數(shù)字化時代“鐵道工程BIM 技術”課程的教學改革與探索

廖倩

（四川建筑職業(yè)技術學院，四川德陽 618000）

近年來，國家有關部門在土建行業(yè)大力推廣以數(shù)字化、智慧化、信息化為基礎的BIM技術。為全面貫徹落實《國務院辦公廳關于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》（國辦發(fā)〔2017〕19號）精神，四川省政府頒布了《四川省人民政府辦公廳關于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的實施意見》，制定我省推進BIM技術應用指導意見，推廣BIM技術在規(guī)劃、勘察、設計、施工和運營維護全過程的集成應用，提升工程建設和管理信息化智慧化水平，明確了2025年我省建筑業(yè)應普遍具備BIM技術。2019年4月1日，人力資源社會保障部、市場監(jiān)管總局、統(tǒng)計局正式向社會發(fā)布了13個新職業(yè)信息，其中包含了建筑信息模型技術員。因此，為了滿足社會需求，培養(yǎng)輸送更多的專業(yè)技術人才，同時也增加學生就業(yè)機會，各大高校相繼開展了BIM技術相關的課程。

隨著數(shù)字技術快速發(fā)展、科技革命和產業(yè)轉型加速推進，我們的生活、生產、學習方式都發(fā)生了很大的變化。在此進程中，教育的重要性日益凸顯。各個國家都非常重視教育數(shù)字化轉型，聯(lián)合國及歐美多個國家先后發(fā)布了多份教育數(shù)字化有關的報告，我國也一直非常重視教育數(shù)字化的發(fā)展，發(fā)布了一系列相關政策、規(guī)劃和行動。2023年2月，我國召開了世界首屆數(shù)字教育大會，以“數(shù)字變革與教育未來”為主題，重點探討教育數(shù)字化轉型、數(shù)字學習資源開發(fā)與應用、師生數(shù)字素養(yǎng)提升、教育數(shù)字化治理，以及基礎教育、職業(yè)教育、高等教育等領域的數(shù)字化發(fā)展評估。教育數(shù)字化轉型是破解教育發(fā)展瓶頸問題的必由之路。習近平總書記指出，教育數(shù)字化是我國開辟教育數(shù)字新賽道塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢的重要突破口，進一步推進數(shù)字教育，為個性化學習、終身學習、擴大優(yōu)質教育資源覆蓋面和教育現(xiàn)代化提供有效支撐。因此，將數(shù)字化信息化融入課堂是高校教育發(fā)展的必經(jīng)之路。

“鐵道工程BIM技術”是我校鐵道工程系針對鐵道工程技術專業(yè)的學生開設的一門專業(yè)必修課程。與其他理論課程不同，本課程是一門軟件操作性非常強的課程，包括40學時理論課程和10學時實訓課程，實訓課程在理論課程結束后進行。理論課程傳統(tǒng)的教學模式是在學校機房進行，每周兩次課，每次兩學時。第一學時，教師通過教師機的教室軟件控制學生端口，學生可清晰看見老師的操作演示，復雜模型先結合必要的板書進行模型分析，然后教師再進行操作講解。第二學時，學生自行建模，教師可通過教師機查看學生屏幕動態(tài)。學生在練習過程中，遇到問題可進行現(xiàn)場“面對面，零距離，一對一”的高效快捷的答疑溝通。這樣能夠保證學生遇到問題能及時解決，且大部分問題在課堂內解決。課堂內保證了學和練的融合，有利于學生對課堂知識的吸收。

在數(shù)字化的時代背景下，各個國家都提出了一系列的政策，爭先發(fā)展數(shù)字化，開啟了一場數(shù)字化的革命。高新技術的發(fā)展帶來了不可避免的職業(yè)快速更迭，新興工作的出現(xiàn)將重新定義工作的內涵和技能要求，全球范圍內的工作和勞動力市場結構正在發(fā)展變化，在社會發(fā)展的變化下，對人才發(fā)展的需求也在發(fā)生變化。教師作為人才發(fā)展的第一資源，起到了重要作用，因而對教師能力的發(fā)展也發(fā)生了變化，教師能力的標準不斷提升。正所謂“強國必先強教，強教必先強師”，作為課堂教學活動的組織者、學習活動的引導著和參與者，在推進教育數(shù)字化轉型過程中，教師的數(shù)字素養(yǎng)是數(shù)字化教育轉型的關鍵。在世界首屆數(shù)字教育大會召開之際，我國教育部正式發(fā)布了《教師數(shù)字素養(yǎng)》標準，扎實推進我國數(shù)字教育戰(zhàn)略行動，回應社會發(fā)展對教師發(fā)展的挑戰(zhàn)。因此，本文從提高教師數(shù)字素養(yǎng)的角度出發(fā)，針對如何提升“鐵道工程BIM技術”課程的教學實效，提出了以下幾點措施。[1-5]

一、利用數(shù)字化資源進行學情調查

教師可在課前采用問卷網(wǎng)等網(wǎng)絡平臺對學生的知識與技能基礎、認知與實踐能力、學習特點等學情進行調查，通過對學生的學情問卷數(shù)據(jù)分析，從數(shù)字素養(yǎng)角度出發(fā)，在培養(yǎng)提升教師個人數(shù)字素養(yǎng)的同時，也注重培養(yǎng)學生的數(shù)字素養(yǎng)，制定更加有效的授課計劃。

二、教學資源搜集推送

“鐵道工程BIM技術”課程不同于一般的理論課程，屬于軟件操作性強的課程，難度系數(shù)相對較大。學生第一次接觸本課程，在對軟件完全不熟悉的情況下，授課教師應提前準備軟件安裝包，安裝教程，通過網(wǎng)盤或班級群的方式進行資源共享。教師可充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，搜集整理具有代表性可以訓練提升學習技能的學習資源，課前通過職教云發(fā)布每次課程的學習資源和學習任務，引導學生使用數(shù)字化資源進行學習。

三、數(shù)字化深入課堂教學

課中，教師可采取豐富的授課方式，利用信息化教學的方式豐富課堂。俗話說：“興趣是最好的老師?！贬槍θ魏我婚T課程，為了保證整個課程學習過程中學生能夠有足夠的學習熱情，教師應轉化授課形式，打破傳統(tǒng)單一的講授形式，幫助學生建立起對本門課程的學習興趣。教師可將多元化、信息化的教學模式融入課堂，促進優(yōu)質資源的共享，充分利用網(wǎng)絡優(yōu)質資源展示BIM技術在工程技術各大領域的應用實例與發(fā)展趨勢，讓學生知道學習本門課程的意義，從而達到提高學生學習興趣的目的，讓學生知道“什么是BIM？為什么學？如何學？”。

針對學生自我約束能力差，缺乏學習主動性，課堂參與度低，甚至存在曠課、上課打游戲或睡覺的情況，在講授過程中，教師應該充分利用數(shù)字資源加強課堂監(jiān)督，通過職教云課堂簽到形式對學生的出勤情況進行監(jiān)督。教師還應多途徑搜集資料、引入工程案例，調動學生的積極性，增加學生的學習興趣。在模型分析階段，教師可借助數(shù)字工具，如希沃白板、VR，對模型進行投屏分析，生動形象地展示模型，豐富課堂形式，激發(fā)學生的學習興趣，加深學生對模型的認識。教師示范操作講授階段可將數(shù)字化引入課堂互動，如職教云搖一搖、頭腦風暴等，增加課堂互動，激發(fā)學生學習積極性，提高學生課堂參與度，提升學生學習專注度，讓學生思路緊隨課堂節(jié)奏。學生課堂上機操作練習階段，教師可利用課堂軟件實現(xiàn)教師機對學生機屏幕的有效監(jiān)管，實時查看學生屏幕操作，掌握學生動態(tài)。

四、數(shù)字化加強課后輔導

正所謂“眼過千遍，不如手過一遍”，作為軟件操作類課程，課堂的練習時間遠不足以讓學生對本堂課知識點熟練掌握，要想掌握建模原理，熟悉操作步驟，對知識點的消化吸收良好，達到教學目的，只有通過不斷練習，才能熟能生巧。因此，教師在每堂課除了對本堂課知識點進行梳理總結，針對本堂課重難點做講解，還應布置適當課后建模練習，讓學生熟能生巧，使學生做到任何一個模型都可以快速上手，實現(xiàn)方法與實操的融會貫通。

教師在課后可通過智慧職教云平臺發(fā)布，要求學生利用網(wǎng)絡資源，搜集篩選與本堂課程學習內容的相關模型資源，完成建模并在職教云進行作業(yè)提交。對學生提交的作業(yè)，教師要及時進行批改，總結共性問題，并在職教云及時反饋，學生收到反饋再查漏補缺。針對學生建模遇到的問題，教師可利用相關線上平臺，如騰訊會議，增加課后線上答疑輔導，也可以利用相關錄屏軟件，將學生共性問題進行操作錄屏，通過職教云發(fā)布，建立“BIM建模小技巧庫”，方便學生時時查看學習。

此外，Revit軟件是一款功能非常強大的軟件，可以實現(xiàn)不同學科的融合，可以將CAD的二維圖紙進行三維建模，并且可以進行工程量計算等功能，在工程中應用廣泛。然而，課堂時間有限，更多的功能無法在課堂完成學習。對于學有余力并且對本門課程有興趣的學生，教師可適當開展線上輔導，幫助學生更深一步學習，為其今后從事相關工作打下堅實基礎。

五、利用數(shù)字化資源開展課程考核

檢驗一門課程是否達到設定的教學效果，合理的考核機制必不可少。本課程屬于軟件操作性課程，考核方式不同于其他理論課程，介于理論與實操之間，融合了不同的課程。因此，在課程考核時，教師應當充分利用學校數(shù)字化資源，即學校配套設施齊全的機房、完善的考核系統(tǒng)，采取上機考核的方式，通過系統(tǒng)發(fā)卷，每位學生系統(tǒng)隨機抽卷，學生將答卷通過系統(tǒng)提交上傳，教師端電腦收卷的方式。成績評定將平時出勤情況、上課提問、分組討論、課堂表現(xiàn)、課堂測驗、課后作業(yè)完成質量均納入考核范圍，采用不同比例權重，制定一套完善的考核評價體系，利用考核平臺，數(shù)據(jù)分析，對學生的學業(yè)進行評價。之后，考核結果通過平臺數(shù)據(jù)分析，得到班級學生畫像，根據(jù)分析結果，對學生提出學習建議。教師還可以根據(jù)班級整體數(shù)據(jù)分析，適當修訂優(yōu)化教學目標，調整后期授課計劃，優(yōu)化教學內容和教學模式。

六、課后問卷反饋

課后，教師可增加學生對本門課程多維度學習情況的調查，通過調查數(shù)據(jù)分析，得到課程畫像，對后期課程授課進行優(yōu)化。

“鐵道工程BIM技術”課程不同于一般理論課程，是數(shù)字化時代下的產物，要求教師具備數(shù)字能力，也推動了數(shù)字化時代下的教學改革，能夠適應現(xiàn)代教學發(fā)展的大趨勢，符合新時代本科專業(yè)人才培養(yǎng)需求。教師從制定授課計劃，從數(shù)字素養(yǎng)的培養(yǎng)，在課程的課前、課中、課后，從學生學情到學生學業(yè)考核評定，全過程多方位立體式融入數(shù)字化，充分利用數(shù)字化硬件資源和數(shù)字化軟件資源，在教學過程中不斷提升學生的數(shù)字素養(yǎng)。從實施效果來看，學生反饋良好，學習積極性較高，取得了較好的教學效果。教學全過程融入數(shù)字化資源、手段，在提升了教師自身素養(yǎng)的同時，也培養(yǎng)了學生的數(shù)字素養(yǎng)。

在數(shù)字化時代下，高校教育的常態(tài)化已不再是單一的傳統(tǒng)教學模式，而是實現(xiàn)了多元化、信息化。時代在進步，從1960年計算機首次進入課堂，到2012年MOOC資源，再到2022年chatGPT的出現(xiàn)，甚至未來的元宇宙，每一次的技術演進都給教師帶來了巨大的挑戰(zhàn)。教育需要與時俱進，順應時代的發(fā)展，高校教師不應墨守陳規(guī)，對新的東西有抵觸心理，應該充分利用此契機，接納新事物，對傳統(tǒng)的教學模式進行改革，利用數(shù)字資源、信息化教學、優(yōu)質的網(wǎng)絡資源、智慧化的課堂，不斷提升個人數(shù)字素養(yǎng)、數(shù)字能力，促進自身及共同體專業(yè)發(fā)展的能力，利用數(shù)字資源，反思改進，持續(xù)學習，參與寒暑期網(wǎng)絡研修、個性化專業(yè)課程培訓，積極探索數(shù)字技術下的專業(yè)發(fā)展途徑，開展知識與經(jīng)驗共享，促進自身成長，更好應對數(shù)字時代人才培養(yǎng)的挑戰(zhàn)，提升能力，勝任未來的工作，在學術、技術、藝術等方面進行突破，成為具有三術的教師，成為數(shù)字化時代高水平的教師。

數(shù)字時代的到來改變了傳統(tǒng)的教育形式，我們將面臨一個全新的教學樣態(tài)：可以實現(xiàn)前所未有的差異化教學，在人工智能和大數(shù)據(jù)的幫助下，教師可以根據(jù)每一個學生的學習特點，從而給出不同的學習內容，進行不同的學習干預，真正意義地突破時空和物質，實現(xiàn)全時段、全場景、全覆蓋的差異化教學，實現(xiàn)規(guī)?；虒W和個性化教學的有機統(tǒng)一；可以為學習者提供開放的空間、海量的資源，實現(xiàn)個性化自適應學習；可以通過多模態(tài)的融合，重構和映射，實現(xiàn)時空重構下人機協(xié)同的精細化、科學化教育決策，真正意義上實現(xiàn)精細化管理與科學決策，提升教育管理與決策的科學水平；在研究方面，有了大數(shù)據(jù)的深度應用，教育的研究范式也在改變，可以改變以經(jīng)驗、數(shù)據(jù)、設計為主的教育研究范式，形成“數(shù)字社會空間＋物理社會空間”的新范式；在智能化服務方面，可以通過教育理念、技術、場景、模式創(chuàng)新，實現(xiàn)高績效水平的智能化服務，根據(jù)每個老師、每個學生提供個性化服務。

數(shù)字化時代的教育將會更美好，將會構建更高質量的教育新體系。數(shù)字化在不斷進步，高校教師也將面臨更多的機遇和挑戰(zhàn)，我們要順應時代的發(fā)展，持續(xù)學習、終身學習，接納時代的產物，不斷提升個人數(shù)字素養(yǎng)、數(shù)字能力，營造數(shù)字化課堂，培養(yǎng)學生的數(shù)字素養(yǎng)，同時將思政教育融入信息化教學，響應國家的政策，適應社會的需求，培養(yǎng)更多高素質、高技能、社會需求型人才，開啟教育改革的新篇章。