BIM在建筑施工技術(shù)課程混合式教學(xué)中的應(yīng)用

劉鎮(zhèn)

BIM在建筑施工技術(shù)課程混合式教學(xué)中的應(yīng)用

劉鎮(zhèn)

（大連職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧大連116035）

建筑施工技術(shù)課程是高職土建類多個(gè)專業(yè)的核心課程，課程內(nèi)容對接崗位能力，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性、應(yīng)用性。多年來，建筑施工技術(shù)課程一直受師資業(yè)務(wù)不強(qiáng)、實(shí)踐安全隱患多、知識難于理解、教學(xué)資源匱乏等難題影響。面對建筑信息化時(shí)代到來，建筑施工技術(shù)課程要將BIM技能與專業(yè)技能進(jìn)行融合，重建不同項(xiàng)目、不同工藝、不同訓(xùn)練的數(shù)字化教學(xué)資源，線上線下靈活運(yùn)用，完成混合式教學(xué)模式的改革，提高職業(yè)教育教學(xué)的質(zhì)量。

BIM（建筑信息模型）；建筑施工技術(shù)；混合式教學(xué)

一、BIM技術(shù)與混合式教學(xué)模式融合

世界信息技術(shù)不斷革命性的創(chuàng)新，建筑類職業(yè)教育也面臨新的沖擊。一方面，職業(yè)教育信息化浪潮涌入我國，慕課、移動平臺、微課、翻轉(zhuǎn)課堂、大數(shù)據(jù)分析、虛擬現(xiàn)實(shí)、云計(jì)算等引發(fā)了職業(yè)教育的教學(xué)模式的重大變革。[1]這就需要把傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)勢和信息化教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來，構(gòu)建真正以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為主線，適合于職業(yè)教育的混合式教學(xué)模式。另一方面，BIM技術(shù)的應(yīng)用推動建筑業(yè)發(fā)生了巨大變革。BIM英文全稱為“Building Information Model”，國內(nèi)一般翻譯為“建筑信息模型”，其主要指全壽命期工程項(xiàng)目或其組成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享數(shù)字化表達(dá)。目前建筑施工行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用正處于由概念階段轉(zhuǎn)向?qū)嵺`應(yīng)用階段的重要階段，缺乏BIM人才已經(jīng)成為我國BIM發(fā)展的主要瓶頸。解決BIM人才缺乏問題的根本在于高校的“BIM+專業(yè)”的教學(xué)改革。以BIM技術(shù)為特色的項(xiàng)目化課程體系建設(shè)及課程開發(fā)建設(shè)，形成更適應(yīng)建筑現(xiàn)代化的高職課程體系，是高職土建類課程改革的必由之路。[2]

BIM技術(shù)資源具有可視化、協(xié)調(diào)化、虛擬化、精確化的特點(diǎn)。這些資源優(yōu)勢正是傳統(tǒng)建筑施工技術(shù)課程所缺乏的。將資源優(yōu)勢與專業(yè)技能相整合，構(gòu)建虛擬環(huán)境、布置真實(shí)項(xiàng)目、可視化施工工藝，協(xié)調(diào)小組合作分工，通過線上線下的融合創(chuàng)新，形成具有建筑特色的“BIM+專業(yè)技能”的建筑施工技術(shù)課程混合式教學(xué)模式。

二、混合式教學(xué)在建筑施工技術(shù)課程中應(yīng)用路徑分析

混合式教學(xué)在高職建筑施工技術(shù)課程中應(yīng)用，必須圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)施，通過“BIM+專業(yè)技能”，對課程內(nèi)容進(jìn)行升級改造，適應(yīng)建筑現(xiàn)代化需求。根據(jù)高職建筑施工技術(shù)課程內(nèi)容改革，創(chuàng)設(shè)不同工作情景，利用不同項(xiàng)目任務(wù)創(chuàng)建學(xué)習(xí)內(nèi)容，規(guī)范學(xué)習(xí)流程，線上線下靈活實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)建筑施工技術(shù)課程教學(xué)模式的改革。常見的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)是將課程環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)分為課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)方法、課程教學(xué)組織、課程教學(xué)環(huán)境、課程教學(xué)管理、課程教學(xué)評價(jià)如圖1所示。[3]

三、BIM技術(shù)在建筑施工技術(shù)課程中資源建設(shè)

BIM技術(shù)將傳統(tǒng)的二維圖紙升級為構(gòu)建真實(shí)項(xiàng)目，以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)基本信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維建筑模型，附加工程進(jìn)度、工程造價(jià)，形成了多維度的工程管理數(shù)據(jù)模型，也就形成了能夠滿足建筑施工技術(shù)課程教學(xué)的真實(shí)、多維、協(xié)同的數(shù)字化專業(yè)教學(xué)資源。[4]我們可以在建筑施工技術(shù)課程中下面幾個(gè)環(huán)節(jié)使用。

（一）教學(xué)情境可視化

傳統(tǒng)建筑施工技術(shù)課堂的情景，往往就是施工現(xiàn)場的短暫視頻、照片，無法全面展示，師生交流困難。但是BIM技術(shù)完整展現(xiàn)了整個(gè)項(xiàng)目完整的數(shù)據(jù)信息，師生可以隨時(shí)看、隨意看，區(qū)別其他模型構(gòu)建的虛擬仿真情景。讓學(xué)生更能身臨其境地感受不同項(xiàng)目、不同地區(qū)、不同結(jié)構(gòu)的各種教學(xué)情境。

（二）工作任務(wù)真實(shí)化

基于工作任務(wù)的課程建設(shè)符合高職教育內(nèi)涵發(fā)展的需要，傳統(tǒng)建筑施工技術(shù)，僅僅通過教師任務(wù)布置、學(xué)生模擬完成而終，很多任務(wù)不真實(shí)、不具體，導(dǎo)致效果不佳；基于BIM技術(shù)的建筑信息數(shù)據(jù)模型，教師可以隨意布置各種真實(shí)任務(wù)，讓學(xué)生完成，還可以更改數(shù)據(jù)模型進(jìn)行糾錯(cuò)訓(xùn)練，將傳統(tǒng)課堂無法表達(dá)的真實(shí)工作具體化。[5]

（三）施工過程模擬化

建筑施工技術(shù)課程核心內(nèi)容之一就是讓學(xué)生掌握各種工藝流程，單純書本內(nèi)容讓學(xué)生一頭霧水，施工現(xiàn)場視頻往往只是典型施工，虛擬仿真軟件又達(dá)不到工藝要求。因此基于BIM技術(shù)的施工過程模擬化能將現(xiàn)場施工過程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行展示，同時(shí)不同工藝項(xiàng)目在建筑信息模型中都能夠?qū)崿F(xiàn)和展示，滿足教與學(xué)的渴望。

（四）小組合作協(xié)同化

建筑施工技術(shù)課程實(shí)施過程中往往需要學(xué)生分組完成教師給出的工作任務(wù)。在一個(gè)團(tuán)隊(duì)中學(xué)生如何進(jìn)行工作任務(wù)分配，學(xué)生如何共同完成工作任務(wù)，一直是困擾專業(yè)教師的難題，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想，只有分組的形似，而無合理共同協(xié)助的神似。通過BIM技術(shù)的協(xié)同管理，學(xué)生利用云端建筑信息模型，就可以合理分配任務(wù)，相互協(xié)調(diào)配合才能使既定工作任務(wù)完美呈現(xiàn)。

（五）考核分析數(shù)據(jù)化

建筑施工技術(shù)課程傳統(tǒng)考核大都根據(jù)理論考核成績，小組任務(wù)完成情況、平時(shí)課堂表現(xiàn)等進(jìn)行，這樣的考核往往都是片面的、主觀的，學(xué)生積極性不高，教師考核任務(wù)繁重。通過BIM技術(shù)的引入，我們可以實(shí)現(xiàn)考核試題真實(shí)化、工作任務(wù)機(jī)評化、小組完成記錄化，使得課程考核全程化、信息化、完整化。

四、基于BIM技術(shù)建筑施工技術(shù)課程混合式教學(xué)設(shè)計(jì)策略

混合式教學(xué)將傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢和信息化教學(xué)模式的優(yōu)勢結(jié)合起來,一方面要充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性；另一方面要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的輔助作用。將這二者結(jié)合起來，優(yōu)勢互補(bǔ)，才能獲得更佳的學(xué)習(xí)效果?；旌鲜浇虒W(xué)模式可以將“BIM+”建筑施工技術(shù)課程教學(xué)大致分為三段，即課前的知識自學(xué)階段、課堂的互動學(xué)習(xí)階段、課后的能力提升階段。

（一）課前的知識自學(xué)階段

課前的知識自學(xué)階段是學(xué)生在混合式教學(xué)過程的必要階段，這個(gè)階段是保證課堂學(xué)習(xí)有效進(jìn)行的基礎(chǔ)階段。教師不能簡單地給學(xué)生布置籠統(tǒng)的預(yù)習(xí)任務(wù)，而是根據(jù)課程內(nèi)容有針對性的布置項(xiàng)目情景的瀏覽、工藝的流程、驗(yàn)收的要點(diǎn)等具體任務(wù)。這些都需要完整的信息化教學(xué)資源作為支撐，通過利用BIM+的建筑信息模型、虛擬仿真施工、真實(shí)項(xiàng)目瀏覽檢查等來進(jìn)行資源制作或者是作為學(xué)習(xí)的背景資料。[5]同時(shí)教師要利用“課前任務(wù)單”讓學(xué)生明確課程目標(biāo)、主要內(nèi)容以及重點(diǎn)難點(diǎn)，學(xué)生帶著任務(wù)完成課前的知識自我學(xué)習(xí)，并利用互動平臺進(jìn)行師生交流，為課堂教學(xué)活動的良好開展奠定知識和技能基礎(chǔ)。教師還要通過合理考核方式來評價(jià)學(xué)生的課前知識自學(xué)情況，并能夠根據(jù)情況來調(diào)整課堂教學(xué)。

（二）課堂的互動學(xué)習(xí)階段

教師布置的基本知識和技能在課前讓學(xué)生完成后，課堂的互動學(xué)習(xí)才是混合式教學(xué)模式的核心。教師要總結(jié)課前基本情況，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入工作情景，進(jìn)一步梳理知識點(diǎn)和技能點(diǎn)，布置課堂任務(wù)和訓(xùn)練。高職建筑施工技術(shù)課程中應(yīng)用項(xiàng)目式教學(xué)法，教師圍繞著實(shí)際工程項(xiàng)目布置真實(shí)任務(wù)，學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作完成來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。具體包括施工情境構(gòu)建、重點(diǎn)知識梳理、工作任務(wù)下達(dá)、任務(wù)交互實(shí)施、學(xué)習(xí)效果評價(jià)等五個(gè)主要的教學(xué)活動和教學(xué)環(huán)節(jié)。

1．施工情境構(gòu)建

在建筑施工技術(shù)課程傳統(tǒng)教學(xué)中，一直存在學(xué)生缺乏對工程項(xiàng)目情景展示、缺少對工藝構(gòu)造的分解、欠缺施工過程的模擬等問題，更是無從回顧測量、材料、識圖等基礎(chǔ)課程的鋪墊。通過BIM技術(shù)引入，可以隨時(shí)讓學(xué)生在三維的建筑工程項(xiàng)目中漫游，認(rèn)知熟悉各個(gè)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造分解，模擬分析每一種工藝的施工流程。[6]同時(shí)也能完成各種建筑材料工程中的應(yīng)用特點(diǎn)、測量步驟的演示過程，建筑與結(jié)構(gòu)識圖的時(shí)時(shí)再現(xiàn)，使學(xué)生始終處于完整的施工情境，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)與分析。

2．重點(diǎn)知識梳理

混合式教學(xué)模式雖然從課前的知識準(zhǔn)備階段已經(jīng)開始了，但是面對高職學(xué)生的自學(xué)能力，教師還需根據(jù)學(xué)生課前任務(wù)完成情況，對知識點(diǎn)和技能點(diǎn)進(jìn)行必要的講解和歸納?；贐IM技術(shù)的建筑信息模型，能夠?qū)⑹┕に婕暗母鱾€(gè)工藝、構(gòu)造、檢查等完整的流暢的呈現(xiàn)，同時(shí)還能夠?qū)y量、建材、識圖等基礎(chǔ)知識直接融合表達(dá)，讓學(xué)生能夠很好地、直觀地理解并掌握相關(guān)知識點(diǎn)和技能點(diǎn)。

3．工作任務(wù)下達(dá)

在建筑施工技術(shù)課程教學(xué)中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實(shí)工作任務(wù)，讓學(xué)生以完成任務(wù)方式進(jìn)行學(xué)習(xí)和提升，是現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的要求。傳統(tǒng)教學(xué)任務(wù)多是“假、少、空”，往往就是形似，學(xué)生完成任務(wù)技能掌握不佳，沒有實(shí)際效果。借助BIM技術(shù)，多個(gè)項(xiàng)目的建筑信息模型，教師可以設(shè)置各種真實(shí)任務(wù)，施工工藝實(shí)施、工程質(zhì)量檢查、施工組織管理等等這些真實(shí)任務(wù)都可以實(shí)施表達(dá)。教師還可以利用BIM技術(shù)，修改建筑模型，深化升級工作任務(wù)，滿足學(xué)生個(gè)性化需求，有效提高課堂效率，解決很多傳統(tǒng)教學(xué)難點(diǎn)。

4．任務(wù)交互實(shí)施

教師創(chuàng)設(shè)的工作任務(wù)，往往都是學(xué)生分組以團(tuán)隊(duì)形式完成。傳統(tǒng)教學(xué)中小組學(xué)生任務(wù)分配困難、教師無法監(jiān)控、實(shí)施過程往往僅僅是優(yōu)秀學(xué)生表演和體驗(yàn)。通過BIM技術(shù)的任務(wù)實(shí)施過程，小組各位學(xué)生的工作任務(wù)可以互相交流補(bǔ)充，教師可以隨時(shí)監(jiān)控學(xué)生完成任務(wù)情況，也可以通過云平臺及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行針對性的交流互動，甚至還可以快速后退觀察之前記錄與學(xué)生互動。

5．學(xué)習(xí)效果評價(jià)

課堂任務(wù)完成后，學(xué)生要對任務(wù)完成情況進(jìn)行分析和比對，教師則要對任務(wù)完成情況進(jìn)行凝煉和總結(jié)，著重解決學(xué)生任務(wù)實(shí)施過程中的錯(cuò)誤和問題。傳統(tǒng)課堂中，常見的是某一組學(xué)生介紹完成情況，教師給予點(diǎn)評，由于工作任務(wù)不真實(shí)、學(xué)生完成不明確、任務(wù)過程無記錄，因此學(xué)習(xí)評價(jià)更多是老師的又一次講解，效果差、速度慢、受益窄。基于BIM技術(shù)的任務(wù)開展，通過云平臺的數(shù)據(jù)有痕記錄，教師可以完整看到每個(gè)團(tuán)隊(duì)、每個(gè)學(xué)生的任務(wù)完成情況，使得學(xué)習(xí)評價(jià)信息化、全程化、科學(xué)化。

（三）課后的能力提升

課后拓展階段是混合式教學(xué)模式對學(xué)生知識技能提升的有益補(bǔ)充。但是，課后任務(wù)如何監(jiān)管、學(xué)生差異化如何表達(dá)這一直是傳統(tǒng)教學(xué)模式的困惑，因此以往的任務(wù)大多是復(fù)習(xí)、統(tǒng)一作業(yè)等。通過BIM技術(shù)，改變以往的單一模式，教師可以在后臺修改不同建筑信息模型數(shù)據(jù)，提升或降低課后任務(wù)難易程度，并根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)，差異化給出實(shí)際任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了課后提升個(gè)體化，幫助學(xué)生自身得到更多的技能和知識。

五、基于BIM技術(shù)的建筑施工技術(shù)課程混合式教學(xué)模式反思

混合式教學(xué)模式改變傳統(tǒng)教學(xué)很多弊端，突出學(xué)生主動性，更加貼合職業(yè)教育發(fā)展。建筑施工技術(shù)課程在BIM技術(shù)的介入下，將混合式教學(xué)模式的優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致。但是，在具體實(shí)施過程中要注意以下幾個(gè)問題。

（一）基于BIM技術(shù)教學(xué)資源完備

混合式教學(xué)模式的實(shí)施，須有足夠的教學(xué)資源加以保障，而高職建筑施工技術(shù)課程的教學(xué)尤為如此。BIM技術(shù)帶來了行業(yè)變革，更帶來了教學(xué)資源，但是建筑信息模型數(shù)據(jù)是需要教師進(jìn)行分類、加工后才可以變成教學(xué)資源的。未來BIM技術(shù)的建筑信息模型會越來越豐富，教師要選擇真實(shí)性、代表性的資源提供給學(xué)生，教師要能夠?qū)@些資源進(jìn)行變化和可控，這樣才有助于混合式教學(xué)模式的應(yīng)用。

（二）教師BIM技術(shù)能力提升

BIM技術(shù)給建筑施工技術(shù)課程帶來了教學(xué)情景、課程資源、互動模式、工作任務(wù)等等的變化，為課程改革帶來了積極的影響。但是教師的BIM技術(shù)能力也制約著BIM和課程的融合問題。

教師不是簡單學(xué)習(xí)建模軟件、漫游軟件就能夠掌握BIM技術(shù)，要具備綜合設(shè)計(jì)、施工、管理等多個(gè)能力以及對相關(guān)軟件靈活運(yùn)用的能力，因此，教師只有不斷提升BIM技術(shù)能力，才能更好地進(jìn)行課程教學(xué)實(shí)施。

（三）教學(xué)互動設(shè)計(jì)是關(guān)鍵

混合式教學(xué)模式開展，不是簡單按照設(shè)計(jì)模式進(jìn)行實(shí)施就能達(dá)到教學(xué)效果的。即使是一門課程，也會有多個(gè)項(xiàng)目多個(gè)任務(wù)，每個(gè)項(xiàng)目的環(huán)境、任務(wù)都是有差別的。教師應(yīng)該從內(nèi)容出發(fā)選擇合適的載體、恰當(dāng)?shù)娜蝿?wù)、適當(dāng)?shù)氖侄?，達(dá)到最優(yōu)的教學(xué)效果。有的教師利用BIM技術(shù)做出各種眼花繚亂的信息資源，忽略了教學(xué)的本質(zhì)，是缺失教師的講解和師生的互動的?；旌鲜浇虒W(xué)模式中學(xué)生占主導(dǎo)地位，通過課前任務(wù)讓學(xué)生主動求知，在課堂實(shí)施中教師引領(lǐng)加強(qiáng)理解和深化，在課堂操作訓(xùn)練中完成任務(wù)，教與學(xué)的及時(shí)互動，是現(xiàn)代職業(yè)教育教學(xué)模式的一種創(chuàng)新與大膽嘗試。

[1]劉鎮(zhèn).混合式教學(xué)模式在高職建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)課程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2016(11):78-79.

[2]張東華.基于BIM技術(shù)在高職建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)課程混合式教學(xué)應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化,2017(16):128-129.

[3]劉斌.基于在線課程的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐探索[J].中國教育信息化,2016(6):81-84.

[4]鐘煒.BIM仿真在工程項(xiàng)目管理課程教學(xué)改革中的應(yīng)用研究[J].土木建筑工程信息技術(shù),2013(6):7-11.

[5]張尚.BIM的工程管理教學(xué)改革問題研究[J].建筑經(jīng)濟(jì),2015 (2):92-93.

[6]劉照球.土木工程專業(yè)BIM技術(shù)知識體系和課程架構(gòu)[J].建筑技術(shù),2013(10):913-916.

[責(zé)任編輯，撫順職院：陳輝]

The Application of BIM in Blended Teaching Method of Construction Technology Course

LIU Zhen
(Dalian Vocational Technical College,Dalian 116035,China)

Construction technology course is a core course of many specialties in higher vocational colleges,emphasizing practicability and application.Due to the weak teaching ability,hidden danger in practice,difficult know ledge,and a lack of teaching resources,construction technology course is not satisfactory.In the age of construction information the course needs to integrate BIM skills and professional skills,reconstruct digital teaching resources of different projects,different crafts and different training,flexibly apply online and offline,complete the reform of blended teaching mode and improve the quality of vocational teaching.

BIM；construction technology；blended teaching

G712

A

1009—7600（2017）06—0030—03

2017-03-15

全國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會2016年科研課題（zjzw2016009）；遼寧省教育科學(xué)規(guī)劃2017年度科研課題（JG17EB063）

劉鎮(zhèn)（1978—），男，遼寧大連人，副教授，碩士。