基于BIM技術(shù)的道路勘測設(shè)計(jì)課程混合式教學(xué)改革探索

王雪潔

(南京理工大學(xué)紫金學(xué)院，南京 210000)

道路勘測設(shè)計(jì)是交通工程專業(yè)及土木工程專業(yè)道橋方向的一門重要專業(yè)課程，是學(xué)生從事道路工程方向的科研、應(yīng)用實(shí)踐工作必備的專業(yè)基礎(chǔ)知識。課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，不僅要求學(xué)生掌握基本的理論知識，對學(xué)生的實(shí)踐能力也提出了較高要求。傳統(tǒng)的道路勘測設(shè)計(jì)教學(xué)模式是以課堂講授為主，這種教學(xué)模式難以達(dá)到對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。2012年，教育部發(fā)布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》中提到，要推進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)融合，建設(shè)智能化教學(xué)環(huán)境，提供優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源和軟件工具，利用信息技術(shù)開展啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，探索建立以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)新模式，提高信息化教學(xué)水平[1]。提高教師網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的針對性和有效性，促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展。在此背景下，雨課堂、超星學(xué)習(xí)通、中國大學(xué)MOOC等信息化的教學(xué)方式和平臺工具層出不窮[2]，越來越多的學(xué)者、教師將目光投向了混合式教學(xué)模式。交通運(yùn)輸部在《推進(jìn)智慧交通發(fā)展行動計(jì)劃(2017-2020年)》中提出，到2020年逐步實(shí)現(xiàn)建筑信息模型(BIM)技術(shù)在重大交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工、運(yùn)營、檢測維護(hù)管理全生命周期的應(yīng)用[3]。目前，多數(shù)交通、建筑企業(yè)逐漸在一些重點(diǎn)項(xiàng)目上開展了BIM技術(shù)的試點(diǎn)應(yīng)用，各級政府也不斷推出加強(qiáng)BIM應(yīng)用推廣的政策。為實(shí)現(xiàn)高級應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在傳統(tǒng)的講授型教學(xué)中融入現(xiàn)代信息技術(shù)的混合式教學(xué)模式是教學(xué)改革的發(fā)展趨勢，也是高校課程教學(xué)改革的必然選擇。

1 基于BIM技術(shù)的道路勘測設(shè)計(jì)課程混合式教學(xué)改革策略

1.1 教學(xué)內(nèi)容改革

整合教學(xué)資源，精細(xì)化設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)課程知識體系和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容多而學(xué)時(shí)少的特點(diǎn)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和重構(gòu)，課程內(nèi)容要具有前沿性和時(shí)代性，體現(xiàn)專業(yè)最新的發(fā)展動態(tài)，在教學(xué)內(nèi)容中融入BIM技術(shù)、智慧交通、道路信息化等新理念新技術(shù)，并結(jié)合“1+X”BIM證書市政路橋方向的考核標(biāo)準(zhǔn)制訂相應(yīng)學(xué)習(xí)要求及訓(xùn)練項(xiàng)目[4]。根據(jù)以上需求，整理出基于知識單元的課程教學(xué)設(shè)計(jì)方案、測試題庫、討論或項(xiàng)目任務(wù)、路線設(shè)計(jì)案例集或工程地形圖。

1.2 教學(xué)模式改革

隨著對交通工程、道路工程崗位技術(shù)人才能力需求的不斷提高，教育教學(xué)理念也在不斷變化，逐漸由知識傳授型向能力培養(yǎng)型轉(zhuǎn)變。但是，目前學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性較差，學(xué)習(xí)比較被動，能做到課前預(yù)習(xí)、課后自覺復(fù)習(xí)的學(xué)生較少，基礎(chǔ)知識不扎實(shí)也導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐能力薄弱。為了促進(jìn)道路勘測設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段上進(jìn)行調(diào)整和更新，結(jié)合信息化教學(xué)手段，將混合式教學(xué)模式應(yīng)用于課程教學(xué)中，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[5]。

第一，以信息技術(shù)為支撐，開展線上、線下混合式教學(xué)。依托學(xué)習(xí)通或慕課堂等網(wǎng)絡(luò)平臺，采用“課前線上學(xué)習(xí)、課上講授+測驗(yàn)+討論互動+小組任務(wù)匯報(bào)、課后鞏固反思”的教學(xué)模式。實(shí)施步驟如下：A.課前線上學(xué)習(xí)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、計(jì)劃構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容，發(fā)布教學(xué)公告、教學(xué)資源供學(xué)生在線自學(xué)，完成基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)。結(jié)合慕課資源及教學(xué)課件、問題討論，提前將預(yù)習(xí)任務(wù)布置給學(xué)生。B.課上講授及問題探討。根據(jù)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)情況，通過提問等方式，檢驗(yàn)學(xué)生預(yù)習(xí)成果，通過采用啟發(fā)式、案例式、討論研究式等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、互動交流、合作探究，提高學(xué)生的主體地位。對于難以理解的、較為復(fù)雜的路線綜合設(shè)計(jì)、道路選線等教學(xué)內(nèi)容，以相應(yīng)任務(wù)或案例為牽引，進(jìn)行針對性的道路平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、選線等訓(xùn)練。C.不定期主題匯報(bào)和交流。在教學(xué)過程中，提出學(xué)生感興趣的課程延伸課題或設(shè)計(jì)任務(wù)，分階段分組布置項(xiàng)目任務(wù)，增強(qiáng)學(xué)生自學(xué)能力。比如，在道路選線部分中，分組下發(fā)不同地形圖，小組完成選線任務(wù)后在路橋BIM軟件civil 3D中完成初步平縱斷面設(shè)計(jì)并在課堂上進(jìn)行展示交流。D.課后鞏固及提高。學(xué)生通過課后練習(xí)、大作業(yè)等形式對單元內(nèi)容進(jìn)行鞏固，并完成階段性的小結(jié)測試，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。建立課后交流機(jī)制，發(fā)布實(shí)際項(xiàng)目案例，引導(dǎo)學(xué)生交流討論，教師及時(shí)答疑。

第二，強(qiáng)化課程實(shí)踐，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。在課程教學(xué)過程中，充分利用課程資源并結(jié)合“1+X”BIM職業(yè)技能等級認(rèn)證市政路橋方向的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對學(xué)生BIM軟件建模部分的教學(xué)，通過收集的地形圖使學(xué)生完成對地形創(chuàng)建(創(chuàng)建曲面)、路線設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)及練習(xí)。在課程設(shè)計(jì)中要求學(xué)生通過手工計(jì)算繪圖和軟件計(jì)算繪圖相結(jié)合的方式，在保留原有手算、手繪圖紙的基礎(chǔ)上，增加軟件繪圖內(nèi)容。手工計(jì)算可以使學(xué)生牢固地掌握設(shè)計(jì)原理、計(jì)算方法，并依據(jù)具體的課題查閱行業(yè)規(guī)范，選用合理的技術(shù)指標(biāo)，加深其對線形設(shè)計(jì)的理解。軟件繪圖計(jì)算可以使學(xué)生提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，為工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)化、智能化打下基礎(chǔ)。

第三，拓展課外實(shí)踐，提升學(xué)生創(chuàng)新能力。在課程教學(xué)過程中，結(jié)合智能交通發(fā)展趨勢、道路交通信息化發(fā)展方向，發(fā)掘延展性課題，指導(dǎo)學(xué)生積極申報(bào)校級或省級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，參加各類科技競賽，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，并將產(chǎn)生的科研成果融入后續(xù)課程教學(xué)中，提升學(xué)生的實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生眼界，提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)素養(yǎng)。

第四，加強(qiáng)多維度考核。道路勘測設(shè)計(jì)課程最終成績采用百分制考核方式，考核內(nèi)容主要包括：線上課程學(xué)習(xí)情況+隨堂測驗(yàn)情況+到課情況+課堂討論情況+期末考試成績。將傳統(tǒng)的期末考試成績決定制轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾矫婵己酥?，更能促進(jìn)學(xué)生對道路勘測設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)的積極性。

2 結(jié)論與建議

第一，基于智慧交通的發(fā)展，結(jié)合前沿知識及BIM技術(shù)，在課程教學(xué)過程中循序漸進(jìn)地設(shè)置道路相關(guān)軟件學(xué)習(xí)內(nèi)容，全面培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，進(jìn)行道路設(shè)計(jì)基本訓(xùn)練，掌握道路工程師必備技能，提升學(xué)生就業(yè)競爭力。第二，根據(jù)課程知識體系和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，結(jié)合在線資源，對課程內(nèi)容進(jìn)行分解，梳理及優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)和知識點(diǎn)，做好教學(xué)資料建設(shè)工作。第三，開展混合式教學(xué)，依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，采用“課前預(yù)習(xí)，課上測驗(yàn)、討論，重難點(diǎn)串講及案例分析，課后作業(yè)”的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。第四，做好課堂討論及案例分析的設(shè)計(jì)及引導(dǎo)工作，精選案例，使學(xué)生能將所學(xué)內(nèi)容與工程案例聯(lián)系起來。