基于BIM技術的裝配式建筑施工課程教學改革研究

摘 要：隨著建筑行業的快速發展，BIM技術作為一種先進的數字化工具，已經廣泛應用于建筑設計、施工和管理的各個環節。在裝配式建筑施工課程中，引入BIM技術，并且展開相應的教學改革工作，對于提高學生的實踐能力、創新能力和團隊協作能力具有重要意義?；诖耍疚耐ㄟ^結合具體教學案例，深入分析了項目式學習、協作式學習和翻轉課堂等教學方法在BIM技術教學中的應用，同時明確了課程改革、教學評價等方面的改革內容，通過實施這些教學改革，學生的BIM應用能力和實踐能力得到了顯著提高，同時培養了學生的團隊協作精神和創新意識。

關鍵詞：BIM技術；裝配式建筑施工；教學改革；教學措施

中圖分類號：G712;TU741-4;TU17文獻標識碼：A文章編號：2095-9052（2024）08-0198-03

引言

裝配式建筑施工課程是一門集建筑專業知識和 BIM技術應用為一體的綜合課程。傳統教學模式主要是采用理論講解、案例分析等方式進行教學，但是該模式的弊端也比較明顯，而 BIM技術的應用可以使裝配式建筑施工課程的教學方法得到優化，并且可以通過 BIM技術模擬裝配式建筑施工的全過程，使學生對建筑工程整體有更為深入的了解。

一、裝配式建筑施工課程改革方向和關鍵要點

通過BIM技術，可以讓學生更好地理解裝配式建筑的整個生命周期，包括設計、生產、施工、運營等各個環節，從而培養其全面的建筑素養。隨著BIM技術在建筑行業中的廣泛應用，我們必須更新教學理念，從傳統的以知識傳授為主轉變為以能力培養為核心。在教學過程中，應強調學生的主動性、實踐性和創新性，注重培養學生的團隊協作、問題解決和終身學習能力。除了要更新教學理念，在教學改革過程中，內容和方法也是改革重點，在教學內容上，應緊密結合BIM技術和裝配式建筑的最新發展，將BIM技術融入課程體系中。同時，可以采用案例教學、項目教學等方法，讓學生通過實際操作和實踐來掌握BIM技術和裝配式建筑的相關知識。此外，還可以引入虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等先進技術，為學生提供更加直觀、生動的學習體驗。

另外，在現代化的建筑體系不斷落實背景下，為實現高質量、高效率的教學改革，我們還需要積極推進教學資源建設工作，充分利用BIM技術的優勢，構建豐富的教學資源庫。包括但不限于：BIM模型庫、裝配式建筑構件庫、案例庫等。這些資源不僅可以用于課堂教學，還可以供學生自主學習和實踐。同時，應鼓勵教師和企業合作，共同開發適用于教學的BIM軟件和插件，以滿足教學需求［1］。

二、裝配式建筑施工課程改革內容和保障措施

（一）教學計劃和制度的落實

為確保BIM技術在裝配式建筑施工課程中的順利應用，首要任務是制定一個詳細且全面的教學改革計劃。這一計劃應包括明確的目標、實施步驟、時間表以及預期的成果。通過調查分析學生的需求、當前行業的發展趨勢以及教學資源的可用性，我們可以確保計劃的針對性和實效性。同時，為確保計劃的順利執行，應建立一個由專業教師和行業專家組成的指導委員會，對計劃進行定期審查和調整。將BIM技術融入裝配式建筑施工課程需要對現有的教學制度和規范進行相應的調整和完善。這包括更新課程標準，明確BIM技術的教學目標和要求，制定新的教學大綱，確保BIM技術與課程的緊密結合，以及建立BIM技術使用指南，規范學生在課程中的BIM技術應用。通過這些措施，可以確保BIM技術在教學中得到合理、有效地應用［2］。

（二）教學模式和內容的確定

根據相關教學經驗，目前建筑行業所需要的人才主要有兩種，一種是具備扎實專業知識的復合型人才，另一種則是具備熟練操作能力的技能型人才。采取分層教學工作，實現針對性、實踐性的教學模式和設施建設格外關鍵。因此，在進行建筑工程專業教學時，需要從培養復合型人才和技能型人才兩個方面著手。其中復合型人才主要是指掌握多項專業技能的人才，而技能型人才則主要是指擁有過硬技能的人才。而在實際教學中，教師應該明確這兩類學生的不同需求，并以此為依據開展教學工作。其中，第一種復合型人才的培養主要是對學生進行多項專業技能的培養。因為在建筑工程中，每一個環節都是相互關聯的，比如建筑材料、機械設備、人員等都會對施工造成影響。因此在教學過程中，教師應該以該環節為基礎，讓學生掌握多項技能［3］。比如在介紹建筑材料時可以讓學生了解到鋼筋、混凝土等材料的種類、性能以及相關應用，并且通過模擬實驗讓學生了解到不同材料對施工造成的影響；在講解機械設備時可以讓學生了解到機械設備的分類和用途等知識。第二種技能型人才需要掌握較強的專業技能。這種類型的人才需要在實踐中不斷積累經驗，具備一定的專業素養。比如在裝配式建筑施工課程中可以讓學生了解到各種構件的安裝方法、安裝順序以及相關注意事項等；在施工現場可以讓學生了解到各種設備和工具如何使用。針對以上兩種人才類型，教師在教學過程中應該根據實際情況設計合理的教學內容。比如對于第一種復合型人才，教師可以重點講解建筑材料、機械設備、人員等方面知識；而對于第二種技能型人才則可以重點講解鋼筋、混凝土等材料在施工中存在的問題以及解決方法。

三、裝配式建筑施工課程教學方法改革與創新

裝配式建筑施工課程在傳統教學模式下，主要是通過理論講解、案例分析等方式進行教學，雖然可以提高學生對課程的學習興趣，但是該模式存在的弊端也比較明顯，比如教學過程中采用的案例較為陳舊，沒有體現出最新的施工技術和施工工藝等內容。

（一）開展實踐性教學活動

BIM技術在裝配式建筑施工課程中的應用可以使教學過程更具趣味性和實用性，而且可以讓學生在實際操作中學會運用 BIM技術進行模擬施工，從而更好地掌握裝配式建筑施工的方法和技能［4］。基于此，教師可以采用 BIM技術優化教學模式，從而使學生對該課程的學習有更深刻地理解。但需要注意的是，這種教學方法的應用依賴于先進的教學設施。為確保教學的順利進行，學校應加大對BIM技術教學設施的投入，包括高性能計算機、專業的BIM軟件、虛擬現實設備等。某院校與多家BIM技術供應商合作，共同建立了BIM教學資源庫，其中包含了超過200個BIM模型、50個裝配式建筑案例和10個完整的項目流程。這些資源的使用率在學生中達到了90%，顯著提高了他們的學習效率和興趣。此外，還應建立完善的技術支持體系，確保教師和學生在使用過程中遇到問題時能夠得到及時幫助和解決。校企合作是提高學生實踐能力的有效途徑。學校應積極與當地的建筑設計院、建筑施工企業等建立緊密的合作關系，共同建立實踐教學基地。通過這些基地，學生可以參與到實際的裝配式建筑施工項目中，運用BIM技術解決實際問題，從而提高其職業素養和綜合能力。某院校和當地的一家大型建筑公司建立了實踐教學基地，為學生提供了真實的裝配式建筑施工現場體驗。在過去的一學期中，共有150名學生參與了現場實踐教學，其中95%的學生表示這種實踐教學方式對于他們的職業準備非常有幫助。

（二）改變傳統教學方式

傳統教學模式下，教師主要是通過多媒體課件進行講解，學生則是通過看視頻或者看圖片等方式進行學習，這種教學模式下，學生很難對知識點有更深入地理解和記憶。而在采用 BIM技術進行裝配式建筑施工課程教學中，教師可以通過 BIM軟件的應用來設計相應的教學案例，比如通過3D模型設計，使學生能夠對裝配式建筑施工的工藝和技術有更加深入地了解，而且能夠利用模型對裝配式建筑施工進行模擬。而且在教學過程中教師還可以采用視頻、圖片等多種方式來豐富教學內容，比如將裝配式建筑施工現場進行展示，然后通過動畫來展現整個工程的流程。在教學過程中教師還可以引入一些案例來激發學生的學習興趣，從而使學生更加深刻地理解該課程知識［5］。以某院校為例，在教學設計上，采用了項目式學習的方法，將一個實際的裝配式建筑施工項目作為課程的核心內容。學生被分成若干小組，每個小組負責項目的不同部分，如建筑設計、構件生產、施工管理等。利用BIM技術建立了項目的三維模型，讓學生在虛擬環境中進行設計和施工模擬，從而熟悉整個項目的流程和技術要求。在這個過程中，教師可以設置挑戰性任務，如優化BIM模型以減少材料浪費、提高施工效率等。學生團隊通過討論和協作，提出解決方案并展示成果。這一環節激發學生的創新意識和團隊協作精神。在課堂上，教師組織學生進行案例討論，分享BIM建模和施工模擬的經驗和技巧。通過師生互動和生生互動，加深學生對BIM技術的理解和應用。此外，在課后可以布置與課程內容相關的實踐任務，如完善BIM模型、進行施工模擬優化等。學生通過實踐活動鞏固所學知識，提高BIM應用能力。

（三）增加虛擬仿真教學

虛擬仿真教學主要是利用計算機軟件技術將裝配式建筑施工過程中的實際施工過程進行模擬，讓學生在計算機中對該施工過程進行查看，從而更好地掌握該課程的學習內容。在虛擬仿真教學模式下，教師可以將裝配式建筑施工的施工步驟和實際操作進行模擬，讓學生通過軟件技術了解整個施工過程中的具體流程，從而使學生更好地掌握該課程的學習內容。如：某院校在課程的初期，學生可以使用BIM軟件，如Revit、Archicad，對某高層建筑進行三維建模，包括墻體、樓板、屋頂、門窗等構件的搭建。這不僅讓學生熟悉了BIM軟件的基本操作，還使他們能夠在建模過程中理解建筑的結構和設計意圖。通過三維模型，學生可以直觀地看到各個構件之間的關系，為后續的施工模擬和優化打下基礎。需要注意的是，對于裝配式建筑施工課程，選擇合適的BIM軟件至關重要。目前市場上流行的BIM軟件有Revit、Archicad、Tekla Structures等。在選擇BIM軟件時，需要根據課程目標、學生基礎以及學校資源情況進行綜合考慮。

同時，教師還可以利用 BIM技術將裝配式建筑施工過程中所涉及的各種材料、構件等進行模擬，讓學生對這些材料的物理性質和力學性質等有更深入地了解。如：在建模完成后，教師進一步引導學生利用BIM軟件的碰撞檢測功能，對建筑模型進行了全面的檢查。在這個過程中，學生能夠發現多處設計沖突和潛在的施工問題，如管線沖突、構件錯位等。這些問題在傳統的二維圖紙審查中很難被發現。通過碰撞檢測，學生不僅學會了如何避免施工中可能出現的問題，還體會到了BIM技術在提高施工效率和質量方面的巨大潛力。教師還可以通過虛擬仿真教學對該課程的教學內容進行檢驗，從而使學生能夠更好地掌握裝配式建筑施工工藝和方法。如：在課程的后期，學生利用BIM技術進行了施工模擬。他們根據施工進度計劃，在BIM模型中模擬了各個施工階段的情景，包括構件的吊裝、安裝和連接等。通過施工模擬，學生不僅對施工流程有了更深入地理解，還學會了如何合理規劃施工資源和時間，以確保項目的順利進行。總的來說，通過合理選擇BIM軟件、創新教學方法和完善教學資源建設等措施，可以有效地提高裝配式建筑施工課程的教學質量和學生的學習效果。

四、優化裝配式建筑施工課程教學評價體系

為了更好地衡量學生的學習成果和BIM技能應用水平，需要對教學評價進行優化。目前，裝配式建筑施工課程教學評價體系中主要存在缺乏對學生實踐能力的評價、傳統考核方式難以反映出學生實際掌握程度等問題?；诖?，亟須對裝配式建筑施工課程教學評價體系進行優化。具體而言，可以從以下幾個方面入手：第一，改革課程考核方式。在對裝配式建筑施工課程進行考核時，可以采用案例分析、小組討論等方式來進行，這樣可以讓學生在更加真實的情境下思考問題、解決問題。第二，增加實踐操作成績比例。在對裝配式建筑施工課程進行考核時，可以適當增加實踐操作成績所占比例，這能夠進一步強化學生對所學知識的理解和掌握程度。第三，加大綜合評價力度。在裝配式建筑施工課程考核時可以將期末閉卷考試和綜合評價相結合起來，通過這種方式可以全面地評價學生對所學知識的掌握情況。除了傳統的筆試、作業和實驗等評價方式外，還應引入基于BIM技術的評價指標，如BIM模型質量、碰撞檢測效果、施工模擬精度等。在綜合評價體系建設過程中，可以采用基于BIM技術的仿真模擬、案例分析等評價方法，以更真實地反映學生的實踐能力和創新思維；除了教師評價外，還可以引入行業專家、同學互評等多元化評價主體，使評價結果更加客觀和全面。

結語

綜上所述，裝配式建筑施工課程是一門綜合性較強的課程，涉及建筑工程各個環節的知識，但是由于其所涉及的知識點比較多、難度大，傳統的教學模式難以滿足學生學習需要。而 BIM技術應用于裝配式建筑施工課程可以使教學內容更全面、教學方法更科學、教學過程更直觀，從而提高學生的學習興趣和積極性，并有助于培養學生的綜合素質。因此，學校應重視 BIM技術在裝配式建筑施工課程中的應用，不斷對教學內容進行調整和優化，從而使學生對裝配式建筑施工技術有更為深刻地認識和了解。另外，學校還應加強對 BIM技術應用的師資隊伍建設，并積極引入企業參與到課程中來。

參考文獻：

［1］胡佳星，王世龍.基于BIM及CAD技術在裝配式建筑施工課程的教學實踐［J］.建筑技術開發，2023，50（08）：15-18.

［2］李向，王付全，宋艷清.基于BIM技術的裝配式建筑識圖教學創新與實踐［J］.現代職業教育，2023，（12）：53-56.

［3］施岳群.基于BIM技術的裝配式建筑施工課程教學改革與實踐［J］.中國住宅設施，2022，（03）：130-132.

［4］劉文吉.基于BIM技術的高職裝配式建筑課程教學改革研究［J］.綠色科技，2021，23（11）：256-259.

［5］周群美，盛昌，張衛民.基于BIM技術的裝配式建筑施工課程教學改革與實踐［J］.金華職業技術學院學報，2021，21（03）：13-18.