高職《基礎(chǔ)工程施工》信息化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

朱艷麗

【摘要】將信息化資源融入《基礎(chǔ)工程施工》課程中，利用BIM技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等信息化教學(xué)手段優(yōu)化教學(xué)過(guò)程與效果，遵循“展示任務(wù)，激發(fā)興趣→分析任務(wù)，提出問(wèn)題→解決問(wèn)題，知識(shí)構(gòu)建→效果評(píng)價(jià)，完善認(rèn)知”的思路，對(duì)基礎(chǔ)工程施工課程中的 “土方工程施工”這一教學(xué)單元進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ) 施工 土方 信息化 設(shè)計(jì)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）31-0243-02

國(guó)務(wù)院《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》高瞻遠(yuǎn)矚地提出：“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視?！保瑸榱死眯畔⒒虒W(xué)手段優(yōu)化高職專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)過(guò)程與效果，本文以《基礎(chǔ)工程施工》課程中“土方工程施工”這一教學(xué)單元為例進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、課程基本情況介紹

《基礎(chǔ)工程施工》課程是高職院校建筑工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)核心課程，通常開(kāi)設(shè)在第二學(xué)年，授課對(duì)象為該專(zhuān)業(yè)二年級(jí)學(xué)生。內(nèi)容主要包括巖土工程勘察、土方工程施工、基坑支護(hù)工程、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工、地基處理等，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。為實(shí)踐信息化手段在課堂上的應(yīng)用，以“土方工程施工”為例來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，目的是達(dá)到教學(xué)過(guò)程與效果的優(yōu)化，促進(jìn)高職建筑工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)改革。

二、主要采用的信息化手段

本門(mén)課理論知識(shí)的講授主要安排在多媒體教室，授課資源主要包括PPT課件、施工圖片、施工視頻等，采用的信息化手段主要為BIM技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)。

1.應(yīng)用BIM技術(shù)制作土方開(kāi)挖施工動(dòng)畫(huà)

（1）通過(guò)全站儀或GPS測(cè)量出場(chǎng)地高程點(diǎn)坐標(biāo)文件存為txt格式，并將其導(dǎo)入Autodesk Revit軟件中去，利用Revit中的場(chǎng)地選項(xiàng)建立場(chǎng)地表面模型。（2）通過(guò)測(cè)量的坐標(biāo)確定出基坑的位置，用建筑地坪命令創(chuàng)建出一個(gè)基坑模型，同時(shí)將土方開(kāi)挖機(jī)械等族文件通過(guò)場(chǎng)地構(gòu)件的方式載入到基坑模型中。（3）在Revit中應(yīng)用“樓板”來(lái)建立基坑內(nèi)土方模型，需將樓板的材質(zhì)改為土層，由實(shí)際土方開(kāi)挖的順序逆向建立土方模型。（4）將Revit中建立的模型導(dǎo)入到Navisworks中，利用Animator命令創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)，先后捕捉挖掘機(jī)、卡車(chē)等場(chǎng)地構(gòu)件，用旋轉(zhuǎn)、平移等命令來(lái)模擬出施工機(jī)械工作的動(dòng)畫(huà)。同時(shí)也可以制作視點(diǎn)動(dòng)畫(huà)和漫游動(dòng)畫(huà)，后期處理時(shí)與施工機(jī)械動(dòng)畫(huà)一起添加到Timeliner中，使制作出來(lái)的動(dòng)畫(huà)更具畫(huà)面感，可以全方位地展示施工現(xiàn)場(chǎng)。

2.虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

土方工程施工內(nèi)容中，針對(duì)挖方和填方的區(qū)域進(jìn)行劃分對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)往往比較抽象，借助虛擬仿真實(shí)訓(xùn)模塊中的地基與基礎(chǔ)施工工藝仿真系統(tǒng)來(lái)創(chuàng)設(shè)逼真的工作環(huán)境，提供真實(shí)的土方開(kāi)挖施工場(chǎng)景，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入虛擬仿真施工環(huán)境，使其深刻體驗(yàn)到達(dá)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)的效果，讓學(xué)生身臨其境的體會(huì)土方開(kāi)挖完成后的感覺(jué)。應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)一方面可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)逼真的教學(xué)情景使學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容，提升其理論知識(shí)水平和實(shí)踐操作技能，另一方面虛擬場(chǎng)景具有極強(qiáng)的真實(shí)性，操作簡(jiǎn)便并可重復(fù)演示，且課后可再自學(xué)，教學(xué)優(yōu)勢(shì)凸顯，能夠提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

三、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

運(yùn)用BIM技術(shù)、虛擬仿真等信息化教學(xué)手段，在遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的前提下，以實(shí)際工程項(xiàng)目為載體，按照“展示任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的興趣→分析任務(wù)，提出問(wèn)題→解決問(wèn)題，進(jìn)行知識(shí)的構(gòu)建→效果評(píng)價(jià)，完善認(rèn)知”這樣一個(gè)循序漸進(jìn)的思路來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程。

1.展示任務(wù)，激發(fā)興趣

展示實(shí)際工程項(xiàng)目的土方開(kāi)挖任務(wù)書(shū)，通過(guò)實(shí)際工程的總體概述，針對(duì)基本情況和工程特點(diǎn)，給出土方開(kāi)挖作業(yè)的任務(wù)，然后讓學(xué)生根據(jù)自己已有的經(jīng)驗(yàn)思考并討論：土方開(kāi)挖都有哪些工作？日常生活中見(jiàn)到過(guò)的土方開(kāi)挖機(jī)械有哪些？你認(rèn)為的施工流程應(yīng)該是什么樣的？然后通過(guò)觀看施工圖片和施工視頻來(lái)激發(fā)學(xué)生的興趣，使其對(duì)土方開(kāi)挖的施工內(nèi)容有個(gè)感性認(rèn)識(shí)。

2.分析任務(wù)，提出問(wèn)題

帶領(lǐng)學(xué)生共同分析要完成土方開(kāi)挖施工需要做哪些工作，將整個(gè)開(kāi)挖過(guò)程分解成一個(gè)個(gè)小任務(wù)：開(kāi)挖前施工準(zhǔn)備工作，比如清除障礙物、平整場(chǎng)地等；測(cè)量放線，定出基坑基槽的位置；當(dāng)開(kāi)挖深度較大時(shí)，確定放坡坡度；若地下水位較高，要進(jìn)行降水；然后開(kāi)挖時(shí)，需要采用機(jī)械；為減少對(duì)土體的擾動(dòng)，還需要人工修幫、清底；開(kāi)挖完成后質(zhì)量還要符合標(biāo)準(zhǔn)。那么這些小任務(wù)要環(huán)環(huán)相扣，能夠滿(mǎn)足土方開(kāi)挖總?cè)蝿?wù)書(shū)的要求。最后再給出大概施工工藝流程，使學(xué)生對(duì)施工過(guò)程有個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。

3.解決問(wèn)題，認(rèn)知建構(gòu)

根據(jù)分解出的小任務(wù)，讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，主動(dòng)探究問(wèn)題，從而引出教學(xué)內(nèi)容，這也就是認(rèn)知建構(gòu)的過(guò)程。接下來(lái)，按照施工工藝流程，充分利用信息化資源和手段，順次講解土方開(kāi)挖施工的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在不知不覺(jué)中學(xué)習(xí)新知識(shí)，并不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。

4.效果評(píng)價(jià)，完善認(rèn)知

根據(jù)任務(wù)展示中給出的具體工程土方開(kāi)挖任務(wù)，讓學(xué)生按要求自行或合作交流的方式完成土方開(kāi)挖施工方案的編制，并進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)，然后教師根據(jù)學(xué)生的編制情況，來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能的掌握程度以及實(shí)際應(yīng)用情況。最后再給學(xué)生展示施工企業(yè)編制的實(shí)際工程施工方案，讓學(xué)生自己比較總結(jié)，這有利于知識(shí)的再現(xiàn)鞏固，使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生體驗(yàn)成功，增強(qiáng)自信心。

四、結(jié)語(yǔ)

將信息化教學(xué)應(yīng)用于《基礎(chǔ)工程施工》課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中，使用現(xiàn)代信息技術(shù)和信息資源充分調(diào)整優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，讓信息化手段輔助整個(gè)教學(xué)，突破教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)整體設(shè)計(jì)具有想象力和個(gè)性表現(xiàn)力，職業(yè)教育特色鮮明，使其能夠在其余建筑施工類(lèi)課程中起到示范、推廣作用。

參考文獻(xiàn)：

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