BIM-CIM創(chuàng)新大賽視角下的安裝工程課程教學改革研究

周敏，章鴻雁 （廣東建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院，廣東 廣州 510440）

職業(yè)技能大賽是推動職業(yè)教育改革、培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、提高學生職業(yè)技能的一項重要舉措。將職業(yè)技能大賽與課堂教學相結(jié)合，可有效實現(xiàn)"以賽促改、以賽促教、以賽促學"和“課、崗、賽”相融通的良性教學機制[1]。BIM技術(shù)是一種覆蓋建筑生產(chǎn)全過程的建筑信息模型技術(shù)，CIM城市信息模型是BIM在城市范圍內(nèi)的擴展，是實現(xiàn)數(shù)字孿生城市的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。BIM-CIM在建筑信息化行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。而當前很多學校工程造價專業(yè)的安裝工程課程教學內(nèi)容尚未與BIM技術(shù)融合起來，存在理論教學與工程實際脫節(jié)的問題。本文將結(jié)合BIM-CIM創(chuàng)新大賽，探討B(tài)IM安裝工程課程的教學研究，在教學環(huán)節(jié)上結(jié)合大賽評分要點，引入課堂競賽方式進行講授，提高學生技能和綜合素養(yǎng)。

1 BIM-CIM大賽創(chuàng)新分析

本文以我校學生參加的“斯維爾杯”BIM-CIM創(chuàng)新大賽為例，結(jié)合安裝工程課程內(nèi)容，進行賽事創(chuàng)新分析。大賽分為BIM建模和BIM、CIM技術(shù)應(yīng)用兩個賽項。BIM建模是準備圖紙，按要求進行建模并提交成果。BIM、CIM技術(shù)應(yīng)用是將已建好的模型進行應(yīng)用，分為規(guī)劃設(shè)計、綠建、造價、工程管理、綜合應(yīng)用五個專項，比賽成果需提交視頻、PPT、模型，進行答辯。內(nèi)容包括項目概況、團隊分工、成果展示、遇到的問題分析及解決、BIM-CIM技術(shù)應(yīng)用亮點、收獲與感悟等。

第一階段的BIM建模賽項主要考察BIM技術(shù)的建模技能，第二階段的BIM、CIM技術(shù)應(yīng)用考察設(shè)計與創(chuàng)新能力，因此參賽作品百花齊放，有酒店建筑、辦公樓、醫(yī)院、小區(qū)、民居等各種建筑形式。內(nèi)容涵蓋建筑設(shè)計施工的各個方面，有建筑設(shè)計，還包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配式設(shè)計，以及BIM-CIM技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。例如嘉應(yīng)學院參賽作品《客嘉圍土雞》是BIM-CIM技術(shù)在民居“活化”利用中的應(yīng)用，該作品以大浦縣泰安樓文化產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃為例，結(jié)合客家文化，展現(xiàn)文化創(chuàng)意中心BIM技術(shù)應(yīng)用、綠色建筑及智慧民居應(yīng)用；廈門大學參賽作品《裝配式生態(tài)辦公樓》，體現(xiàn)BIM-CIM創(chuàng)新技術(shù)的綜合運用，建筑采用模數(shù)化設(shè)計，以100mm為基本模數(shù)設(shè)計各種建筑構(gòu)件，從而實現(xiàn)降低生產(chǎn)成本和使用成本的目標。

第一階段的BIM建模賽項主要考察軟件操作能力。第二階段的BIM、CIM技術(shù)應(yīng)用，以實際工程案例為基礎(chǔ)，模擬實際工作場景，實現(xiàn)建筑各專業(yè)的BIM協(xié)同，考察學生的實踐能力和創(chuàng)新能力等，技術(shù)答辯時專家提出的問題覆蓋面很廣，有涉及BIM、建筑、結(jié)構(gòu)、造價、裝配式、協(xié)同全專業(yè)等，不僅僅限于軟件。此賽項更能夠鍛煉參賽選手的專業(yè)知識應(yīng)用能力、表達溝通能力、應(yīng)急處理能力、協(xié)調(diào)配合能力以及創(chuàng)新能力。

2 BIM-CIM大賽視角下工程造價安裝課程現(xiàn)狀分析

工程造價專業(yè)的安裝工程主要包括建筑電氣、給排水和暖通、空調(diào)工程等，涉及的范圍比較廣泛，一般以水電安裝工程為主，大賽考核的安裝部分也是水電工程。課程主要有安裝工程識圖與施工、安裝工程計量與計價。安裝工程識圖與施工是專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要包含各分部分項工程的圖紙和相關(guān)施工工藝；安裝工程計量與計價是核心課程，主要介紹安裝工程相關(guān)的計量與計價規(guī)則，是造價工程師必備的技能。課程的教學質(zhì)量與學生進入崗位后的識圖能力、施工能力、造價工作能力息息相關(guān)[2]。BIM-CIM創(chuàng)新大賽要求選手具備較強的專業(yè)綜合能力，不僅要有很強的BIM軟件操作能力、識圖與建模能力，還要對安裝施工工藝熟練掌握、對材料充分認識與應(yīng)用，具有工程量計算能力，同時還要有BIM-CIM技術(shù)圍繞城市級信息的采集和使用展開的創(chuàng)新應(yīng)用。

但通過學生參加BIM-CIM創(chuàng)新大賽，參照大賽的評分標準，反映出安裝工程的教學面臨以下不足和挑戰(zhàn)。

①學生實踐不足，難以準確計量

安裝工程計量與計價課程僅僅就平面圖紙進行施工圖識圖并算量，講解比較枯燥，學生缺乏施工經(jīng)驗，對建筑設(shè)備系統(tǒng)安裝缺乏整體認知，三維立體空間感不能呈現(xiàn)，學習效果不佳。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，學生不能靈活應(yīng)用理論知識，很難將理論知識轉(zhuǎn)換為實物場景，導致算量和計價出現(xiàn)錯誤[3]。

②學生專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握不牢固

以“斯維爾杯”BIM-CIM創(chuàng)新大賽為例，根據(jù)工程造價專項的任務(wù)書，要求考察工程算量和計價能力。算量模型要求：模型中構(gòu)件應(yīng)不多不少；回路中的器具附件安裝位置正確；管線布置走向位置正確；管線連接器件的起止方向正確；構(gòu)件信息齊全；構(gòu)件工程量輸出單位正確；其他相關(guān)內(nèi)容均應(yīng)正確。計價結(jié)果要求：計價依據(jù)設(shè)置正確；正確區(qū)分分部分項和措施項目；工料機換算正確；正確指定清單項目的“項目特征”；計算結(jié)果正確；其他相關(guān)內(nèi)容均應(yīng)正確。使用軟件算量是要求學生在掌握基礎(chǔ)理論知識上，能靈活應(yīng)用于實踐。如果學生不能準確理解圖紙含義，設(shè)備類型、材料種類和管道走向，設(shè)備安裝工藝，只能畫出一個類似的模型，不能準確地設(shè)置構(gòu)件及調(diào)整計算規(guī)則，最后匯總計算出來的結(jié)果就會存在偏差。

③綜合實踐能力不足

“斯維爾杯”BIM-CIM創(chuàng)新大賽第二階段賽項最后要讓參賽學生以PPT形式進行匯報答辯，要求參賽選手不僅具備良好的專業(yè)技能、協(xié)調(diào)溝通能力，還要具有清晰的邏輯表達能力與思辨能力。匯報的過程也是一個發(fā)現(xiàn)問題、解決問題并加以總結(jié)的過程，是一個能突出反映作品亮點和創(chuàng)新應(yīng)用的過程。也要求參賽選手具備良好心態(tài)，能從容應(yīng)對各種可能發(fā)生的情況。在實踐過程中，往往發(fā)現(xiàn)一些參賽隊員專業(yè)知識不足、模型太粗略、建模人員經(jīng)驗不足等情況，還有一些隊員賽前沒有做好團隊溝通和演練，互相配合度不夠。比賽過程需要充分準備，同時要制定比賽進度計劃，明確時間節(jié)點任務(wù)，沒有足夠的信心和毅力就不容易按時提交作品，而有些參賽隊員遇到問題存在畏難情緒，容易半途而廢。

3 以大賽促進安裝工程教學改革的探索

結(jié)合BIM-CIM創(chuàng)新大賽，將大賽評價內(nèi)容和標準，考核應(yīng)具備的職業(yè)能力、操作規(guī)范、精細質(zhì)量、創(chuàng)新水平、團隊協(xié)作以及BIM技術(shù)融入安裝工程的教學中，優(yōu)化教學內(nèi)容、考核方式以及評價體系，培養(yǎng)學生職業(yè)素養(yǎng)和綜合能力，使學生適應(yīng)數(shù)字造價時代建筑行業(yè)改革升級的需求。

①融入BIM技術(shù)，建設(shè)教學資源庫，優(yōu)化課程體系的建設(shè)

針對安裝工程存在一些隱蔽工程，施工工藝不直觀，學生現(xiàn)場實踐經(jīng)驗不足的問題，教師可以建設(shè)和優(yōu)化教學資源庫，將施工工藝的流程、安裝工藝、設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理等制作成動畫或視頻，使學生對設(shè)備安裝不再陌生；針對學生對平面圖紙的安裝位置、高度、形狀等缺乏空間感等問題，教師可以運用BIM建模軟件，制作安裝工程的三維模型，展示平面圖紙中設(shè)備的形狀、安裝位置、管線走向等，建立可視化的學習情景；針對學生算量不仔細，容易忽略的一些細節(jié)，可以利用題庫設(shè)置問題、作業(yè)和測試題，檢查學生掌握程度；針對學生職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神的培養(yǎng)，可在教學資源庫中通過課程思政，制作微課、動畫等形式展示國內(nèi)外工程的工匠精神案例或警示動畫等等。要全面提升教學資源庫的質(zhì)量，教師還要緊跟國家針對行業(yè)發(fā)展提出的最新政策，最新成果和改革發(fā)展趨勢，優(yōu)化課程體系建設(shè)。

②結(jié)合BIM大賽的競賽內(nèi)容、評分標準，優(yōu)化教學過程設(shè)計

BIM-CIM創(chuàng)新大賽工程造價專項的安裝工程部分要求參賽選手具備建筑水電工程的施工圖識讀、水電安裝工程BIM軟件建模、懂得施工工藝及安裝材料使用、安裝工程清單編制、BIM安裝算量的應(yīng)用、安裝計價軟件的使用、新技術(shù)新工藝新領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用等能力。教師需要設(shè)計融匯貫通知識技能的任務(wù)，實施線上線下相結(jié)合的混合教學，采用項目化教學、分組競賽、團隊模擬的方式，以線上線下融合、翻轉(zhuǎn)課堂的形式進行知識傳授。在課堂案例選取中，根據(jù)學生情況，由簡單到復雜，注重綠色建筑、智能建筑、裝配式建筑的創(chuàng)新案例的引入。表1以安裝工程2門主要課程為例，深入剖析賽項任務(wù)書，分析課程內(nèi)容與賽項內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，結(jié)合教學實踐，將大賽任務(wù)、內(nèi)容、過程、評分點與專業(yè)課程目標、課程內(nèi)容、教學實施、教學考核以及課程評價相結(jié)合，優(yōu)化教學過程設(shè)計。

融合BIM大賽的安裝工程教學設(shè)計 表1

③BIM安裝課程融入思政元素，注重價值引領(lǐng)和綜合職業(yè)精神培養(yǎng)

課程思政是將思政教育融入到專業(yè)課程教學的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)三全育人，培養(yǎng)學生具備堅持不懈、勇于創(chuàng)新、精益求精的數(shù)字化造價時代工匠精神。BIMCIM創(chuàng)新大賽的第二階段BIM、CIM應(yīng)用賽項中也突出考察參賽選手的專業(yè)知識應(yīng)用能力、表達溝通能力、應(yīng)急處理能力、協(xié)調(diào)配合能力以及創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。因此，在BIM安裝課程融入思政元素，在課程教學實踐中注重價值引領(lǐng)和綜合職業(yè)精神培養(yǎng)，實現(xiàn)“全員、全過程、全方位”育人，有非常重要的意義。安裝工程課程教學包括課堂、實訓、畢業(yè)設(shè)計、企業(yè)頂崗實習等環(huán)節(jié)，各個環(huán)節(jié)可以采用不同的教學形式，融入思政元素，各有側(cè)重點地培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)精神，如表2所示。

表2

下面以安裝工程的課程培養(yǎng)目標，加上思政元素，深挖課程所蘊含的思政素材，進行BIM安裝課程的課程思政教學設(shè)計，具體如表3。

BIM安裝工程課程思政 表3

針對工程造價專業(yè)安裝工程教學改革的方式還有很多，例如基于“1+X”證書制度的應(yīng)用、建設(shè)產(chǎn)業(yè)學院、實訓場地建設(shè)和校企產(chǎn)教融合、在線練習、考試、競賽等考核方式改革等舉措，以適應(yīng)建筑信息化時代對工程造價專業(yè)人才的需求。