1+X（BIM）證書制度下新一代信息化智能教學平臺構建探討

黃皓

【摘 要】本文論述1+X（BIM）證書制度下新一代信息化智能教學平臺的構建，針對建筑信息模型（BIM）人才培養(yǎng)中存在的高校BIM技術人才的培養(yǎng)無法滿足行業(yè)發(fā)展需求、“課證融通”的渠道處在摸索階段、BIM課程教學方法落后、BIM教學資源與行業(yè)發(fā)展脫軌、“雙師型”師資數(shù)量不足等問題，以廣西建設職業(yè)技術學院為例，從人才培養(yǎng)、課程重構、“課證融通”、活頁式教材以及“雙師型”教師團隊需求出發(fā)，規(guī)劃平臺框架和研發(fā)平臺系統(tǒng)，探索一條1+X（BIM）證書制度人才培養(yǎng)新路徑。

【關鍵詞】1+X證書制度 建筑信息模型 智能教學平臺? 高職院校

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）27-0182-05

當前，職業(yè)院校和企業(yè)對依據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、對標崗位職業(yè)能力的職業(yè)技能等級證書的訴求愈加強烈，2019年國務院發(fā)布《國家職業(yè)教育改革實施方案》，提出“學歷證書+若干職業(yè)技能等級證書”的人才培養(yǎng)制度試點工作，明確了職業(yè)教育和普通教育具有同等重要的地位，是兩種不同的教育類型。教育部《關于做好首批1+X證書制度試點工作的通知》中將建筑信息模型（BIM）作為首批啟動試點的證書之一，對土建類高職院校的教育教學改革以及“雙高”創(chuàng)建具有重要意義。廣西建設職業(yè)技術學院是1+X建筑信息模型（BIM）職業(yè)技能等級證書試點院校，本文以該院校為例，將中國建設教育協(xié)會人才評價中心聯(lián)合各大高校和行業(yè)制定的《建筑信息模型（BIM）職業(yè)技能等級標準》作為依據(jù)，從培養(yǎng)適應職業(yè)崗位需求的復合型人才出發(fā)，對新一代信息化智能教學平臺建設進行探索與創(chuàng)新。

一、建筑信息模型（BIM）人才培養(yǎng)中存在的問題

（一）高校BIM技術人才的培養(yǎng)無法滿足行業(yè)發(fā)展需求

我國建筑行業(yè)正處在全過程BIM的轉型期，現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式無法為BIM技術人才培養(yǎng)提供完整的知識體系，主要原因有：BIM教學普及度和深度不夠，專業(yè)人才培養(yǎng)方案未與行業(yè)需求高度融合;各專業(yè)之間獨立開課，相互孤立，未形成完整的課程體系;BIM教學師資力量較薄弱，滿足不了學生的選課教學和考證培訓需求;BIM教學條件和實訓室建設滯后于校企合作的進程。

（二）“課證融通”的渠道處在摸索階段

“學分銀行”國家級層面覆蓋面窄，區(qū)域層面尚未建立;不同類別、不同層次教育之間課程設置、課程標準制定和課程積分的積累和轉換標準難以把握;沒有建立服務“學分銀行”的統(tǒng)一課程標準體系，“課證融通”無法實現(xiàn)學分積累和轉換。

（三）BIM課程教學方法落后

傳統(tǒng)建筑業(yè)效率低、能耗大、污染嚴重的缺點促進了建筑工業(yè)化的發(fā)展。BIM技術是建筑工業(yè)化發(fā)展的重要手段，從國家到地方已經(jīng)推出了一系列相關政策大力推廣BIM技術，它將建筑的設計、施工、運維等建筑全壽命周期信息整合于一個三維模型數(shù)據(jù)庫中，使得業(yè)主、設計方、施工方、運維方基于BIM進行協(xié)同工作，解決傳統(tǒng)建筑業(yè)的難點問題。技術的創(chuàng)新給土建類專業(yè)的教學帶來巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的紙質教材結合電腦上機操作的方式無法滿足BIM技術數(shù)字化信息化更新、正向設計一體化以及1+X模塊化教學的要求。

（四）BIM教學資源與行業(yè)發(fā)展脫軌

《國家職業(yè)教育改革實施方案》提出建設校企“雙元”合作開發(fā)的國家規(guī)劃教材，提倡使用新型活頁式、工作式教材。目前，高職BIM專業(yè)的教材體系和教學資源無法完整呈現(xiàn)同一個項目從圖紙到成品的所有工作過程，各高職院校在BIM專業(yè)普遍存在課程編排滯后、教材體系不完整、教學資源缺乏的現(xiàn)象，學校之間、校企之間的教材資源共建共享基本處于真空狀態(tài)。

（五）“雙師型”師資數(shù)量不足，團隊協(xié)同合作效率不高

BIM專業(yè)領域“雙師”結構教師團隊建設與行業(yè)發(fā)展需求之間缺乏可以相互貫通的“立交橋”。高職院校專任教師與行業(yè)導師分屬不同單位，彼此之間目標立場不同、職責不同、保障機制不同。現(xiàn)階段BIM專業(yè)領域“雙師型”教師隊伍制度建設不完善、標準不健全、激勵機制不配套等原因，使得“雙師型”師資數(shù)量不足，團隊協(xié)同共同體合作效率不高，轉兼職教師模塊化分工協(xié)調不明顯等問題尤為嚴重。

二、信息化智能教學平臺建設框架

為推進學歷證書“1”和職業(yè)技能等級證書“X（BIM）”的有機銜接，需制定1+X（BIM）人才培養(yǎng)方案，重構模塊化課程體系與建設“課證融通”，開發(fā)活頁式教材與教學資源，創(chuàng)建“雙師”結構教師團隊。同時能總結BIM領域人才培養(yǎng)模式經(jīng)驗成果，拓寬X證書的內涵建設，對后續(xù)與土建類專業(yè)有關的其他X證書制度進行遷移和完善?！?”與“X”的組合銜接，多元化的生源，產(chǎn)業(yè)鏈崗位的動態(tài)需求，建筑信息模型制作與應用（BIM）課程的數(shù)字化特征，傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式、教學手段、教學資源庫和師資無法滿足1+X（BIM）復合型技術技能人才培養(yǎng)的需求，需要構建新一代的信息化智能教學平臺作為1+X（BIM）證書制度實現(xiàn)的載體，如圖1所示。

在信息化智能教學平臺中引入人工智能技術實現(xiàn)1+X（BIM）課程體系重構，基于BIM的建筑數(shù)字化特點，提出“ONE BIM”的理念，即以一個實際工程模型貫穿所有專業(yè)課程的教學過程，結合BIM職業(yè)能力將BIM相關的新技術、新工藝、新規(guī)范合理的轉化成系統(tǒng)的數(shù)字化教學內容、教學手段、教學評價，三者全過程、全要素、全參與有機融入建筑工程技術專業(yè)課程的課程標準和課程內容，并基于職業(yè)標準開發(fā)獨立的BIM課程體系。借助BIM技術完成專業(yè)課程體系的信息化、在線化、智能化轉型建立智能選課系統(tǒng)、智能教學系統(tǒng)、教學資源系統(tǒng)、智能問答系統(tǒng)、模型評分系統(tǒng)、教學管理系統(tǒng)，實現(xiàn)模塊化教學，職業(yè)技能等級證書與學歷證書的相互映射。如圖2所示。

（一）運用新技術、新工藝、新規(guī)范更新課程內容

隨著建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的持續(xù)推進，以“智慧建造”“綠色施工”為核心的建筑產(chǎn)業(yè)轉型升級對技術技能人才提出了更高的要求。聯(lián)合“智慧建造”“綠色建筑”領域的行業(yè)專家、產(chǎn)業(yè)導師和專任教師共同研討，將BIM領域的新技術、新工藝和新規(guī)范融入教學內容。

以建筑施工技術課程為例，展示如何將新技術、新工藝、新規(guī)范融入專業(yè)課程，如表1所示。

（二）運用新一代信息化智能技術創(chuàng)新教學手段

利用信息化智能平臺搭載數(shù)字課程，實現(xiàn)模塊化教學和教學資源在專業(yè)間、學校間、校企間、城鄉(xiāng)間的共享，課程數(shù)字改造思路如圖3所示。

1.課程內容數(shù)字化，實現(xiàn)“活模塊”課程理念?！爸腔劢ㄔ臁薄熬G色建筑”行業(yè)專家與在校專任教師共同協(xié)作，將BIM領域的新技術、新工藝和新規(guī)范融入教學內容，構建教學資源庫。由BIM職業(yè)技能等級標準將教學資源庫劃歸入BIM軟件操作能力、BIM模型生產(chǎn)能力、BIM模型應用能力、BIM項目管理能力、應用環(huán)境建立能力和BIM業(yè)務集成能力六大模塊，如圖4所示。

2.數(shù)字資源在線化，打破資源共享壁壘。結合“ONE BIM”理念，整合數(shù)字化資源，利用手機、平板、VR眼鏡、虛擬仿真實訓室等終端，借助三維模型、互動式、案例式、任務驅動式等多元化的教學方法，采用虛擬仿真、云課堂、BIM競賽、4D微課、智慧工地等實踐教學方式，打破BIM領域各專業(yè)間、學校間、校企間、城鄉(xiāng)間的空間和時間限制，隨時隨地調用數(shù)字化教學資源。一方面，活化教師的教學方法，提高教師教學質量，拓寬學生學習實踐路徑，增強學生創(chuàng)新實踐能力;另一方面，使為鄉(xiāng)村振興提供高質量的遠程教育服務成為可能。

3.課程建設智能化，實現(xiàn)因材施教理念。以學生為中心，學習內容運用平臺智能組織與重構技術、學習活動運用平臺智能跟蹤與分析技術、教學活動運用平臺智能評價與支持技術、學習時空運用平臺智能感知與適應技術，實現(xiàn)因材施教的理念。

（三）融合新技術、新工藝、新規(guī)范，提高教學質量

利用我國5G技術和人工智能技術上的優(yōu)勢開展智慧課堂建設的探索。“智慧課堂”教學環(huán)境的主體由微云服務器、端應用工具、云平臺等組成，其構建主要以人工智能技術為基礎、采取“云+端”的服務方式，內設提供提醒學生課堂注意力集中以及知識獲取情況的設備。支持教學數(shù)據(jù)采集，教師基于課前、課中、課后全過程的數(shù)據(jù)采集和動態(tài)分析，實現(xiàn)教學決策數(shù)據(jù)化，利用數(shù)據(jù)量化課堂教學活動，準確把握每個學生的學習情況，學生也可以即時評價、反饋、交流互動。此外，結合學情分析報告、資源報告、活動報告、教學周報等，還可以進一步對課程教學過程中存在的問題和不足進行歸納分析，制定改進措施，形成課程診斷報告，從而有效地改進教學方法，提高課堂教學質量。

三、智能教學平臺系統(tǒng)需求分析與建設

首先，由人才培養(yǎng)方案、課程體系重構與“課證融通”、活頁式教材與教學資源開發(fā)、“雙師”結構教師團隊建設四個方面，收集平臺功能需求，設計平臺功能;其次，整理平臺功能，根據(jù)平臺功能技術相似性搭建平臺系統(tǒng);最后經(jīng)過數(shù)字編碼、模塊測試、集成測試、系統(tǒng)測試組建信息化智能教學網(wǎng)絡平臺。在平臺設計構想中，要充分考慮全國高職院校和企業(yè)共同研發(fā)完善平臺功能和共享平臺教學資源的情況，讓搭建實用、好用的智能教學平臺成為可能。如圖5所示。

（一）智能選課系統(tǒng)

制定專業(yè)化、高質量的“私人訂制”課程，以適應職業(yè)教育、企業(yè)培訓、在職人員繼續(xù)教育、行業(yè)新技術推廣應用等多種需求。每門課程有自己的信息編碼，包括專業(yè)、學分、課時等信息。智能選課系統(tǒng)將選課流程電子可視化，學生只需根據(jù)可視化選課流程，提交自己的課程選擇，系統(tǒng)由信息編碼快速匹配。課程選擇的智能化，使學生能夠在短時間內準確完成課程的選擇，避免人工操作的耗時、誤報以及導致的反復統(tǒng)計確認等現(xiàn)象，提升了管理效率，減輕了教師的工作負擔。智能選課系統(tǒng)設計了賬號密碼登錄功能、自由選課和問卷選課功能、課程教師安排功能。密碼登錄功能用于學校間和校企間，學生、教師和產(chǎn)業(yè)導師的身份識別;自由選課和問卷選課功能采用問卷調查進行學情分析，從成長背景、從業(yè)經(jīng)歷、學習基礎、年齡階段、認知特點、發(fā)展愿景等方面的差異性，根據(jù)全日制高考學生、中高職學生、退伍軍人、農(nóng)民工、行業(yè)技術人員的學習需求進行學情分析，通過1+X（BIM）課程重構系統(tǒng)進行專業(yè)課程和BIM課程的模塊化組裝;課程教師安排功能根據(jù)定制的個性化課程和課程模塊安排學校間和校企間的教師與產(chǎn)業(yè)導師上課。

（二）教學資源管理系統(tǒng)

基于模型的教學資源管理系統(tǒng)活頁式教材的“活”，教學資源關聯(lián)到相應的BIM模型中，1+X（BIM）課程重構系統(tǒng)通過BIM的初、中、高級職業(yè)標準定制給學生的學習工作任務進行教學資源過濾，展示與學生定制課程有關的模型教學資源。同時，教學資源通過BIM信息化技術包裝，傳統(tǒng)教學資源數(shù)字化，二維教學資源三維可視化，使得受眾輻射范圍更廣，課程適應性更強，教學效果更活。

教學資源管理系統(tǒng)包括資源上傳和資源模型關聯(lián)功能，資源素材歸類功能，資源專業(yè)分類功能和課程模塊設計功能。資源上傳和資源模型關聯(lián)功能，基于工作工程，以“ONE BIM"為理念，將教學資源有序融入BIM模型中;資源素材歸類功能資源素材按文本資源、課件資源、圖片資源、動畫資源、微課資源、題庫資源進行分類;資源專業(yè)分類功能資源按類別進行分類后，再按專業(yè)分類，便于系統(tǒng)生成面向不同專業(yè)學生的“活”教材;課程模塊設計功能將傳統(tǒng)專業(yè)課程分解成課程模塊，形成課程模塊標準。課程模塊標準包括模塊定位、模塊教學理念及思路、模塊教學目標、模塊內容安排、模塊教學建議、模塊實施條件和模塊教學評價建議等。

（三）智能教學系統(tǒng)

智能教學系統(tǒng)包括課堂教學設計功能、教學資源過濾功能、課程快捷接入功能、課堂線上教學功能、線上討論功能、教學質量評價功能和學習情況評價功能。其中，課堂教學設計功能通過智能選課系統(tǒng)，將教師模塊和課程模塊編排課程的主干線。教師根據(jù)智能選課系統(tǒng)分配的教學模塊，利用教學資源管理系統(tǒng)中的資源設計教學環(huán)節(jié)。教學資源過濾功能，教學資源可以根據(jù)選擇的課程專業(yè)進行過濾。課程快捷接入功能，學生可根據(jù)智能問答系統(tǒng)、二維碼、網(wǎng)址、確認碼進入教學課程。課堂線上教學功能，學生可利用電腦終端、移動手持終端、VR、AR等設備學習BIM知識模塊，不限地點，不限設備，可多視圖觀察模型，并且在部分視圖中播放多媒體資源和第三方軟件進行關聯(lián)，如Revit、教學軟件、課程游戲等。線上討論功能，實現(xiàn)師生間在上課時的交流互動，校外名師與產(chǎn)業(yè)導師也可以參與進來討論。教學質量評價功能，學生通過直接打分或調查問卷的形式給予課程模塊教學質量評價，教師根據(jù)反饋的教學質量評價，通過智能教學系統(tǒng)的課堂教學設計功能、課堂線上教學功能及時調整上課策略。學習情況評價功能，教師結合系統(tǒng)的自動評分功能給予學生學習評價。

（四）智能問答系統(tǒng)

智能問答系統(tǒng)打破人機交流的屏障，學生或教師直接與智能問答系統(tǒng)對話，輕松快速地從大數(shù)據(jù)中查找需要的建筑信息模型信息。學生在學習BIM的過程中遇到問題時可以向智能問答系統(tǒng)提問，智能問答系統(tǒng)從大數(shù)據(jù)中給出答案，智能問答系統(tǒng)無法回答的問題會自動尋找傳統(tǒng)搜索引擎的答案，如百度、搜狐等。同時，智能問答系統(tǒng)會將不能回答的問題及時反饋給教師和產(chǎn)業(yè)導師，由教師和產(chǎn)業(yè)導師來補充智能問答系統(tǒng)的答案。智能問答系統(tǒng)還能實現(xiàn)對文件的快速管理、瀏覽、下載、預覽、分享功能。

智能問答系統(tǒng)包括智能答疑功能，平臺系統(tǒng)接入功能，平臺資源調取功能，模型信息獲取功能。智能答疑功能，學生可以與平臺機器人進行對話，解決學習中的問題。機器人無法回答的問題可自動調取網(wǎng)絡搜索引擎的搜索結果，并將無法回答的問題反饋給教師和產(chǎn)業(yè)導師，以便及時擴充答案知識庫;平臺系統(tǒng)接入功能，學生可通過與平臺機器人對話的方式進入平臺六大系統(tǒng);平臺資源調取功能，通過與平臺機器人對話，瀏覽、下載、預覽、分享平臺教學資源，包括視頻、游戲、圖紙、VR等教學資源管理系統(tǒng)中的資源;模型信息獲取功能，通過與平臺人工智能機器人對話，獲取平臺中的BIM模型信息，包括造價、用料、構件尺寸等信息。

（五）模型評分系統(tǒng)

模型評分系統(tǒng)由教師和產(chǎn)業(yè)導師根據(jù)1+X（BIM）證書的要求制定模型評分規(guī)則，對學生提交的模型進行審查，最后給出具體的模型評分，為1+X（BIM）證書教學提供強反饋：一方面學生了解自己掌握相關知識的程度，及時調整學習方法;另一方面教師即時了解學生對知識的掌握程度，及時調整教學策略。模型評分系統(tǒng)包括線上考核功能和模型評審功能。線上考核功能包括階段性考核和終極考核;模型評審功能，根據(jù)教師與產(chǎn)業(yè)導師制定的模型評分規(guī)則自動給學生上傳的建模模型打分。

（六）教學管理系統(tǒng)

教學管理系統(tǒng)包括通知公告欄功能、課程表功能和學習成績功能。通知公告欄功能智能有針對性地推送通知給學生、教師和產(chǎn)業(yè)導師;課程表功能根據(jù)智能選課系統(tǒng)制定的課程給學生、教師和產(chǎn)業(yè)導師智能有針對性地推送課程表;學習成績功能實時反映學生成績，便于學生和教師動態(tài)調整學習策略。

總之，基于1+X（BIM）證書制度的新一代智能教學平臺的建立，使得1+X（BIM）課程重構成為可能，校企協(xié)同深化“三教”改革，開發(fā)適應模塊化課程體系的“課證融通”活頁式新型教材，建設融合5G、人工智能等新一代信息技術的智慧課堂，組建分工協(xié)作、適應模塊化課程教學的“雙師型”創(chuàng)新教學團隊，為培養(yǎng)復合型技術技能應用人才開辟了一條新的教學改革路徑。

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[4]賀靈童，李曉芬，琚艷芳.上半年宏觀政策與資訊風向[J].施工企業(yè)管理，2016（8）.

【基金項目】2017年度廣西職業(yè)教育教學改革研究項目“‘建筑工業(yè)4.0背景下基于BIM技術的裝配式設計理念在《結構模型設計與制作》課改中的應用研究與實踐”（GXGZJG2017B013）

【作者簡介】黃 皓（1986— ），男，廣西南寧人，碩士，廣西建設職業(yè)技術學院講師，工程師，研究方向：BIM技術教學與研發(fā)。

（責編 何田田）