計算機建模技術(shù)輔助下的“水電安裝工程計量與計價”課程改革

畢南妮，宋京京,于旭光

（唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 河北 唐山 063299）

0 引言

水電安裝工程計量與計價課程是高職高專院校工程造價專業(yè)的核心課程，具有較強的理論專業(yè)性、綜合性、實踐性、技術(shù)性、政策性[1]，傳統(tǒng)的授課方式采用識讀安裝工程CAD圖紙或者采用紙質(zhì)安裝工程圖紙進行手算工程量，利用電子計價表和軟件進行核算計價的教學(xué)方式。由于唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生將教師課堂上所講授的理論概念轉(zhuǎn)化為實物場景存在一定困難，且利用傳統(tǒng)的CAD圖紙或者紙質(zhì)圖紙，課堂教學(xué)活動氛圍不夠活躍，學(xué)生參與學(xué)習(xí)實踐積極性不高。目前，建筑行業(yè)已邁入三維建筑信息模型BIM時代，可以輕松實現(xiàn)二維圖紙可視化，通過運用BIM相關(guān)處理軟件將二維建筑圖紙轉(zhuǎn)換為三維動態(tài)的立體建筑模型。例如，Revit設(shè)備安裝軟件和廣聯(lián)達BIM安裝計量軟件等建模軟件。學(xué)生們可以通過學(xué)習(xí)利用BIM算量軟件建模，提高對安裝工程系統(tǒng)的直觀認(rèn)識，提高安裝工程量計算的能力，以及提高安裝工程計量與計價的工作效率。將現(xiàn)代建模技術(shù)應(yīng)用到建筑安裝造價課程當(dāng)中，已逐漸成為我國安裝造價行業(yè)對人才需求的一個必然趨勢。

1 水電安裝工程計量與計價課程在高職院校教學(xué)中存在的問題

1.1 學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)換為實物場景存在困難

水電安裝工程計量與計價課程采用的是項目教學(xué)法，利用一套真實的安裝工程施工圖作為任務(wù)載體來完成全部教學(xué)活動。教師在給學(xué)生講解計價軟件操作之前，要求學(xué)生能夠快速而準(zhǔn)確地識讀圖紙中的信息，僅僅使用CAD軟件進行識圖并算量，學(xué)生缺乏對建筑設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)造的感性認(rèn)知，三維立體模型不能呈現(xiàn)，相關(guān)信息比較難集成[2]。這樣使計量難度大、工作量大且準(zhǔn)確率低，學(xué)習(xí)效果不佳。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生不能靈活應(yīng)用理論知識，很難將理論知識轉(zhuǎn)換為實物場景，導(dǎo)致算量和計價出現(xiàn)錯誤。

1.2 教學(xué)內(nèi)容不系統(tǒng)

安裝工程雖然常見，但知識點分散且抽象，如果將水、暖、電、通風(fēng)工程分別各采用一套圖紙，系統(tǒng)集成化程度低，學(xué)生不能很好地體會各專業(yè)之間的區(qū)別與聯(lián)系。

1.3 傳統(tǒng)的紙質(zhì)版考核方式存在弊端

水電安裝工程計量與計價課程注重學(xué)生動手能力與解決實際問題能力，因此，考核應(yīng)注重教學(xué)過程評價、理論與實踐一體化評價等[3]。傳統(tǒng)的紙質(zhì)版考核方式只能考核到理論知識，計價軟件的操作技能不能通過紙質(zhì)試卷考核出來。所以，傳統(tǒng)紙質(zhì)的考核方式不能考核到學(xué)生解決實際問題的能力，水電安裝工程計量與計價課程不適合采用紙質(zhì)版考核方式。

2 水電安裝工程計量與計價課程改革方案

針對水電安裝工程計量與計價課程存在的這些問題，筆者根據(jù)該課程的人才培養(yǎng)要求，結(jié)合學(xué)生的發(fā)展特點以及自身的教學(xué)經(jīng)驗，提出基于計算機建模技術(shù)輔助下的水電安裝工程計量與計價課程改革方案。

2.1 構(gòu)建計算機建模技術(shù)融入的課程體系

以職業(yè)崗位技能、任務(wù)及能力為依據(jù)，基于項目工作過程，對學(xué)生進行職業(yè)崗位能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力。教師通過運用計算機建模以及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，借助Revit建筑設(shè)備安裝軟件、建筑設(shè)備安裝工程仿真軟件、建筑VR平臺、廣聯(lián)達BIM安裝計量軟件等，以真實工程項目案例為依托，利用學(xué)校在建工程圖紙作為項目圖紙，讓學(xué)生全面系統(tǒng)、可視化的學(xué)習(xí)，還可以為學(xué)生提供了一個對照圖紙實地參觀考察的學(xué)習(xí)場所。Revit建筑設(shè)備軟件主要用來搭建三維建筑信息模型，并同時附帶有關(guān)模型的所有基礎(chǔ)信息。建筑設(shè)備安裝工程仿真軟件以三維立體形式實現(xiàn)識圖形象化。建筑VR平臺通過三維展示、動態(tài)拆分何交互講解，將傳統(tǒng)教學(xué)形式中難以用文字描述的知識內(nèi)容生動直觀地展示在學(xué)生面前。廣聯(lián)達BIM安裝計量軟件主要支持全專業(yè)BIM三維模式算量和手算模式算量，適用于所有具備電算化技術(shù)水平的專業(yè)安裝造價和技術(shù)人員使用，兼容市場上所有電子版圖紙的導(dǎo)入，包括CAD圖紙、Revit模型、PDF圖紙、圖片等。智能化識別，可視化三維顯示、專業(yè)化工程計量計價規(guī)則、靈活化的工程量統(tǒng)計、無縫自動化的計價導(dǎo)入，全面解決建筑安裝專業(yè)各階段手工計算效率低、難度大等問題。

課堂識圖部分采用啟發(fā)式教學(xué)和實務(wù)操作相結(jié)合的教學(xué)方式，并圍繞“圖紙與實體相互轉(zhuǎn)換”的教學(xué)思路，形成了“概念講解—場景認(rèn)知—互動學(xué)習(xí)—要點強化—實訓(xùn)演練”的五步式教學(xué)做一體化教學(xué)模式。計量與計價部分采用先建模后計算的方式，強化理論與實踐的結(jié)合，使學(xué)生在豐富的直觀感受中，更加深刻地理解計算規(guī)則，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。教師利用學(xué)校實際工程案例，在進行理論教學(xué)時，用軟件建模形成工程實體，并與學(xué)校實體建筑對照，學(xué)生可以進行實物對照。學(xué)生通過專業(yè)軟件建模，使圖紙直觀，三維效果圖幫助學(xué)生理解工程構(gòu)造原理，算量步驟能夠幫助學(xué)生理解計算規(guī)則，用專業(yè)軟件操作對實際工程進行計量與計價，能夠幫助學(xué)生熟悉軟件操作和計量與計價工作流程。目前廣聯(lián)達GQI計量軟件能夠簡化算量流程，通過高度智能化的數(shù)字識別，可視化的三維顯示、專業(yè)化的計算規(guī)則、靈活化的工程量統(tǒng)計、無縫智能化的計價導(dǎo)入，全面解決工程造價和技術(shù)人員在招投標(biāo)、過程提量、結(jié)算對量等階段手工計算效率低、審核難度大等問題。學(xué)校還可以配備建筑VR實訓(xùn)室，通過三維建筑場景，將傳統(tǒng)教學(xué)形式中難以用文字描述的建筑知識內(nèi)容，利用實際三維拆分演示和三維動畫交互講解，清楚直觀地展示在學(xué)生面前。因此將計算機建模技術(shù)引入本門課程的教學(xué)中，以安裝工程中的實際項目為載體，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生分小組共同完成項目任務(wù)，活躍學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，解決學(xué)校職業(yè)教育與社會需求之間的矛盾。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計與改革

教學(xué)內(nèi)容可采用模塊化教學(xué)，即將一個項目圖紙分別對其給排水工程、采暖工程、電氣工程、消防工程、通風(fēng)空調(diào)工程5個模塊，進行建模計量并計價。這樣能夠通過建模軟件構(gòu)成一個完整項目的模型信息體系，方便學(xué)生理解和掌握。5個模塊有區(qū)別又有聯(lián)系，能夠系統(tǒng)地完成水暖電、通風(fēng)等方面的施工圖預(yù)算學(xué)習(xí)。

2.3 考核方式改革，在線考試

2.3.1 考核方式改革目標(biāo)

水電安裝工程計量與計價課程考試改革嘗試實現(xiàn)“就業(yè)為導(dǎo)向”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，凸顯崗位職業(yè)技能特色，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新性思維，考核學(xué)生專業(yè)理論知識體系、專業(yè)實踐應(yīng)用技能及專業(yè)相關(guān)知識綜合能力?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代，在線教育考試逐步得到人們的高度重視，可以摒棄傳統(tǒng)紙質(zhì)化的考試方式，建立一套在線考試管理系統(tǒng)，比如廣聯(lián)達智能考試管理系統(tǒng)，由任課教師在系統(tǒng)里添加練習(xí)題和試題庫，平時主要用于學(xué)生課堂練習(xí)、課后作業(yè)，通過數(shù)據(jù)處理分析出重難點，引導(dǎo)教學(xué)改革，學(xué)期末可作為期末試卷題庫，通過考試成績數(shù)據(jù)分析引導(dǎo)教學(xué)改革及期末考試改革方向。考試平臺能夠提高考試的靈活性、公正性、可信度和工作效率。

2.3.2 考核方式改革內(nèi)容

在教學(xué)過程中，我教師可以借助廣聯(lián)達智能考試系統(tǒng)這個平臺，組織學(xué)生在線練習(xí)、在線考試、在線競賽，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行階段性的評價。這樣可以根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)發(fā)展情況進行階段性的在線評價，進而隨時更改教學(xué)內(nèi)容和進度，有利于提高水電安裝工程計量與計價課程教學(xué)的效果[4]。在期末考試中，教師注冊考試系統(tǒng)賬號，或者幫助學(xué)生批量注冊，添加自己的試題，查看廣聯(lián)達共享的試題。建立考試，給考生發(fā)布考試安排，考試后可查看考生成績和成績分析，通過圖表數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)論來關(guān)注本班級或整場考試的概況。學(xué)生注冊考試系統(tǒng)賬號，按規(guī)定時間到老師規(guī)定地點參加考試，考后查閱成績和成績分析。廣聯(lián)達智能考試系統(tǒng)可以進行批量自動評分，并給出詳細的評分報告。減少教師的閱卷壓力，廣聯(lián)達智能考試系統(tǒng)對學(xué)生的考核采用自動閱卷，學(xué)生上機操作結(jié)束，系統(tǒng)自動出成績，省去了教師的閱卷環(huán)節(jié)。在線考試系統(tǒng)也可用于參與廣聯(lián)達組織的在線開放性考試，如造價員、線上模擬大賽，提升專業(yè)技能水平。

2.3.3 考核方式改革效果

考試報名、在線考試、自動閱卷、成績分析，實現(xiàn)考試全程自動化；通過系統(tǒng)的防作弊及試卷發(fā)放設(shè)計使考試過程公平公正公開；考試時可選擇題庫中現(xiàn)有的題庫，還可另外自助出題，大大減少了出試題的考務(wù)工作；運用在線實操題的考試方式，讓考核結(jié)果更準(zhǔn)確。

3 教學(xué)改革的難點

3.1 工程相關(guān)教學(xué)資料的配備

教師需要收集適合建模的工程信息，包括計量信息、單位信息、材料信息、施工信息、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境信息等，將其加工成為符合教學(xué)內(nèi)容的工程模型，構(gòu)建一個或多個真實項目，具有全生命周期的信息模型共享資源庫，供建筑相關(guān)專業(yè)教師針對不同的課程內(nèi)容選取調(diào)用，這需要專業(yè)的、可靠的教師隊伍共同完成。

3.2 師資隊伍建設(shè)

教師需要具有扎實的安裝造價專業(yè)基礎(chǔ)，熟悉給排水工程、采暖工程、消防工程、電氣工程、通風(fēng)空調(diào)工程等專業(yè)知識，并具有BIM信息模型相關(guān)軟件操作能力，而且能對BIM信息模型進行不同層次的深化設(shè)計應(yīng)用。師資力量薄弱是計算機建模技術(shù)輔助下水電安裝工程計量與計價課程改革的主要障礙。

3.3 建模技術(shù)不夠成熟

通過建模技術(shù)在我國建筑安裝工程計量方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，可有效解決現(xiàn)有計量工具存在的問題，總結(jié)出建模技術(shù)在計量方面的優(yōu)勢，但通過BIM等軟件進行直接計量也存在一定問題，主要表現(xiàn)在BIM計量與清單計量規(guī)則不統(tǒng)一和模型信息不完善兩大難題。

所以，一方面教師需要不斷的完善模型構(gòu)件，例如利用現(xiàn)階段最權(quán)威、應(yīng)用最廣泛的BIM標(biāo)準(zhǔn)-IFC標(biāo)準(zhǔn)進行信息擴展。另一方面，為了適應(yīng)信息技術(shù)和計量的發(fā)展需要，應(yīng)對現(xiàn)有的清單計價規(guī)則進行改進，而且BIM計量規(guī)則也需要滿足改進后的計量規(guī)則，通過規(guī)范建模標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)模型創(chuàng)建規(guī)則、流程、精度等方面的設(shè)定，通過清單計量規(guī)范和BIM計量規(guī)則兩方面的優(yōu)化，實現(xiàn)清單計量規(guī)則與BIM計量的統(tǒng)一。

4 結(jié)語

水電安裝工程計量與計價課程作為工程造價專業(yè)的核心課程，同時，建模軟件作為工程預(yù)算最常用的軟件，學(xué)生無論從學(xué)習(xí)還是從工作的角度來看，都需要熟練掌握，因此，教師需要以學(xué)生真正掌握安裝工程計量與計價能力為目標(biāo)，以課程改革為手段，構(gòu)建科學(xué)合理，教學(xué)做一體化的課程體系，進而滿足崗位職業(yè)需要的人才培養(yǎng)目標(biāo)。