信息化技術(shù)在高職“建筑給排水工程”課程教學(xué)中的應(yīng)用淺析

文_吉倩倩（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授，碩士）

馬 強(qiáng)（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，碩士）

高職教育不同于基礎(chǔ)教育對扎實(shí)知識(shí)體系的要求，也不同于高等教育在廣度和深度上的延伸，其以崗位需求作為培養(yǎng)目標(biāo)，以動(dòng)手實(shí)踐作為教學(xué)手段。為了與日新月異的工作崗位需求對接，更加需要在高職教育的教學(xué)內(nèi)容和方法上融入信息化元素。

目前關(guān)于信息化技術(shù)與高等職業(yè)教育相結(jié)合的研究主要集中在以下幾方面：一是研究提升教師信息化教學(xué)能力的手段和對策，二是基于信息化背景下的教學(xué)模式探索，三是應(yīng)用信息化手段開展的某門課程的線上線下教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐。上述研究能夠應(yīng)用信息化手段彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，但職業(yè)教育具有操作性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，且不同專業(yè)的教學(xué)特點(diǎn)各不相同，不應(yīng)機(jī)械化、模式化地應(yīng)用信息化技術(shù)，要從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，在實(shí)踐中探索更適合自身的信息化教學(xué)手段。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)以“建筑給排水認(rèn)知與識(shí)圖”教學(xué)模塊為例，系統(tǒng)分析了信息化技術(shù)手段在“建筑給排水工程”課程教學(xué)過程中的應(yīng)用方式和實(shí)踐手段，同時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題及擬解決的辦法，為后續(xù)的教學(xué)活動(dòng)提供有力的支撐。

一、課程內(nèi)容體系、學(xué)習(xí)特點(diǎn)及教學(xué)手段

“建筑給排水工程”屬于與實(shí)踐緊密聯(lián)系的工程技術(shù)類課程，其內(nèi)容主要涵蓋系統(tǒng)認(rèn)知、施工圖識(shí)讀和給排水水力計(jì)算，這三部分內(nèi)容在層次上由淺入深、循序漸進(jìn)，遵循從理論認(rèn)識(shí)到實(shí)踐訓(xùn)練、再用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)修正和提高理論認(rèn)識(shí)的螺旋上升式學(xué)習(xí)模式，本課程的內(nèi)容體系、學(xué)習(xí)特點(diǎn)及展示手段如圖1所示。

在圖1所示的內(nèi)容體系中，系統(tǒng)認(rèn)知是認(rèn)識(shí)新事物的第一階段，只有能正面、直觀地熟悉每一部分的構(gòu)成，才能繼續(xù)深化學(xué)習(xí)；施工圖識(shí)讀部分需要建立在牢固掌握基本概念和原理的基礎(chǔ)上，只有對各系統(tǒng)原理及組成非常熟悉，才能熟練識(shí)別運(yùn)用圖紙中的抽象符號，再加上不斷的實(shí)操訓(xùn)練，最終將圖紙這個(gè)“工具”使用好；管道設(shè)計(jì)計(jì)算是能力的進(jìn)一步提升，考驗(yàn)學(xué)生能否將前面的知識(shí)學(xué)通透、用靈活，并將知識(shí)點(diǎn)拆分、重組、深化，潛移默化中完成能力的提升，這部分也是與職業(yè)崗位工作任務(wù)最為接近的教學(xué)內(nèi)容，能夠讓學(xué)生學(xué)到最常用的工作技能。

圖1 “建筑給排水工程”課程內(nèi)容體系、學(xué)習(xí)特點(diǎn)及教學(xué)手段

二、信息化教學(xué)模式在課程中的應(yīng)用

（一）任務(wù)驅(qū)動(dòng)凝練分散知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知

建筑給排水系統(tǒng)認(rèn)知方面的知識(shí)點(diǎn)主要有兩種類型：一是系統(tǒng)概念，如什么是建筑生活給水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)、建筑排水系統(tǒng)等；二是系統(tǒng)組成，如要完成向建筑供水或排水的任務(wù)，需要哪些成員的參與？將不同類型的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行劃分以后，針對同一知識(shí)類型，尋找合適的任務(wù)驅(qū)動(dòng)方法，準(zhǔn)確定位知識(shí)點(diǎn)，快速實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

1.系統(tǒng)概念的學(xué)習(xí)

系統(tǒng)概念的傳統(tǒng)教學(xué)方法是用PPT或者板書直接展示概念全文，然后教師分析講解。對于從未接觸過此類知識(shí)的學(xué)生來說，教師的講授如同在向其描繪一副他們從未見過的畫，每個(gè)人都會(huì)以自己的理解在腦海里設(shè)想這個(gè)概念，非常容易產(chǎn)生理解偏差。若教師講解過于細(xì)致詳盡，又無形中剝奪了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的權(quán)利，使其只能被動(dòng)接受知識(shí)，降低了學(xué)習(xí)興趣。系統(tǒng)概念作為對給排水系統(tǒng)運(yùn)行過程的總結(jié)，需要學(xué)生對該系統(tǒng)有一個(gè)全面完整的認(rèn)識(shí)后，再發(fā)自內(nèi)心地得出結(jié)論，因此這部分的學(xué)習(xí)適合采用任務(wù)教學(xué)法。

首先，通過優(yōu)慕課發(fā)起“任選校內(nèi)一幢建筑，觀察其室內(nèi)給水部分并完成表格”的任務(wù)。其次，要求學(xué)生在表格中填寫建筑基本概況，包括“建筑名稱”“建筑類型”“建筑層數(shù)”“供水水源（市政管網(wǎng)/自備水源）”和“水溫（冷/熱）”。再次，填寫建筑中用水設(shè)備的相關(guān)信息。由于不同建筑內(nèi)用水設(shè)備類型各不相同，可根據(jù)實(shí)際情況在“洗臉盆、蹲便器、污水盆、消火栓”幾種設(shè)備中選擇，或者補(bǔ)充其他設(shè)備，并拍攝照片，填寫該用水設(shè)備在本建筑中的功能、說明該用水設(shè)備對水質(zhì)優(yōu)劣、水量大小和水壓高低的要求。最后，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜索、實(shí)地考察等方式完成自主探索，上傳成果并參與線上討論。在完成了上述自主學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生會(huì)以自己的方式理解建筑給水系統(tǒng)的概念，并回答“什么是建筑給水系統(tǒng)？”等問題。

該自主學(xué)習(xí)任務(wù)包含了供水水源情況、供水對象特征（建筑類型、層高、性質(zhì)）、供水用途、供水指標(biāo)（水質(zhì)、水量、水壓）等系統(tǒng)概念的關(guān)鍵要素，學(xué)生通過對任務(wù)表格的填寫，增強(qiáng)了對建筑給水系統(tǒng)的全面認(rèn)識(shí)，將表中包含的信息要素整合，最終給出自己總結(jié)的系統(tǒng)概念。在此基礎(chǔ)上，教師再給出書面定義—“建筑給水系統(tǒng)，是將城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)（或自備水源給水管網(wǎng)）中的水引入一幢建筑或一個(gè)建筑群體，供人們生活、生產(chǎn)、消防之用，并滿足各類用水對水質(zhì)、水量、水壓要求的冷水供應(yīng)系統(tǒng)”，供學(xué)生對比分析，提出見解，學(xué)習(xí)效果將大大提升。

2.系統(tǒng)組成的學(xué)習(xí)

系統(tǒng)組成是對系統(tǒng)概念的展開。前面的概念學(xué)習(xí)已經(jīng)讓學(xué)生對該系統(tǒng)有了大致的了解，接下來通過對系統(tǒng)組成的剖析深入地認(rèn)識(shí)每部分的作用。這部分內(nèi)容是系統(tǒng)認(rèn)知的重點(diǎn)，知識(shí)點(diǎn)數(shù)量多，但邏輯關(guān)系不強(qiáng)，教學(xué)時(shí)需要擺脫按部就班逐個(gè)講述的傳統(tǒng)方法，找出各個(gè)組成部分的關(guān)系主線，用聯(lián)系的方法講授，同時(shí)將本節(jié)知識(shí)與實(shí)際生活密切結(jié)合，通過開展課堂活動(dòng)，運(yùn)用多種手段，突出學(xué)習(xí)重點(diǎn)。下面以“建筑給水系統(tǒng)組成”學(xué)習(xí)單元為例，分為課前、課中、課后三個(gè)階段將信息化手段與教學(xué)過程有機(jī)結(jié)合，教學(xué)設(shè)計(jì)如下。

（1）課前預(yù)習(xí)。課前在學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)剖面圖及任務(wù)表格，鼓勵(lì)學(xué)生自主讀圖，將各組成部分歸類到“水源、管道、附件、設(shè)備”四大類別中，完成任務(wù)表格并上傳至學(xué)習(xí)平臺(tái)預(yù)習(xí)檢測，線上統(tǒng)計(jì)預(yù)習(xí)成果，針對出現(xiàn)的問題發(fā)起線上討論。本任務(wù)用主動(dòng)學(xué)習(xí)代替被動(dòng)接受，測試學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的掌握程度，便于突出重點(diǎn)，有的放矢地講授。

（2）課中學(xué)習(xí)。課中教學(xué)主要突出“拎起主線，重點(diǎn)剖析”的思路。用課堂任務(wù)串聯(lián)重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，用多樣化信息手段支撐每項(xiàng)任務(wù)，形成學(xué)習(xí)主線。本部分的學(xué)習(xí)主要通過三個(gè)任務(wù)進(jìn)行串聯(lián)，具體任務(wù)展現(xiàn)形式如圖2—圖4所示。

圖2 任務(wù)一：回答問題厘清主線

圖3 任務(wù)二：動(dòng)手操作知管件

圖4 任務(wù)三：實(shí)物動(dòng)畫學(xué)設(shè)備

任務(wù)一：回答問題厘清主線。根據(jù)建筑給水系統(tǒng)的供水過程及過程中可能出現(xiàn)的各種狀況設(shè)定問題，讓學(xué)生在對建筑給水系統(tǒng)的基本概念有所認(rèn)知的基礎(chǔ)上，將建筑給水系統(tǒng)的各關(guān)鍵組成部分標(biāo)上序號，并將對應(yīng)的序號填在相應(yīng)的問題欄中。一方面讓學(xué)生清楚地了解建筑給水的過程，另一方面讓其明白給水系統(tǒng)每個(gè)組成部分在系統(tǒng)中發(fā)揮什么樣的作用?；卮鹫_這些問題，就能夠提綱挈領(lǐng)地認(rèn)知建筑給水系統(tǒng)的組成。

任務(wù)二：動(dòng)手操作知管件。對建筑給水系統(tǒng)各組成部分的認(rèn)知，不僅要全面，更要深入細(xì)致。管件雖小，但在給水系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，具有連接、變徑、轉(zhuǎn)向、分支及其他輔助功能。管件在圖紙上一般難以表達(dá)，讀圖時(shí)正確辨別管道連接處應(yīng)該使用的管件就變得至關(guān)重要。為增強(qiáng)這方面能力，應(yīng)通過管道加工連接實(shí)操訓(xùn)練，讓學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)各個(gè)管件的功能，具備更加深刻和具象的認(rèn)識(shí)，并通過管件選用練習(xí)題，鍛煉學(xué)生空間想象力和判斷力，將具體與抽象相結(jié)合。

任務(wù)三：實(shí)物動(dòng)畫學(xué)設(shè)備。觀察實(shí)物使學(xué)生能夠摸到、看到、聽到，親身體驗(yàn)水泵的外部構(gòu)造，對其有更加深刻的具象認(rèn)識(shí)，這是課堂理論學(xué)習(xí)所達(dá)不到的，更能提高學(xué)習(xí)的積極性，有助于進(jìn)一步深入探索。而模擬動(dòng)畫則運(yùn)用信息化手段展示了實(shí)物不能看到的內(nèi)部構(gòu)造和運(yùn)行過程，取長補(bǔ)短，相輔相成。

（3）課后復(fù)習(xí)。課后整合本節(jié)課所學(xué)知識(shí)，分組完成“建筑給水系統(tǒng)組成”知識(shí)點(diǎn)微課小視頻錄制。通過給別人講授為目的的學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)習(xí)變得更加主動(dòng)，加深對知識(shí)點(diǎn)更深層次的理解和整體脈絡(luò)的把控，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生在課件與微視頻制作等多方面的能力。

（二）模擬抽象圖紙的識(shí)讀

建筑給排水系統(tǒng)施工圖的識(shí)讀包含圖紙基本知識(shí)的學(xué)習(xí)和施工圖識(shí)讀練習(xí)兩部分。前者包括圖紙組成及特點(diǎn)、圖例、圖線及尺寸標(biāo)注的學(xué)習(xí)，以分散的知識(shí)點(diǎn)為主；后者主要以實(shí)際案例為依托，重在練習(xí)給排水施工圖的識(shí)讀技巧。針對學(xué)生給排水系統(tǒng)識(shí)圖困難、空間想象能力較弱的問題，以行動(dòng)為導(dǎo)向，以實(shí)際工程項(xiàng)目和“1+X”建筑工程識(shí)圖職業(yè)技能等級考試相關(guān)內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，綜合運(yùn)用案例分析法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、分組討論法、模擬操作法等方法開展教學(xué)。同時(shí)采用CAD軟件、BIM軟件繪制二維、三維模型，運(yùn)用優(yōu)慕課、學(xué)習(xí)通等教學(xué)平臺(tái)支撐課程整體框架，結(jié)合智慧教室多媒體環(huán)境，有效將教與學(xué)融為一體，實(shí)時(shí)反映教學(xué)成果，強(qiáng)化系統(tǒng)認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)的對接，踐行課證融通。下面主要針對施工圖識(shí)讀實(shí)踐部分的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)作重點(diǎn)介紹。

施工圖識(shí)讀部分主要圍繞建筑給排水圖紙，完成從實(shí)物到圖例、從圖例到圖紙、從圖紙?jiān)俚綄?shí)物的循環(huán)練習(xí)，以分析帶認(rèn)識(shí)，以模擬帶現(xiàn)實(shí)，以三維帶二維，以制圖帶識(shí)圖。實(shí)際案例能夠加深學(xué)生的印象和提高學(xué)習(xí)興趣，從對具體事物的認(rèn)知深化到對圖紙抽象符號的識(shí)讀，從圖紙符號識(shí)圖進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為新的創(chuàng)造價(jià)值的實(shí)踐，如設(shè)計(jì)繪制、計(jì)量計(jì)價(jià)，從而使學(xué)習(xí)過程呈螺旋形上升。

1.識(shí)讀方法

對于初學(xué)者來說，識(shí)讀建筑給排水施工圖時(shí)的一大難點(diǎn)就是如何將平面圖與系統(tǒng)圖對應(yīng)，平面圖中的某一節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)圖中應(yīng)該是哪個(gè)位置？掌握其對應(yīng)關(guān)系，或者掌握如何從平面圖生成系統(tǒng)圖，是達(dá)到熟練讀圖所必須掌握的基本技能。訓(xùn)練這項(xiàng)能力，可通過在教學(xué)實(shí)踐中編寫“先看平面→找出水源→辨別方向→記于心間→再來系統(tǒng)→重復(fù)一遍→哪來哪去→放置空間”的識(shí)圖口訣，使識(shí)圖過程變得簡便易懂。初學(xué)者在剛開始讀圖時(shí)，可按照此口訣進(jìn)行練習(xí)，不斷強(qiáng)化空間思維能力，熟悉圖紙之間的關(guān)系，在熟練掌握方法后，可根據(jù)自己的讀圖習(xí)慣和偏好形成自己的讀圖方法。

2.模擬實(shí)踐

應(yīng)用BIM軟件展示管道空間位置，模擬管道空間走向與衛(wèi)生器具布置，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容可視化，由抽象向形象轉(zhuǎn)變。同時(shí)使用模擬材料及實(shí)訓(xùn)工具進(jìn)行實(shí)體模擬、實(shí)操訓(xùn)練，將管道在空間中的位置走向表示出來，加深對識(shí)圖內(nèi)容的理解，如圖5所示。在課堂內(nèi)容講述完成后，課后發(fā)布給排水施工圖實(shí)際案例，給出施工說明、平面圖、系統(tǒng)圖、詳圖與識(shí)圖指導(dǎo)書，布置識(shí)圖任務(wù)表格，融入“1+X”建筑工程識(shí)圖給排水部分考點(diǎn)，督促學(xué)生按時(shí)完成，并進(jìn)行在線答疑指導(dǎo)，做到課前、課中、課后相呼應(yīng)。

圖5 運(yùn)用BIM軟件和實(shí)體模擬練習(xí)管道布置

三、存在問題及改進(jìn)措施

通過上述節(jié)選教學(xué)片段的信息化教學(xué)實(shí)施過程，發(fā)現(xiàn)存在的問題主要有以下兩個(gè)方面：一是教學(xué)內(nèi)容不夠精簡，在知識(shí)點(diǎn)較多的情況下不能果斷地進(jìn)行刪減，知識(shí)點(diǎn)整理和重組的力度還不夠；二是教學(xué)方法設(shè)計(jì)不夠細(xì)化，教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)得不夠細(xì)致，各環(huán)節(jié)所應(yīng)用的信息化技術(shù)類型較為單一，且與教學(xué)內(nèi)容的融合略顯生硬；三是學(xué)生線上教學(xué)效果評價(jià)和反饋機(jī)制不夠完善。

針對上述存在的問題，結(jié)合實(shí)際教學(xué)過程，重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面改進(jìn)。

第一，以學(xué)生職業(yè)需求為導(dǎo)向，有針對性地對原有教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行拆分重組，重新架構(gòu)切合實(shí)際工作需要的教學(xué)理論體系，做到內(nèi)容精簡、設(shè)計(jì)精致、手段精細(xì)。譬如，針對建筑給排水系統(tǒng)基本原理的知識(shí)，可通過一套完整的給排水施工圖作為載體，通過完成圖紙識(shí)讀的工作任務(wù)來學(xué)習(xí)知識(shí)：通過識(shí)讀管道走向?qū)W習(xí)給水方式與排水方式；通過識(shí)讀圖紙上的管道連接節(jié)點(diǎn)學(xué)習(xí)管件的類型和作用；通過管道標(biāo)注方式學(xué)習(xí)管材類型；通過閥門與設(shè)備的圖例學(xué)習(xí)其作用、類型及設(shè)置要求。

第二，結(jié)合學(xué)生的興趣點(diǎn)，尋找實(shí)用性強(qiáng)、有應(yīng)用價(jià)值的多種信息化技術(shù)手段，便于更好地展示教學(xué)內(nèi)容。由于信息化技術(shù)類型多樣，在選擇時(shí)不能生搬硬套，要根據(jù)自身課程特點(diǎn)尋找特色鮮明、可操作性強(qiáng)，且真正對教學(xué)起幫助作用的手段。

第三，通過分析線上教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)，了解學(xué)生參與程度與掌握水平，針對學(xué)生參與度低的部分進(jìn)行改進(jìn)，對未掌握的知識(shí)點(diǎn)加以細(xì)化和補(bǔ)充，通過線上發(fā)布問卷的方式，了解學(xué)生訴求，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法。通過以上措施，最終實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”合一的效果，不斷完善線上線下混合教學(xué)模式，提高教學(xué)效率。