“1+X”制度下高職路橋?qū)I(yè)工程制圖模塊化課程教學(xué)改革探索

文＿吳 海（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，專任教師，工程師，碩士）

靳麗莉（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院市政與交通學(xué)院副院長(zhǎng)，副教授，博士）

交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的推進(jìn)和人工智能技術(shù)的發(fā)展對(duì)高職路橋?qū)I(yè)人才培養(yǎng)提出了新的要求，工程制圖是路橋?qū)I(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有知識(shí)點(diǎn)多而繁、內(nèi)容抽象、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，存在教學(xué)模式落后、考核評(píng)價(jià)方式單一的問題。為提升教學(xué)效果，構(gòu)建基于“1+X”制度的工程制圖模塊化課程，對(duì)教學(xué)模式、教學(xué)資源、評(píng)價(jià)方式、師資隊(duì)伍等進(jìn)行改革，以期對(duì)本課程教學(xué)改革及高職路橋?qū)I(yè)人才培養(yǎng)有所裨益。

一、概念界定

（一）“1+X”定義

國(guó)務(wù)院在《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》中提出：從2019年開始，在職業(yè)院校、應(yīng)用型本科院校中啟動(dòng)實(shí)施“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書”證書制度試點(diǎn)工作，簡(jiǎn)稱為“1+X”證書制度。該項(xiàng)證書制度要求高職院校學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間取得對(duì)應(yīng)的專業(yè)學(xué)歷證書的同時(shí)，還要獲得與本專業(yè)相關(guān)的若干項(xiàng)職業(yè)技能等級(jí)證書?！?+X”證書制度的實(shí)施，將職業(yè)技能等級(jí)證書的要求與人才培養(yǎng)方案、課程教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，提高人才培養(yǎng)與社會(huì)實(shí)際需要的匹配程度，真正做到學(xué)有所用。

（二）模塊化課程的內(nèi)涵

由國(guó)際勞工組織（ILO）提出的MES（Modules of Employable Skill）模塊化課程模式在我國(guó)職業(yè)教育的發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用。實(shí)施MES模塊化課程模式需要從某一確定職業(yè)的全部崗位技能入手，先將這些技能拆分為多個(gè)子技能，針對(duì)每一個(gè)具體的子技能工作任務(wù)構(gòu)建對(duì)應(yīng)的課程模塊，從而形成獨(dú)立的學(xué)習(xí)單元，提供給學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。模塊化課程的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)習(xí)內(nèi)容與工作崗位的技能需求高度契合，各個(gè)學(xué)習(xí)模塊間互相協(xié)調(diào)、靈活組織，同時(shí)教學(xué)過程重在技能訓(xùn)練，理論知識(shí)部分追求簡(jiǎn)練精要。

二、構(gòu)建模塊化教學(xué)課程的必要性

（一）現(xiàn)實(shí)背景

隨著交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展向數(shù)字化、智能化方向邁進(jìn)，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)與交通運(yùn)輸深度融合，成為智慧交通體系建設(shè)的必由之路。當(dāng)前，交通行業(yè)正處于數(shù)字化升級(jí)轉(zhuǎn)型階段，工程圖紙經(jīng)歷著由二維平面圖向三維模型過渡的行業(yè)變革期，因此行業(yè)對(duì)企業(yè)掌握建筑信息模型（BIM）技術(shù)的技能人才需求旺盛。以高職路橋?qū)I(yè)學(xué)生的人才培養(yǎng)目標(biāo)為例，將BIM信息化技術(shù)傳授給學(xué)生，能讓學(xué)生擁有“一技之長(zhǎng)”。并且，BIM是首批啟動(dòng)試點(diǎn)“1+X”證書制度的職業(yè)技能等級(jí)證書之一，對(duì)高職路橋?qū)I(yè)的教育教學(xué)改革具有重要意義。

（二）課程存在的問題

1.專業(yè)技能知識(shí)點(diǎn)較為分散

路橋?qū)I(yè)學(xué)生想要考取BIM職業(yè)技能等級(jí)證書，需要掌握識(shí)讀與繪制專業(yè)施工圖紙的能力，還需要具備BIM理論知識(shí)基礎(chǔ)，并熟練運(yùn)用BIM三維建模軟件。為此，工程制圖與識(shí)圖、路橋?qū)I(yè)各類施工課程、BIM建模課程，除了工程制圖與識(shí)圖課程在第1學(xué)期開課，其他課程則在第2—4學(xué)期陸續(xù)開設(shè)，致使技能知識(shí)學(xué)習(xí)過程“碎片化”，知識(shí)體系的構(gòu)成不具備連貫性。同時(shí)，由于考證時(shí)間與課程開設(shè)時(shí)段不一致，學(xué)生需要花費(fèi)大量時(shí)間參與考前培訓(xùn)和復(fù)習(xí)，增加學(xué)生取得職業(yè)技能等級(jí)證書的難度。

2.課程內(nèi)容與“1+X”知識(shí)體系不對(duì)應(yīng)

目前開設(shè)的“工程制圖與CAD”課程內(nèi)容主要是工程制圖的基本原理、路橋?qū)I(yè)工程圖紙的識(shí)讀與繪制、二維CAD（是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件的操作教學(xué)，而BIM建模知識(shí)則是在“Revit‘Autodesk Revit’橋梁運(yùn)用基礎(chǔ)”課程中學(xué)習(xí)，課程主要內(nèi)容是運(yùn)用Revit軟件創(chuàng)建橋梁模型。兩門課程內(nèi)容設(shè)置上不連貫，對(duì)標(biāo)“1+X”BIM職業(yè)技能等級(jí)考核要求，課堂教授的知識(shí)點(diǎn)并不全面；學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)的專業(yè)課程后，在參加BIM職業(yè)技能等級(jí)證書考試時(shí)仍存有知識(shí)盲區(qū)。

3.教學(xué)模式落后

當(dāng)前高職路橋?qū)I(yè)教學(xué)所用的工程圖紙均為二維圖紙，學(xué)生在識(shí)圖學(xué)習(xí)中需要結(jié)合構(gòu)筑物圖紙的立面圖、平面圖和側(cè)面圖，運(yùn)用空間思維想象能力構(gòu)建三維實(shí)體模型，然而高職學(xué)生的空間思維能力較弱，難以實(shí)現(xiàn)二維平面與三維實(shí)體之間的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，學(xué)習(xí)積極性下降，學(xué)習(xí)效果不佳。傳統(tǒng)課堂中教師僅憑借多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)模式，難以培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。因此，學(xué)校為了改善現(xiàn)有的教學(xué)困境，在課堂教學(xué)中運(yùn)用BIM三維技術(shù)，創(chuàng)建道路橋梁工程構(gòu)筑物的三維模型用于教學(xué)過程中的講解，能有效解決上述問題。

4.教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系單一

在以往的工程制圖課程中，課程評(píng)價(jià)的主體一直是教師，評(píng)價(jià)方式主要以平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)按一定比例進(jìn)行綜合評(píng)定，評(píng)價(jià)結(jié)果依賴教師的主觀判斷，而學(xué)生作為課堂活動(dòng)的參與者，無法參與到課程的評(píng)價(jià)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高。因此，需要更為多元化的考核評(píng)價(jià)制度，及時(shí)量化教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。

綜上所述，為解決現(xiàn)階段課程中存在的問題，構(gòu)建“工程制圖與CAD”模塊化教學(xué)課程對(duì)引導(dǎo)高職路橋?qū)I(yè)教育改革具有現(xiàn)實(shí)意義。

三、模塊化教學(xué)課程構(gòu)建路徑

以廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院市政與交通學(xué)院路橋?qū)I(yè)為例，“工程制圖與CAD”課程在不同專業(yè)如市政工程技術(shù)、道路橋梁技術(shù)、土木工程檢測(cè)技術(shù)專業(yè)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程開設(shè)，而“Revit橋梁運(yùn)用基礎(chǔ)”僅在大二時(shí)作為專業(yè)選修課程；要想考取BIM職業(yè)技能等級(jí)證書，必須通過學(xué)習(xí)“工程制圖與CAD”課程掌握識(shí)圖技能，再通過學(xué)習(xí)“Revit橋梁運(yùn)用基礎(chǔ)”掌握建模技能，這就需要BIM技能課程與識(shí)圖類課程之間形成緊密聯(lián)系，在學(xué)習(xí)內(nèi)容上做好銜接。對(duì)標(biāo)“1+X”BIM職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，將BIM技能課程與識(shí)圖類課程進(jìn)行組合，設(shè)置“基礎(chǔ)知識(shí)模塊”+“專業(yè)識(shí)圖模塊”+“繪圖技能模塊”的模塊化課程體系，見圖1。

圖1 工程制圖模塊化課程體系

（一）基礎(chǔ)知識(shí)模塊

基礎(chǔ)知識(shí)模塊是以畫法幾何為基礎(chǔ)，主要學(xué)習(xí)制圖基本知識(shí)、點(diǎn)線面的投影及其相對(duì)位置關(guān)系、繪制空間幾何圖形的三面投影。以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師講授型為主，學(xué)生練習(xí)則是通過手繪或CAD軟件繪制物體的三面投影，而這往往需要學(xué)生有較強(qiáng)的空間想象能力。因此，可以在課堂教學(xué)中通過利用Revit軟件，繪制平面和直線，幫助學(xué)生理解點(diǎn)線面的投影；引導(dǎo)學(xué)生在軟件中創(chuàng)建拉伸體、放樣體、旋轉(zhuǎn)體、融合體及組合形體，輔助學(xué)生充分理解三面投影的基本原理；再利用軟件對(duì)三維模型進(jìn)行剖切，便于學(xué)生理解剖斷面圖生成過程及原理，培養(yǎng)學(xué)生的形體分析能力與空間想象力，鍛煉學(xué)生的軟件操作能力。在Revit軟件中創(chuàng)建三維模型的同時(shí)，還可以由三維模型直接生成物體的三面投影圖，實(shí)現(xiàn)二維與三維的相互轉(zhuǎn)換，培養(yǎng)學(xué)生BIM正向設(shè)計(jì)的意識(shí)。

（二）專業(yè)識(shí)圖模塊

專業(yè)識(shí)圖模塊是以識(shí)讀路橋?qū)I(yè)工程圖紙為基礎(chǔ)，主要學(xué)習(xí)道路、橋梁、涵洞、排水管道、隧道各類構(gòu)筑物的二維工程圖紙，其目的是讓學(xué)生掌握構(gòu)筑物的外形構(gòu)成、尺寸大小、材料等級(jí)和鋼筋信息。傳統(tǒng)教學(xué)采用的實(shí)例圖紙比較零散，僅針對(duì)某一路段或某個(gè)局部構(gòu)筑物的圖紙進(jìn)行識(shí)讀，構(gòu)筑物的鋼筋信息、材料等級(jí)在二維圖紙中較難全面體現(xiàn)，不易于學(xué)生對(duì)整體工程的把握。因此，依托真實(shí)道路工程項(xiàng)目的施工圖紙，在課堂教學(xué)中通過Revit軟件創(chuàng)建工程的三維模型，利用渲染、漫游的方式使學(xué)生能夠進(jìn)行模型觀察和分析構(gòu)筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及布置，形成構(gòu)筑物的空間結(jié)構(gòu)形象。如排水管道工程中的檢查井內(nèi)部構(gòu)造比較復(fù)雜，且檢查井的類型多達(dá)數(shù)十種，創(chuàng)建檢查井的三維模型可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)其內(nèi)部構(gòu)造，進(jìn)而舉一反三地學(xué)習(xí)其他類型的檢查井。在Revit三維模型中還可以添加幾何、材料信息，如橋梁橋臺(tái)所用的混凝土強(qiáng)度標(biāo)號(hào)、鋼筋的種類和數(shù)量信息，提升學(xué)生對(duì)構(gòu)筑物二維平面圖紙的識(shí)讀質(zhì)量和效率，見圖2。

圖2 排水檢查井、橋墩三維模型

（三）繪圖技能模塊

目前CAD制圖軟件仍然是工程領(lǐng)域的主流繪圖軟件，高職路橋?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程也以CAD教學(xué)為主。面對(duì)BIM技術(shù)的興起及“1+X”制度的要求，“1+X”BIM職業(yè)技能等級(jí)考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定初級(jí)證書需要掌握工程圖紙識(shí)讀與繪制、BIM建模軟件及建模環(huán)境設(shè)置、BIM建模方法、BIM模型的標(biāo)注與注釋和成果輸出五個(gè)方面的技能。在課程改革中立足CAD制圖模塊，植入Revit軟件教學(xué)模塊。植入方式有：（1）由于CAD軟件和Revit軟件在安裝方法、操作界面和快捷命令等方面存在相似之處，教師注重運(yùn)用類比教學(xué)法幫助學(xué)生由CAD的二維圖形繪制過渡到Revit的三維建模學(xué)習(xí)；（2）以道路工程、橋梁工程、排水工程、涵洞、隧道工程工程圖紙為例，運(yùn)用CAD軟件完成二維圖紙抄繪任務(wù)，利用Revit軟件建立BIM模型，將二維平面圖轉(zhuǎn)化為三維的可視模型，展現(xiàn)BIM三維模型在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)Revit的興趣，既提升了學(xué)生的軟件運(yùn)用能力，又鍛煉了學(xué)生空間想象及構(gòu)造力；（3）對(duì)標(biāo)“1+X”考評(píng)要求，將BIM考證知識(shí)點(diǎn)融入繪圖技能教學(xué)模塊，豐富BIM知識(shí)體系，提高考取證書的通過率。

四、模塊化教學(xué)課程構(gòu)建措施

（一）建立線上線下混合式教學(xué)模式

本門課程理論知識(shí)點(diǎn)具有一定抽象性，二維圖形與空間三維立體相互轉(zhuǎn)換存在困難，學(xué)生理解記憶有一定難度，線下教學(xué)的學(xué)時(shí)較為緊張，因此開展線上線下混合式教學(xué)模式，在課堂教學(xué)中運(yùn)用小組合作教學(xué)法、案例教學(xué)法、項(xiàng)目教法學(xué)，在課堂中調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高學(xué)習(xí)效率。借助線上教學(xué)平臺(tái)和虛擬仿真資源輔助教學(xué)，幫助學(xué)生形成對(duì)各類工程構(gòu)件的直觀認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的空間思維能力。同時(shí)教師在線上教學(xué)平臺(tái)上傳錄制好的繪圖視頻，學(xué)生既可以課前在線上平臺(tái)上預(yù)先學(xué)習(xí)繪圖知識(shí)，也可以在繪圖練習(xí)中隨時(shí)查看繪圖教學(xué)視頻，協(xié)助學(xué)生解決在繪圖技能模塊學(xué)習(xí)中遇到的難題。線下課堂上，教師可以對(duì)學(xué)生的繪制情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過學(xué)生反饋可以對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)教學(xué)，有效提高學(xué)生繪圖技能的學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)實(shí)訓(xùn)基地，如隧道實(shí)訓(xùn)基地、市政管道實(shí)訓(xùn)基地、橋梁實(shí)訓(xùn)基地里還可以開展線下教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生扮演項(xiàng)目施工員的角色，走進(jìn)真實(shí)路橋工程項(xiàng)目的內(nèi)部；通過小組合作完成任務(wù)工單的填寫，讓學(xué)生全方位地了解各類構(gòu)筑物的構(gòu)成及相關(guān)的施工要點(diǎn)。課后教師可以在線上教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布作業(yè)、問卷調(diào)查、投票等，根據(jù)學(xué)生課后完成情況，教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題，及時(shí)優(yōu)化教學(xué)策略。

（二）開發(fā)數(shù)字化教學(xué)資源

數(shù)字化教學(xué)資源包括微課、PPT（圖形演示文稿軟件）、虛擬仿真資源、VR（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）等，對(duì)于工程制圖類課程而言，該類教學(xué)資源有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，幫助學(xué)生提升空間想象力與空間邏輯思維能力，同時(shí)應(yīng)重視數(shù)字化資源開發(fā)過程中企業(yè)的參與度，要從崗位的能力培養(yǎng)出發(fā)，服務(wù)市場(chǎng)導(dǎo)向。如將橋梁施工過程制作成微課動(dòng)畫，使學(xué)生能夠直觀地明白樁基、系梁、蓋梁、主梁、橋臺(tái)、橋墩等構(gòu)件的相對(duì)位置關(guān)系；建立橋梁數(shù)字化博物館VR資源，囊括國(guó)內(nèi)外知名橋梁，幫助學(xué)生了解不同種類的橋梁類型，增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感；創(chuàng)建排水管道虛擬仿真資源，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)識(shí)讀排水管道圖紙；將“1+X”BIM考證知識(shí)點(diǎn)結(jié)合軟件運(yùn)用操作指導(dǎo)制作成微課視頻，輔助學(xué)生進(jìn)行軟件學(xué)習(xí)。

（三）創(chuàng)建全過程多元化評(píng)價(jià)體系

多元化評(píng)價(jià)體系應(yīng)注重評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)方式、評(píng)價(jià)內(nèi)容的多元化，全過程則貫穿課前、課中、課后三階段。（1）將小組評(píng)價(jià)、學(xué)生互評(píng)與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合，突出以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)主體地位，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情。（2）課程考核評(píng)價(jià)方式更注重過程性，在教學(xué)活動(dòng)中融入隨堂測(cè)驗(yàn)、小組討論、課堂互動(dòng)，運(yùn)用在線教學(xué)平臺(tái)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，便于教師隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，針對(duì)各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)能力開展個(gè)性化教學(xué)。（3）評(píng)價(jià)內(nèi)容不局限于只考查學(xué)生知識(shí)掌握程度，而是從學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂表現(xiàn)、知識(shí)掌握、技能能力四個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獲取新知識(shí)及知識(shí)運(yùn)用的能力。

（四）培養(yǎng)雙師型教師隊(duì)伍

職業(yè)院校以立德樹人為根本任務(wù)，全方位加強(qiáng)專業(yè)師資隊(duì)伍的建設(shè)，打造專業(yè)素質(zhì)高、團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”教師隊(duì)伍也是落實(shí)“1+X”證書制度的必由之路。具體包含四個(gè)方面的內(nèi)容：（1）制定教師參與企業(yè)實(shí)踐制度，教師深入企業(yè)與一線BIM工程師學(xué)習(xí)交流，在實(shí)際項(xiàng)目中增加經(jīng)驗(yàn)，提升BIM技術(shù)技能水平，充分掌握行業(yè)發(fā)展新動(dòng)向，明確企業(yè)用人需求，同時(shí)結(jié)合工程案例豐富教學(xué)資源，提高教學(xué)多元性。（2）推進(jìn)教師參與“1+X”師資培訓(xùn)、BIM相關(guān)技能培訓(xùn)，通過培訓(xùn)提高技能水平。（3）鼓勵(lì)教師參與BIM技能競(jìng)賽，在比賽中提高技能，做到以賽促教。（4）鼓勵(lì)教師申報(bào)BIM相關(guān)課題，在課題研究中提高BIM綜合運(yùn)用能力，做到以研促教。

（五）積極參與學(xué)生技能競(jìng)賽

開展職業(yè)技能競(jìng)賽是高職院校選拔和培養(yǎng)技術(shù)技能型人才的重要方法，與高職路橋?qū)I(yè)工程制圖課程相關(guān)的職業(yè)技能比賽有識(shí)圖大賽、BIM軟件建模大賽、大學(xué)生先進(jìn)成圖大賽等。這些競(jìng)賽可以有效檢驗(yàn)學(xué)生在相關(guān)課程學(xué)習(xí)中的掌握效果，測(cè)試學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和技能解決實(shí)際工程問題的能力，因此鼓勵(lì)學(xué)生積極參與相關(guān)技能競(jìng)賽是十分必要的。通過競(jìng)賽鍛煉培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析的能力，加強(qiáng)對(duì)BIM軟件的運(yùn)用能力，實(shí)現(xiàn)BIM精英人才的培養(yǎng)目標(biāo)，做到以賽促學(xué)。

五、結(jié)語

工程制圖課程是一門兼具實(shí)用性和專業(yè)性的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程的知識(shí)點(diǎn)多且學(xué)習(xí)內(nèi)容較為抽象，課程改革需結(jié)合工程實(shí)際，緊跟工程技術(shù)的發(fā)展前沿，將BIM技能課程與識(shí)圖類課程進(jìn)行組合，設(shè)置“基礎(chǔ)知識(shí)模塊”+“專業(yè)識(shí)圖模塊”+“繪圖技能模塊”的模塊化課程體系，使傳統(tǒng)抽象的制圖知識(shí)形象化和立體化，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，為后續(xù)高職路橋?qū)I(yè)核心課程學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。