摘 要: 課堂教學與施工現(xiàn)場實踐教學相結(jié)合的傳統(tǒng)教學模式由于受到各種因素的限制,學生往往難以對建筑施工過程和建筑構(gòu)造形成整體認識,學生仍然處于被動接受的地位。這與高職教育理念不符。隨著高等職業(yè)教育教學改革的不斷深入,出現(xiàn)了“項目教學”、“教、學、做”一體化等新型的教學模式,有助于提高BIM課程教學效果,在土建類課程的教學中具有重要的意義。
關(guān)鍵詞:BIM技術(shù) 高職教育 土建專業(yè) 教學改革
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)10-0112-02
“建筑信息化模型”(Building Information Modeling,BIM)是一個建筑工程項目的管理和技術(shù)系統(tǒng),又是一種數(shù)據(jù)化工具,被國際工程界公認為建筑業(yè)生產(chǎn)力革命性技術(shù)。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等五大特點。它通過參數(shù)模型整合各種項目的相關(guān)信息并仿真模擬建筑物所具有的真實信息,在項目全壽命周期過程中進行信息的共享和傳遞,為項目各個參與者提供協(xié)同工作的基礎(chǔ),為項目投資建設(shè)中各項目標的實現(xiàn)發(fā)揮了重要作用。
BIM在發(fā)達國家和地區(qū)的應用已經(jīng)比較成熟,應用領(lǐng)域貫穿整個設(shè)計階段、施工階段以及建成后的維護和管理階段。美國、日本、新加坡和歐盟等國家和地區(qū)在政府公建項目上要求必須使用BIM技術(shù)。世界各國都在推廣BIM技術(shù),因為BIM技術(shù)能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)境效益。然而,BIM技術(shù)人才的缺乏已經(jīng)較大程度地阻礙了BIM技術(shù)的推廣和應用,目前市場上BIM人才的缺口還是挺大的,這就需要學校輸送更多的BIM人才。
學生是BIM技術(shù)的后備軍、未來的生力軍,是BIM技術(shù)推廣應用和發(fā)展的希望所在。只有在大學教育中設(shè)置BIM課程并創(chuàng)新BIM教學內(nèi)容和方式才能實現(xiàn)大規(guī)模的BIM教育和培訓,從而實現(xiàn)BIM人才的量級突破,促進BIM技術(shù)的進一步推廣和應用。
一、傳統(tǒng)土建專業(yè)教學模式的弊端
當前高職院校土建專業(yè)的教學主要還是沿用傳統(tǒng)的教學模式,傳統(tǒng)的CAD二維設(shè)計方法,難以很好地表現(xiàn)出三維真實效果,當需要深入到細部時,學生難以對建筑內(nèi)部構(gòu)造形成理性的認識。
為了加強學生職業(yè)能力的培養(yǎng),目前國內(nèi)大多數(shù)高職院校在土建類課程中采用課堂教學與施工現(xiàn)場實踐教學相結(jié)合的教學方式。但由于受到各種因素的限制,學生往往只能對建筑施工過程形成分裂的、片段性的感性認識,涉及到結(jié)構(gòu)構(gòu)造等抽象復雜的教學內(nèi)容時,難以形成整體認識,學生仍然處于被動接受的地位。
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,部分土建類專業(yè)教師進行了積極的嘗試,借助圖片、動畫、音頻、視頻、PPT、投影儀等軟硬件進行輔助教學。這在一定程度上起到了助學和助教的作用,也提升了教學的直觀性,但仍然沒有突破傳統(tǒng)教學模式的限制,傳統(tǒng)的土建類課程教學模式正面臨巨大的挑戰(zhàn)。
二、土建專業(yè)BIM課程教學改革策略
與國外高職院校積極將BIM技術(shù)引入土建類課程體系并進行一系列的教學改革研究相比,目前我國絕大多數(shù)高職院校并沒有將BIM技術(shù)理念納入課程體系,BIM軟件的使用也比較少。目前國內(nèi)高職院校在深入介紹BIM技術(shù)理念和相關(guān)技術(shù)方面還需加大努力。具體可以從以下幾個方面進行改革。
1.BIM課程的設(shè)置
在高職土建類專業(yè)教學改革中,注重研究和借鑒國內(nèi)外先進的課程教學模式,積極探索具有土建類專業(yè)特色的BIM人才培養(yǎng)方案,對原有課程進行綜合化,并將BIM技術(shù)融入相應的專業(yè)課程,重新構(gòu)建土建類課程體系。
根據(jù)BIM在不同階段所涉及的專業(yè)內(nèi)容不同來設(shè)置純BIM課程和融入型BIM課程。純BIM課程主要學習BIM軟件的操作,融入型BIM課程是以專業(yè)內(nèi)容為主,采用BIM軟件進行輔助教學或?qū)嵱?,以利于學生理解和掌握。在BIM建模階段,可將BIM技術(shù)融入進《建筑工程制圖》、《建筑構(gòu)造》、《房屋建筑學》等課程當中,在運營管理階段,可利用BIM軟件對《建筑施工組織設(shè)計》《建筑施工技術(shù)》《工程項目管理》等課程進行輔助教學。
在組織教學內(nèi)容時,結(jié)合高職學生的學習特點以及企業(yè)需求,借助BIM技術(shù),構(gòu)建更加接近實際的教學情境。在課堂教學中,將各種先進的教學方法有機融合,提高課堂教學效果。
2.BIM實訓室建設(shè)
基于BIM的項目化和信息化教學具有較強的擴展性和較大的開放性,能夠提供靈活多樣的工作場景。與企業(yè)密切合作,打造更多更真實的工作場景有助于學生技能的掌握,也是對實訓條件的極大改善。通過校企合作的方式進行BIM實訓室的建設(shè),能讓學生接觸到更加前沿的知識,更好地指導他們的學習。
BIM實訓室應以建筑學、土木工程、工程管理、信息技術(shù)等相關(guān)學科為依托,促進相關(guān)專業(yè)的融合,突出高職院校理工類學科的特色。利用實訓室相關(guān)設(shè)備和網(wǎng)絡信息技術(shù),進行BIM技術(shù)的理論研究和應用。BIM實訓室的建設(shè)不僅能提高BIM課程的教學效果,還能提高高職院校的建筑信息化水平。
3.BIM師資培訓
教師是實行教學改革的主體,要有一批懂BIM且有志于教學改革的教師才能在教學中起到積極作用。以筆者所在的廣州華商職業(yè)學院為例,為了新增建筑工程技術(shù)專業(yè)的需要,系里先派出兩位老師參加廣州秉木建筑科技有限公司的BIM師資班培訓,然后是與深圳斯維爾科技有限公司合作,為大二學生進行初級的BIM建模培訓,幾位老師也參加了此次培訓。后續(xù)階段還會繼續(xù)加強與深圳斯維爾科技有限公司的合作,共建BIM實訓室。BIM師資培訓為后續(xù)BIM課程的開設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。
三、基于BIM的項目化和信息化教學模式
基于BIM的項目化和信息化教學模式由“情景導入”、“項目準備”、“制定計劃”、“項目實施”、“信息共享與協(xié)同工作”、“項目展示與評價”六個環(huán)節(jié)組成。下面介紹該教學模式的具體實施方案:
1.在“情景導入”環(huán)節(jié),教師可采用圖片、視頻、動畫等傳統(tǒng)手段進行多方位的情景導入。還可利用谷歌地球里的衛(wèi)星圖片給學生帶來更直觀的感受。
2.在“項目準備”環(huán)節(jié),任課教師的活動包括三個內(nèi)容:
2.1通過師生互動,明確項目任務及目標、展示項目結(jié)果,讓學生對項目有一個直觀的認識,然后再布置具體的學習任務;
2.2讓學生明確自己應當完成的具體任務和完成任務后可以得到哪些知識以及達到什么樣的水平;
2.3在充分考慮學生的現(xiàn)有知識和能力水平的基礎(chǔ)上,按照適合協(xié)作學習的分組辦法對學生進行分組,安排具體的完成時間和成果的評價方式等。
3.在“制定計劃”環(huán)節(jié),學生通過自主學習、小組協(xié)作學習等方式,對該項目的任務目標進行分析,確定任務所涉及的各種要素,充分應用已掌握的前序知識,在充分利用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上進行決策,確定任務的實施步驟,為任務的實施做好充分的準備。
4.在“項目實施”環(huán)節(jié),學生利用相關(guān)的BIM軟件按照已制定好的計劃逐步完成項目任務。教師可現(xiàn)場對學生進行指導,實現(xiàn)教師和學生以及學生之間的交流。學生通過應用已學習的知識完成工作任務,進行知識的建構(gòu),形成職業(yè)崗位能力。
5.在“信息共享與協(xié)同工作”環(huán)節(jié),學生可將自己已完成的項目信息共享和傳遞給其他組員,各小組成員按照各自的分工共同完成一個完整的項目。
6.在“項目展示與評價”環(huán)節(jié),學生展示自己的項目成果,然后接受他人的評價和教師的反饋。同時,學生在匯報和聽取同學匯報的過程中,通過對比自己與其他同學的成果,查找不足,反思其成敗。
該實施方案只是一個初步的思路,在具體的教學活動中,還要根據(jù)教學過程中出現(xiàn)的問題不斷完善。
通過采用基于BIM的項目化和信息化教學模式,傳統(tǒng)建筑教學的重點和難點將得到更直觀的表述。學生在虛擬現(xiàn)實的環(huán)境下,利用BIM模型參與設(shè)計,從場地平整到基坑到建成的施工流程,完成工程進度、質(zhì)量控制、造價控制,真正做到做中教、做中學。采用項目化和信息化的教學方法,讓學生完成一個典型建筑物的虛擬建造過程,有效地實現(xiàn)了“教、學、練”的一體化,對學生的職業(yè)能力發(fā)展必然會起到積極的推進作用。
在傳統(tǒng)的土建類課程中充分利用BIM技術(shù),建設(shè)平臺一體化、多專業(yè)協(xié)作的BIM課程體系,加大BIM實訓室建設(shè),進行相關(guān)教師的BIM培訓,創(chuàng)新BIM教學方法,能大大地促進高職院校土建專業(yè)關(guān)于BIM技術(shù)的教學改革,從而能更好地提高BIM人才的質(zhì)量,促進BIM技術(shù)的大規(guī)模應用和發(fā)展。
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作者簡介:曹燦(1991-),女,漢族,湖南益陽人,碩士研究生,主要從事建筑工程管理的教學與研究工作。