排樁內(nèi)支撐方案選型的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐

劉建軍 肖 毅 王中有 賈瑞晨 夏 彪 陳天宇

(湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421001)

近幾年來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視職業(yè)教育的發(fā)展，信息化和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展也迅猛，云技術(shù),在線課堂,手機(jī)移動(dòng)學(xué)習(xí)端,VR,BIM等新型信息化技術(shù)已逐步運(yùn)用在土建類專業(yè)的課堂教學(xué)中,本文將介紹信息技術(shù)用在“排樁內(nèi)支撐方案選型”教學(xué)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐案例[1]。

1 課程概況與學(xué)情分析

本文的教學(xué)設(shè)計(jì)選自課程《基坑工程施工》，該門課程是地下與隧道工程技術(shù)專業(yè)的核心課程；《基坑工程施工》這門課共八大模塊，共64課時(shí)，本次教學(xué)設(shè)計(jì)選取的是“模塊五——排樁內(nèi)支撐施工”中的第二節(jié)課——《排樁內(nèi)支撐的方案選型》；本次課的教學(xué)內(nèi)容是不同內(nèi)支撐方案的適用范圍與方案布置，教材選自“十三五”規(guī)劃教材，清華大學(xué)出版社出版的《基坑工程》教材[2]。

本課程授課對(duì)象為地下與隧道專業(yè)二年級(jí)學(xué)生，學(xué)生已掌握《工程識(shí)圖基礎(chǔ)與CAD》《工程測(cè)量》《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》《工程施工技術(shù)》等基礎(chǔ)課程，已經(jīng)具備熟悉施工工藝流程，能用計(jì)算機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的信息化應(yīng)用的能力，喜歡手機(jī)上網(wǎng)和動(dòng)手操作，但缺乏對(duì)施工全過(guò)程的整體認(rèn)識(shí)。前面一節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)了排樁內(nèi)支撐的組成與分類等基礎(chǔ)知識(shí)，有了一定的專業(yè)基礎(chǔ)。

2 教學(xué)目標(biāo)與重、難點(diǎn)分析

對(duì)接國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和施工員典型工作任務(wù)，依據(jù)施工員崗位能力反推本次課的知識(shí)目標(biāo)為：掌握內(nèi)支撐不同形式的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍；能力目標(biāo)為：能用BIM三維軟件對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行內(nèi)支撐方案布置；德育目標(biāo)為：培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的勞模精神、團(tuán)隊(duì)精神和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、精益求精的工匠精神。

只有合理地選擇內(nèi)支撐方案，才能保證基坑的安全與合理的造價(jià)；只有對(duì)四種常見內(nèi)支撐布置形式的優(yōu)缺點(diǎn)了然于胸，才知道怎么去選合理的內(nèi)支撐方案，因此，本次課的教學(xué)重點(diǎn)是“內(nèi)支撐不同形式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍”，將借助“微課”“實(shí)物模型”“現(xiàn)場(chǎng)圖片、案例視頻”等手段實(shí)施教學(xué)。內(nèi)支撐的方案選型難以在課堂上實(shí)體呈現(xiàn)，為了檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐運(yùn)用能力，因此，本次課的教學(xué)難點(diǎn)是“BIM軟件對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行內(nèi)支撐的方案選型與布置”，將借助“VR全景工地”“BIM三維軟件”等手段實(shí)施教學(xué)[3]。

3 教學(xué)策略

以學(xué)生為中心，采用線上手機(jī)端—線下教室混合教學(xué)，應(yīng)用藍(lán)墨云班課APP平臺(tái)，學(xué)生自學(xué)、接受任務(wù)及測(cè)試考評(píng)；開展小組合作PPT匯報(bào)、任務(wù)單填寫、方案互評(píng)、實(shí)操練習(xí)等小組課堂活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)、做中教”；VR全景工地引入課堂，課堂與現(xiàn)場(chǎng)工地對(duì)接，創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生身臨其境現(xiàn)場(chǎng)工地，極大提高學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)興趣；對(duì)接行業(yè)新技術(shù)，運(yùn)用廣聯(lián)達(dá)BIM三維軟件做方案作品，檢驗(yàn)學(xué)生知識(shí)掌握情況，把知識(shí)、技能點(diǎn)與職業(yè)崗位緊密聯(lián)系[4]。

4 課堂實(shí)施

1)課前任務(wù)：首先把班上同學(xué)分成4組，課前在藍(lán)墨云上傳微課視頻，并發(fā)布PPT制作和模型制作任務(wù)，模型制作其實(shí)是對(duì)上節(jié)課內(nèi)支撐組成與構(gòu)造掌握情況的一個(gè)課后檢驗(yàn)。

2)作業(yè)匯報(bào)：檢查課前任務(wù)完成情況，主要檢查各組的PPT和模型制作視頻上傳平臺(tái)情況，然后學(xué)生各組派代表上臺(tái)匯報(bào)PPT作業(yè)，老師點(diǎn)評(píng)每組的錯(cuò)誤。根據(jù)學(xué)生的PPT作業(yè)情況，老師結(jié)合形象的簡(jiǎn)筆畫，由易到難、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，講解內(nèi)支撐的四種布置形式。

3)案例引入：觀看基坑坍塌事故視頻，內(nèi)支撐的方案選型不合理會(huì)怎樣,讓學(xué)生明白方案選型的重要性。

4)分組討論：如何來(lái)選擇合理、正確的方案,每組組長(zhǎng)上臺(tái)領(lǐng)取4種不同布置形式的對(duì)比任務(wù)單，各組進(jìn)行組內(nèi)討論，對(duì)比結(jié)果填表上，然后拍照上傳藍(lán)墨云平臺(tái)。老師分別從受力能力、施工空間、基坑面積、基坑形狀4個(gè)方面進(jìn)行分析總結(jié)。

5)實(shí)操練習(xí)：基于前面的對(duì)比情況，藍(lán)墨云平臺(tái)發(fā)布BIM方案布置任務(wù)單，引入“VR全景工地”，給定某一實(shí)際項(xiàng)目場(chǎng)地及周邊環(huán)境，工程概況和圖紙等一些資源上傳平臺(tái)供學(xué)生使用，4組同學(xué)首先選擇自己認(rèn)為正確的支撐方案，然后用BIM軟件進(jìn)行方案布置，導(dǎo)出作品進(jìn)行展示與講解，4組方案最后采用自評(píng)、互評(píng)和教師評(píng)的評(píng)價(jià)方式。

6)“思政德育”：通過(guò)前面2組同學(xué)的講解情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)基坑哪個(gè)部位受力最大理解不透，哪里支撐需加強(qiáng)分不清，老師借助“基坑失穩(wěn)視頻”來(lái)啟發(fā)學(xué)生探究和思考，通過(guò)案例視頻形象的幫助學(xué)生理解基坑受力特點(diǎn)這一短板[5]。后面2組同學(xué)，老師發(fā)現(xiàn)大家忘記布置八字撐和水平聯(lián)系桿，大家都不重視這一“看視無(wú)關(guān)緊要的小細(xì)節(jié)”，借助前段時(shí)間某地鐵基坑項(xiàng)目坍塌案例，對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想政治教育，告訴學(xué)生“千里之堤毀于蟻穴”“失之毫厘差之千里”的道理，告訴學(xué)生作為工程人員一定要有細(xì)心認(rèn)真、精益求精的工匠精神，做事不得馬虎、“想當(dāng)然”。

7)講評(píng)總結(jié)：最后老師以場(chǎng)地形狀為長(zhǎng)方形、土質(zhì)條件為湖積土、地下水較豐富、周圍有老房子和在建地鐵項(xiàng)目為依據(jù)，首先應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的安全性，應(yīng)選擇受力和剛度比較大的、地面沉降變形較小的方案,然后從造價(jià)、施工工期因素出發(fā)，要選擇方便挖土運(yùn)土的方案,最后，總結(jié)4組同學(xué)的布置方案，評(píng)出不安全、最安全、既安全又經(jīng)濟(jì)的方案，使各組對(duì)自己方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行整改與完善[6]。另外，在云平臺(tái)發(fā)布課后案例分析題供學(xué)生鞏固和提高。

5 結(jié)語(yǔ)

本次課以學(xué)生的PPT匯報(bào)、分組討論填寫任務(wù)單、BIM軟件方案布置等動(dòng)手的作品為評(píng)價(jià)導(dǎo)向，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)；采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，最終學(xué)生由易到難、慢慢掌握和消化“排樁內(nèi)支撐的方案選型”這個(gè)大知識(shí)點(diǎn)。不足的地方是在動(dòng)手做任務(wù)環(huán)節(jié)中，由于每組學(xué)生的層次有一定差異，組內(nèi)同學(xué)間的配合程度、積極性還不夠，學(xué)習(xí)好的同學(xué)大多走在前面，學(xué)習(xí)差的同學(xué)比較慢，需設(shè)計(jì)針對(duì)性的環(huán)節(jié)細(xì)化解決矛盾。