BIM技術(shù)在房屋構(gòu)造課程教學(xué)中的應(yīng)用
——以山東華宇工學(xué)院為例

楊延茹

(山東華宇工學(xué)院，山東 德州 253034)

0 引言

BIM(Building Information Modeling)是指建筑信息模型。此項技術(shù)是通過錄入工程項目整個過程的數(shù)據(jù)來建立3D模型，然后運用3D模型模擬建筑物的真實參數(shù)對項目進(jìn)行設(shè)計、施工和運營。將此技術(shù)合理運用到專業(yè)課教學(xué)中有利于學(xué)生對抽象知識的理解，能夠進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果。2019年，山東華宇工學(xué)院成功獲批建筑信息化(BIM)職業(yè)技能等級證書試點院校，積極開展了學(xué)歷證書和職業(yè)技能證書相融合的工程造價專業(yè)人才培養(yǎng)及課程教學(xué)改革工作?，F(xiàn)選擇在房屋構(gòu)造課程中融入BIM技術(shù)作為試點進(jìn)行課程改革，為其他專業(yè)課程的改革積累經(jīng)驗。

1 房屋構(gòu)造課程教學(xué)現(xiàn)狀

房屋構(gòu)造課程是土建專業(yè)(工民建方向)高職層次的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是研究建筑物細(xì)部構(gòu)造的一門科學(xué)，包括基礎(chǔ)、墻體、梁、板、柱子、樓梯、屋面、地面等房屋的基本構(gòu)造組成。該課程以工程材料、工程制圖課程為基礎(chǔ)，同時也是計量與計價、施工技術(shù)、安裝工程計價與計量、建筑結(jié)構(gòu)、建筑工程造價軟件應(yīng)用、BIM應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)核心課程的基礎(chǔ)，在專業(yè)課程體系中起到了承上啟下的作用，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是隨著信息時代的不斷變革，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向更深層次方面發(fā)展形成的新型網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，將原有人與人之間的信息資源交流擴(kuò)展到物品之間的通訊交流，通過射頻識別技術(shù)、傳感器、定位系統(tǒng)等設(shè)備，對物品的相關(guān)信息按照約定好的相關(guān)事項，進(jìn)行無差別連接，使其在使用和生產(chǎn)雙方建立對物品的信息通訊共享平臺，以智能化的方式對其進(jìn)行定位、追蹤、監(jiān)控和管理。

房屋構(gòu)造課程教學(xué)的早期主要是以理論講解為主，多數(shù)采用板書和PPT結(jié)合的多媒體教學(xué)模式。板書用來梳理章節(jié)邏輯結(jié)構(gòu)，PPT用來進(jìn)行具體知識的講解。大一新生主要學(xué)習(xí)通識課程，對專業(yè)知識缺乏認(rèn)識，只有籠統(tǒng)的概念，僅通過課堂上PPT展示的房屋構(gòu)件二維圖形難以建立生動直觀的認(rèn)識。隨著教學(xué)手段和教學(xué)方式愈發(fā)多樣化，教學(xué)中增加了實踐環(huán)節(jié)。學(xué)生掌握了基礎(chǔ)知識后，采用手工制作模型的方式來展示建筑物模型。由于制作過程復(fù)雜，拼接困難，只調(diào)動了少數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，一部分學(xué)生動手能力較差，只起到了一定作用，但效果不是很明顯，學(xué)生對知識的理解不到位，導(dǎo)致整個知識體系內(nèi)容不夠連貫。隨著建筑行業(yè)的信息化推進(jìn)，BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用，它的可視化、模擬性等優(yōu)點能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我校嘗試在房屋構(gòu)造課程中融入BIM技術(shù)，改善課堂效果，為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

2 房屋構(gòu)造課程知識設(shè)計

根據(jù)學(xué)生的知識和技能培養(yǎng)需求進(jìn)行項目化教學(xué)設(shè)計，在房屋構(gòu)造課程中融入BIM技術(shù)。把項目化后的課程內(nèi)容按需求進(jìn)行重構(gòu)，包含基礎(chǔ)、柱、梁、墻、板、樓梯、屋面、裝修等多個項目。

“呀！太對了，大爺。想從思想上幫助別人，還須自身有能力??！”楊力生聽罷，禁不住在大腿上拍了一下，同時喊出聲來。他如撥云霧見到了青天那樣豁然開朗了。于是，他立即站起身，連連向老人鞠躬，“這下子我徹底明白了，大爺，多謝您老人家指點之恩……”

實踐項目項目一:獨立基礎(chǔ)實踐目的1.了解獨立基礎(chǔ)的分類(按形狀)。2.了解常見的獨立基礎(chǔ)的材料。3.熟悉基礎(chǔ)在建筑物中的位置及作用。4.掌握獨立基礎(chǔ)的平面圖識讀。5.掌握獨立基礎(chǔ)的立面圖識讀。6.掌握基礎(chǔ)的標(biāo)高信息識讀。實踐設(shè)備及工具安裝Revit軟件的電腦1臺。實踐任務(wù)1.熟悉獨立基礎(chǔ)的基本知識。2.用Revit軟件完成下列獨立基礎(chǔ)的模型創(chuàng)建。要求:(1)材料:C30現(xiàn)澆混凝土。(2)基礎(chǔ)尺寸見下圖。圖1 基礎(chǔ)平面圖Fig.1 Foundationplan 圖2 基礎(chǔ)立面圖Fig.2 Foundationelevation實踐步驟及記錄1.分析任務(wù)要求,根據(jù)要求完成獨立基礎(chǔ)的模型創(chuàng)建。2.打開軟件,單擊左上角“應(yīng)用程序”按鈕,選擇“打開”“族”命令,進(jìn)入“族文件庫”,打開“結(jié)構(gòu)”文件夾-“基礎(chǔ)”文件夾-“三階獨立基礎(chǔ)”,點擊“打開”命令,打開“三階獨立基礎(chǔ)族文件”。3.刪除三階獨立基礎(chǔ)上方的第三階,改造成二階獨立基礎(chǔ)。4.在“項目瀏覽器”中展開“樓層平面”視圖類別,雙擊“參照標(biāo)高”進(jìn)入“參照標(biāo)高視圖”。5.修改基礎(chǔ)平面尺寸參數(shù)和標(biāo)高參數(shù),使之符合要求(詳細(xì)操作步驟見學(xué)習(xí)通視頻)。6.導(dǎo)入基礎(chǔ)族到項目,設(shè)置基礎(chǔ)的屬性信息(兩階基礎(chǔ)底板高度、基礎(chǔ)的材質(zhì)信息)。7.布置基礎(chǔ),按照標(biāo)高要求信息布置基礎(chǔ)到項目模型。實踐成果提交1份獨立基礎(chǔ)電子模型。

3 教學(xué)實施路徑

3.1 “三教”改革

3.1.3 教師改革

互動式教學(xué)法：從填鴨式教學(xué)到啟發(fā)討論式教學(xué)，從學(xué)生獨立完成任務(wù)到小組共同接受任務(wù)、分析任務(wù)、合作探討完成任務(wù)、展示任務(wù)結(jié)果，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。

現(xiàn)代有軌電車的發(fā)展使社會發(fā)展的一種必然趨勢，也是緩解我國交通壓力的一種方式。蘇州作為現(xiàn)代有軌電車發(fā)展的主要城市之一，必須要有完善的駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)，為有軌電車的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。因此，應(yīng)該選擇理論+模擬培訓(xùn)+實際操作模式培養(yǎng)駕駛員，在短時間內(nèi)培養(yǎng)出高質(zhì)量的駕駛員。

項目任務(wù)導(dǎo)向式教學(xué)法：基于課程項目化教學(xué)改革，以任務(wù)需求為導(dǎo)向，即項目任務(wù)→職業(yè)技能→技能要求→知識要求這一流程，要按照技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求構(gòu)建項目任務(wù)導(dǎo)向式教學(xué)模式。教師可借助學(xué)習(xí)通平臺下發(fā)任務(wù)書、任務(wù)實踐指導(dǎo)書、理論知識及BIM軟件操作視頻。學(xué)生要根據(jù)任務(wù)書要求對教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，完成對知識的熟悉、理解、掌握，能夠自主完成實踐任務(wù)。

教材選用原則：貼合“1+X”職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)完善教材選用制度，結(jié)合人才培養(yǎng)要求和教學(xué)大綱的基本內(nèi)容選用能夠及時更新行業(yè)新規(guī)范、行業(yè)新技術(shù)應(yīng)用案例等類型的教材。要引導(dǎo)教師根據(jù)不同水平學(xué)生的特點自編實踐部分教材，教材形式要以項目為單元的活頁式、工作手冊為導(dǎo)向。

3.1.2 教法改革

3.1.1 教材改革

設(shè)G=(V,E,F)是對于定理1的一個最小反例,對G的任意邊uv,G-uv有一個4-線性染色φ,并且有:

依托緊密合作的德建集團(tuán)、聯(lián)興集團(tuán)、德興集團(tuán)等建筑企業(yè)共建既懂BIM教學(xué)理論又懂BIM實踐應(yīng)用的雙師雙能融合型教師團(tuán)隊。教師可通過參與建設(shè)各方企業(yè)的實踐鍛煉項目來提高對BIM技術(shù)的應(yīng)用能力。建設(shè)各參與方可派出BIM技術(shù)人員進(jìn)學(xué)校進(jìn)行授課，實現(xiàn)校企雙方師資和技術(shù)的資源互通。

雙師雙能型師資隊伍建設(shè)的途徑主要包括完善特色教師隊伍建設(shè)制度，通過資源整合挖潛一批“理論+實踐”融合型教師，通過校企合作解決一批教師，通過專項培訓(xùn)速成一批教師，通過社會力量兼職一批教師。

3.2 教學(xué)資源建設(shè)——建設(shè)“畢業(yè)證書+BIM技能證書”融通課程

結(jié)合BIM技能等級證書考核標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)各方的人才需求標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)人才培養(yǎng)方案目標(biāo)、課程教學(xué)大綱知識要求、校企共建融合理論知識學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用能力訓(xùn)練要求的課程標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了房屋構(gòu)造活頁式項目任務(wù)導(dǎo)向式教材、BIM精品微視頻和虛擬仿真模型、課程設(shè)計方案、教學(xué)課件、教案、線上測試題等教學(xué)資源。