基于BIM的土建類識圖課程信息化教學改革探索

楊國利 王莘晴 杜佳芝

關鍵詞：建筑信息模型（BIM） 可視化 ?信息技術 ?高職教育

圖紙是工程技術人員的語言，能夠熟練及正確識讀專業(yè)施工圖、能夠參與圖紙會審是土建專業(yè)高職畢業(yè)生必須具備的基本職業(yè)能力之一。施工圖識讀一直是土建類專業(yè)教學的基礎和難點。高職土建專業(yè)學生生源復雜，有普高生、單招生、對口中職生，也有文科生，還有理科生，他們的學習背景、基礎能力差異明顯，學生厭學現(xiàn)象普遍存在。對這些學生來說，學習識圖類課程最大的難點就在于空間想象力不足，且傳統(tǒng)的教學方式不夠形象逼真。然而，基于專業(yè)特點，學校無法完全實現(xiàn)讓學生在學校實訓室全程模擬建筑施工過程，分散的工地資源也很難與教學計劃進度相吻合。傳統(tǒng)識圖教學方法是從二維到三維的，教學效果較差。如何解決這些矛盾，在課堂教學中盡可能模擬真實的場景，保證教學質量;如何讓學生成為課堂的主體，使其樂學、好學、會學;如何培養(yǎng)出適應時代發(fā)展的建筑類合格人才，已成為當下高職院校急需解決的迫切問題。

BIM即建筑信息模型，是建筑行業(yè)顛覆性的變革，它三維可視、直觀、動態(tài)。隨著BIM技術的認可和推廣，建筑業(yè)急需高校順應時代發(fā)展，培養(yǎng)出能夠解決工程實際問題的BIM人才。BIM技術在大部分高職院校已經(jīng)受到重視，但是目前專業(yè)教學已嚴重滯后于行業(yè)發(fā)展需求。部分高校初步設置了一些BIM相關課程應用于專業(yè)教學，但是尚未形成比較成熟而完整的課程體系?；贐IM技術的高職土建類專業(yè)課程改革還只是初步的，尚未形成系統(tǒng)的、有層次的、架構合理的培養(yǎng)體系，研究成果和實踐經(jīng)驗較少，因此，基于BIM技術的高職土建類專業(yè)課程改革研究與實踐亟待開展。

信息化教學具有數(shù)字資源豐富、交流互動即時、協(xié)同共建共享、碎片時間學習、開放與個性發(fā)展等獨特的優(yōu)勢。

本文針對土建專業(yè)學生識圖學習普遍存在的難點問題，以Revit建筑設備信息模型為載體，對土建類識圖課程信息化教學的改革進行研究，并將其應用于教學實踐，對實踐效果進行分析，以期為土建類識圖課程及相近課程教學改革提供參考。

一、教學分析

1.課程定位

高職土建識圖類課程是專業(yè)基礎課，一般在大一第一學期或者第二學期開設，對于學生來說是一個全新的領域，同時也是引領學生進入建筑領域的啟蒙課程，對這門課程的學習效果將會影響后續(xù)課程的學習。即如果在這門課程學習中，學生能夠體會到學習的成就感、學習的樂趣以及學習專業(yè)的愿望，那么在后續(xù)課程中，將會達到事半功倍的學習效果。

2.教學目標與教學重點

土建類識圖課程知識目標是使學生掌握建筑物的各個組成部分的構造知識點。能力目標是使學生具備快速和正確識讀施工圖紙的能力。素養(yǎng)目標是培養(yǎng)學生自主學習、團隊協(xié)作和可持續(xù)發(fā)展能力。

3.學情分析與教學難點

高職土建識圖類課程是專業(yè)基礎課，一般在大一第一學期或者第二學期開設。授課對象排斥一言堂、一本書的傳統(tǒng)教學模式;缺乏專業(yè)練習，識圖繪圖效率低;自主學習、自主探究意識缺乏，團隊協(xié)作能力不足。另外，實際項目局部區(qū)域的隱蔽性、不可逆性以及CAD圖紙的二維局限性使學生難以全面觀測系統(tǒng)實物。基于以上特點，確立教學難點為：工程案例平面圖、系統(tǒng)圖、詳圖轉換與對應;案例二維施工圖與實物對應轉換;學生自主學習能力和團隊協(xié)作能力提升。

二、信息化教學改革策略

傳統(tǒng)識圖類課程教學方法的不足：建筑物在施工圖紙中都是通過平面圖、立面圖、剖面圖和詳圖等二維方式來表達，傳統(tǒng)識圖教學也是需要學生從二維到三維，反復推敲平、立、剖、詳圖之間的關系，而且還會涉及與其他專業(yè)圖紙的交互對應，這就要求學生具備較強的空間思維能力。但是多數(shù)學生空間思維能力比較弱，學習過程中出現(xiàn)“難教、難學”的局面。為了達到教學目標，突破教學難點，提出以下信息化教學改革策略。

策略一：課程以具體工程案例的CAD施工圖紙及對應的BIM三維模型作為主要載體，以實用、夠用為原則，設置兩大基于工作程序的遞進任務，驅動教學即（課堂任務）識讀實際工程項目CAD施工圖紙，（課后拓展任務）基于工程項目案例建立BIM三維信息模型、生成剖面圖、明細表和漫游動畫等。

策略二：BIM三維信息模型和漫游動畫，三維可視化，實現(xiàn)具象認知，降解知識難點，幫助學生實現(xiàn)二維圖紙和三維模型，平面圖、系統(tǒng)圖的相互轉換，在學生的參與中輕松解決識圖重難點問題。手機學習即e建筑快速看圖看模型，掃描二維碼查看百度云盤學習資源，使學習不受時間、空間限制，提高學習效率。

三、信息化教學實施過程

1.課前

教師設計和布置學習任務，準備學習資源，并發(fā)布至網(wǎng)絡教學平臺，要求學生結合教材、學習資源、網(wǎng)絡，自學中央空調系統(tǒng)組成、理解其工作原理、用CAD軟件繪制原理圖并提交到云班課。學生登錄教學平臺，領取學習任務。小組協(xié)作完成任務。同時，教師評價學生預習成果，并準備工程案例的Revit模型和漫游視頻。

2.課中

首先，教師點評學生課前預習任務完成情況;通過圖片引導鞏固學生自學成果，明確中央空調系統(tǒng)工作原理;通過電子教室發(fā)放示例案例CAD圖紙和Revit模型，學生觀看Flash動圖，以組為單位分析基本構造形式及其相對位置。

接著，教師通過電子教室向學生發(fā)放課堂識圖任務，學生分組討論進行初讀，并總結和記錄初讀過程中存在的問題。

然后，教師通過Revit信息模型和Navisworks漫游視頻演示建筑內部的三維布局，幫助學生建立直觀的感性認知;利用Revit三維可視化，結合剖面框工具、多視口對應等方式幫助學生實現(xiàn)三維模型與二維圖形的自由切換，幫助學生解決識圖問題，突出教學重點，突破教學難點。

最后，學生基于BIM三維模型完成任務書內容并提交結果。

3.課后

教師通過網(wǎng)絡教學平臺發(fā)布單元測試題和拓展案例施工圖紙，學生獨立完成單元測試;各小組以抽簽方式領取拓展任務，在讀懂圖紙的基礎上進行中央空調系統(tǒng)Revit模型及對應漫游動畫的創(chuàng)建，并提交成果。通過三維模型進一步鞏固和促進提升識圖能力，同時也提升學生的BIM操作技能，使學生能力全面提升。

教師在網(wǎng)絡教學平臺上提供配套的BIM操作小視頻、模型資源、二維碼、專家連線等，學生在課后復習和拓展環(huán)節(jié)遇到困難可點擊相關資源和鏈接有針對性地解決問題。模型無法完全取代建筑實物，為進一步建立健全課程資源庫，教師應鼓勵學生收集整理建筑物及其構建模型及其對應實物圖，學生作為課程資源的建設者，不僅鞏固了專業(yè)知識，同時也培養(yǎng)了其自主學習、網(wǎng)絡學習能力，使學習過程更有成就感。

另外，可通過成立識圖社團或者識圖興趣小組，以學校BIM大師工作室為依托，與施工單位、科研院所及軟件開發(fā)公司等進行合作，師生共同參與企業(yè)項目，共同推動BIM技術在高職土建類專業(yè)“落地”，使基于BIM的土建識圖類課程教學與行業(yè)需求對接。

四、信息化教學考核評價

課程采用過程性考核方式，分為學生自評、互評和教師總評的方式，課前、課中、課后加權平均結合亮點加分計取平時成績，使學生實時了解自己的成績與排名，及時查漏補缺。學生情況得以及時反饋，能夠讓教師根據(jù)現(xiàn)狀調整教學并督促學習。

激勵機制為，積極參與課程資源建設的學生、樂于幫扶他人以及模型作品評價較高的小組可以得到額外加分，以此來激發(fā)學生學習的熱情。

五、小結

本文以建筑信息模型為載體，將BIM技術有機融入土建類識圖課程教學中，實現(xiàn)了建筑構造的具體化、直觀化，實現(xiàn)了對施工現(xiàn)場的場景漫游，增加了學生的感性認知。學生通過模型觀摩漫游認識構造，通過圖紙生成、模型剖切等方式，完成三維模型到二維圖紙的轉換，既實現(xiàn)了建筑物的真實模擬，又實現(xiàn)了課程知識點和技能點的融會貫通，三維建模過程可進一步提高和鞏固學生圖紙識圖、辨圖能力、空間想象能力。此外，識圖、建模等小組協(xié)作任務有效培養(yǎng)了學生分析解決問題的能力和團隊協(xié)作能力。信息化教學手段的應用，線上線下師生互動，師生共建課程資源，課前、課中、課后的教學設計和實施，既增加了學生學習的交互性、趣味性、成就感，又拓寬了學生學習的時空，形成了較為科學合理的教學改革實施方案。整個教學過程形成學生識圖能力培訓模式，循序漸進，符合認知規(guī)律，能夠有效實現(xiàn)教學目標，突破教學難點。

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（作者單位：四川交通職業(yè)技術學院）