學生獨立思考和分析的能力，加強對BIM軟件的運用能力，實現BIM精英人才的培養目標，做到以賽促學。

五、結語

工程制圖課程是一門兼具實用性和專業性的專業基礎課，課程的知識點多且學習內容較為抽象，課程改革需結合工程實際，緊跟工程技術的發展前沿，將BIM技能課程與識圖類課程進行組合，設置“基礎知識模塊”+“專業識圖模塊”+“繪圖技能模塊”的模塊化課程體系，使傳統抽象的制圖知識形象化和立體化，加強對知識和技能的學習，提高學生的學習效果，為后續高職路橋專業核心課程學習奠定堅實的知識基礎。