劉文吉

(長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410217)

1 引言

2016年9月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出力爭(zhēng)用10年左右的時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到30%[1]。2021年是“十四五”開(kāi)局之年，各省市關(guān)于住建領(lǐng)域“十四五”規(guī)劃的意見(jiàn)征集和“十四五”規(guī)劃的主要提綱也是圍繞綠色建筑、建筑能效提升和裝配式建筑發(fā)展等重點(diǎn)方向展開(kāi)編制。裝配式建筑是用預(yù)制部品部件在工地通過(guò)可靠的連接方式裝配而成的建筑,這種建筑的優(yōu)點(diǎn)是工業(yè)化水平高、受自然條件影響小、節(jié)約勞動(dòng)力，有利于提高生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境的目的。形勢(shì)表明，加大裝配式建筑發(fā)展力度，己上升為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的國(guó)家戰(zhàn)略。在這一社會(huì)背景下，對(duì)裝配式建筑課程進(jìn)行教學(xué)研究和教學(xué)改革，提高裝配式人才培養(yǎng)質(zhì)量，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文根據(jù)高職院校土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，結(jié)合近幾年來(lái)的裝配式建筑的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和BIM技術(shù)，對(duì)裝配式建筑課程進(jìn)行教學(xué)研究和教學(xué)改革。

2 BIM技術(shù)的發(fā)展概況

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，集成建筑從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工到使用階段的各類(lèi)信息數(shù)據(jù)，具有參數(shù)化、可視化、模擬性、優(yōu)化性、一致性和關(guān)聯(lián)性等特征，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在項(xiàng)目不同階段的有效傳遞[4]。目前BIM技術(shù)得到了全球政府、學(xué)者及建筑行業(yè)從業(yè)者的廣泛關(guān)注，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)己得到建筑行業(yè)的高度認(rèn)可。

在國(guó)家相關(guān)政策的大力推動(dòng)下，我國(guó)已初步形成BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和政策體系，BIM技術(shù)在很多大型項(xiàng)目中得到了應(yīng)用并取得了不菲成效，如上海中心大廈由于應(yīng)用了BIM技術(shù)，在施工過(guò)程中大約減少了85%的施工返工比率，節(jié)能至少超過(guò)1億元；海南鋪前大橋則是海南省首個(gè)采用BIM技術(shù)進(jìn)行建造管理的橋梁工程，該工程將BIM的二維碼技術(shù)引入到現(xiàn)場(chǎng)施工，簡(jiǎn)化了施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，提高了施工效率和生產(chǎn)效率。長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線、4號(hào)線、5號(hào)線等多條線路通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了地鐵工程的可視化、形象化、信息化、精細(xì)化，取得了良好成效，大大縮短了工期，節(jié)省了成本和造價(jià)，施工質(zhì)量得到顯著提高。

3 BIM技術(shù)在高職土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)課堂中的應(yīng)用

在建筑專(zhuān)業(yè)的課堂教學(xué)中，部分高職院校積極探索將BIM技術(shù)融入課程的教學(xué)改革，現(xiàn)將湖南省部分高職院校建筑專(zhuān)業(yè)BIM技術(shù)的應(yīng)用情況匯總?cè)绫?所示。

表1 高職院校BIM技術(shù)應(yīng)用一覽

由表1可知，高職院校強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)及校企合作，重點(diǎn)培養(yǎng)掌握BIM技術(shù)的技能型人才?，F(xiàn)階段基于BIM技術(shù)的教學(xué)方式主要有以下3種模式:一是新開(kāi)設(shè)一門(mén)BIM課程，如目前湖南省的大部分高職院校的土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了BIM技術(shù)應(yīng)用的核心建模軟件--revit軟件，該軟件能夠創(chuàng)建建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專(zhuān)業(yè)的三維模型，并能基于創(chuàng)建的三維模型快速生成平面圖、立面圖、剖面圖和建筑詳圖，同時(shí)不同專(zhuān)業(yè)可以通過(guò)鏈接或工作集的方式，協(xié)同完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作。 二是將BIM知識(shí)融入到現(xiàn)有的課程體系中，如長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院在工程項(xiàng)目管理課程中，引入BIM項(xiàng)目管理電子沙盤(pán)，通過(guò)項(xiàng)目管理電子沙盤(pán)課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生熟悉了實(shí)際工程項(xiàng)目施工階段的全過(guò)程，還可以通過(guò)BIM項(xiàng)目管理電子沙盤(pán)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生了解BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目管理上的應(yīng)用方法和原理。三是設(shè)置BIM教學(xué)平臺(tái)及BIM技術(shù)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué),如湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院積極開(kāi)展BIM技術(shù)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得了良好的教學(xué)效果。但總的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段大部分高職院校土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)關(guān)于BIM技術(shù)教學(xué)改革都還只在起步階段，對(duì)于如何將復(fù)雜的BIM知識(shí)體系進(jìn)行分解并融入到專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的問(wèn)題還不是很明晰。

4 高職裝配式建筑課程教學(xué)現(xiàn)狀

長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院裝配式建筑課程選用的教材為長(zhǎng)沙遠(yuǎn)大教育科技有限公司和湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院編著的《裝配式混凝土建筑施工技術(shù)》，該教材系統(tǒng)地闡述了裝配式混凝土建筑從構(gòu)件生產(chǎn)到建筑產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程的生產(chǎn)工藝和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，書(shū)中的生產(chǎn)技術(shù)、施工技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)均來(lái)自實(shí)際的工程實(shí)踐，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。但在教學(xué)過(guò)程中，仍然存在一些問(wèn)題。

4.1 高職裝配式建筑課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題

4.1.1 教學(xué)方法問(wèn)題

在目前的裝配式建筑課程教學(xué)中，常用的教學(xué)方法是教師講學(xué)生聽(tīng)，配合多媒體或板書(shū)，練習(xí)題以概念題、理論題居多。在這種教學(xué)模式下，由于大多數(shù)時(shí)間授課是以教師占主體實(shí)施，學(xué)生是被動(dòng)地接受知識(shí)，師生之間的交流溝通不夠，容易導(dǎo)致課堂氣氛冷清，課程內(nèi)容不夠生動(dòng)形象，甚至出現(xiàn)教師一人“唱獨(dú)角戲”的情況，學(xué)生的課堂參與度不夠，積極性不高。學(xué)生在課堂上只能通過(guò)書(shū)本中的文字或者圖片去理解知識(shí)，在此過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)理解偏差的情況，知識(shí)掌握得不夠牢固。

4.1.2 學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)

高職學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)一般比較薄弱，筆者整理了近幾年長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院與本省其他幾所本科院校的高考湖南省錄取成績(jī)對(duì)比，見(jiàn)表2。通過(guò)表2的分析可以發(fā)現(xiàn)：一方面，近幾年來(lái)湖南省高職院校學(xué)生錄取分?jǐn)?shù)逐年有所上升，生源質(zhì)量逐年提高，但與本省的一本、二本院校高考成績(jī)相差較大，學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較為薄弱；另一方面，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正，對(duì)待學(xué)習(xí)缺乏積極主動(dòng)性，學(xué)習(xí)方法有待改善。學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課程的重要性認(rèn)識(shí)不夠，特別是施工理論課程，認(rèn)為畢業(yè)后大概率在施工單位從事一線施工工作，理論和技術(shù)沒(méi)那么重要，缺乏求知欲[5]。

表2 高考入學(xué)成績(jī)一覽(建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)理科最低分)

4.1.3 理論與實(shí)際結(jié)合情況

裝配式建筑課程的教學(xué)基本是知識(shí)講解與練習(xí)相結(jié)合的方式，效果不太理想，主要是因?yàn)閷W(xué)生面對(duì)練習(xí)題會(huì)產(chǎn)生厭煩心理甚至逐漸產(chǎn)生排斥心理。另外，練習(xí)題與工程實(shí)際結(jié)合的不太緊密，使學(xué)生誤認(rèn)為裝配式建筑課程的實(shí)用性不高，喪失了學(xué)習(xí)的積極性。為了使裝配式建筑課程與實(shí)際工程緊密聯(lián)系，有必要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況和職業(yè)技能培養(yǎng)要求，優(yōu)化教學(xué)方法，調(diào)整授課內(nèi)容和知識(shí)框架體系[3]。

4.1.4 考核制度

我校裝配式建筑課程的考核方法主要是平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)按百分比折算，平其中時(shí)成績(jī)占比40%，考試成績(jī)占比60%。這種考核方法不能突出學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，難以發(fā)揮平時(shí)成績(jī)的有效作用，同時(shí)也忽視了學(xué)生對(duì)裝配式建筑課程的實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，需要加以改進(jìn)。

4.2 調(diào)查研究過(guò)程

本次調(diào)查研究由我校裝配建筑課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫(xiě)問(wèn)卷報(bào)告，經(jīng)過(guò)可靠性和有效性分析，適合本次調(diào)研。調(diào)研方法為網(wǎng)上問(wèn)卷調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)訪談相結(jié)合的方式，調(diào)研對(duì)象為長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)2017級(jí)、2018級(jí)學(xué)生。

4.3 調(diào)查研究結(jié)果分析

通過(guò)本次調(diào)查研究，得到以下結(jié)論。

4.3.1 學(xué)習(xí)興趣情況

根據(jù)調(diào)研報(bào)告，對(duì)裝配式建筑課程的學(xué)習(xí)感興趣的學(xué)生占18.3%，對(duì)裝配式建筑課程學(xué)習(xí)持有隨意或者無(wú)所謂的態(tài)度的學(xué)生占13.5%，對(duì)裝配式建筑課程的學(xué)習(xí)興趣較低或不感興趣的學(xué)生占68.2%，見(jiàn)圖1。以上結(jié)論說(shuō)明學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性不高，對(duì)裝配式建筑課程的學(xué)習(xí)感到無(wú)趣、枯燥，甚至有一定的抵觸情緒。

圖1 學(xué)生對(duì)于裝配式建筑課程的學(xué)習(xí)興趣情況

4.3.2 對(duì)裝配式建筑課程的認(rèn)識(shí)情況

在本次調(diào)查研究中,了解本課程的重要性的學(xué)生占7.3%，并且能在學(xué)習(xí)的過(guò)程中將本課程的知識(shí)點(diǎn)與其他相關(guān)聯(lián)專(zhuān)業(yè)課程的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，學(xué)習(xí)效果較好。不清楚本課程的重要性的學(xué)生占80.1%，認(rèn)為本課程與建筑施工技術(shù)課程區(qū)別不大，都是講如何施工的理論和概念課。對(duì)本課程有初步的認(rèn)識(shí)的學(xué)生占12.4%，這部分學(xué)生認(rèn)為本課程與建筑施工技術(shù)課程有區(qū)別，但具體區(qū)別還是不太清楚。調(diào)查研究結(jié)果表明，多數(shù)學(xué)生對(duì)裝配式建筑課程的作用不清楚，不太了解裝配式建筑在建筑行業(yè)中轉(zhuǎn)型升級(jí)的地位作用，在學(xué)習(xí)中存在誤區(qū)，認(rèn)為所學(xué)的知識(shí)在今后的工作中可能用不上。

4.2.3 作業(yè)完成情況

在問(wèn)卷調(diào)查中，有19.2%的學(xué)生能獨(dú)立完成作業(yè) ，80.8%的學(xué)生不能獨(dú)立完成作業(yè)，其中有部分學(xué)生完全抄襲他人作業(yè),有部分學(xué)生需要尋求他人幫助后才能完成作業(yè)。調(diào)查結(jié)果表明部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正，積極性、主動(dòng)性方面需要加強(qiáng)，學(xué)習(xí)效率需要提高。

5 基于BIM的高職裝配式建筑課堂教學(xué)改革途徑

課程團(tuán)隊(duì)結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和職業(yè)技能培養(yǎng)要求，調(diào)整授課內(nèi)容和知識(shí)框架體系，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能，并將BIM技術(shù)引入裝配式建筑課程的教學(xué)改革過(guò)程中[3]。

5.1 教學(xué)模式改革

本課程開(kāi)設(shè)于大學(xué)第二學(xué)年，學(xué)生已經(jīng)具備一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，在裝配式建筑課堂教學(xué)中，可將BIM三維建模仿真軟件引入教學(xué)中。將教材中的裝配式建筑現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)、生產(chǎn)工藝流程、關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)以BIM三維模型的形式生動(dòng)、靈活、動(dòng)態(tài)、直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，可以讓學(xué)生通過(guò)可視化的三維立體建筑信息模型了解裝配式建筑從構(gòu)件生產(chǎn)到建筑產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程(圖2)，使學(xué)生增加感性認(rèn)識(shí)，更好地培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

圖2 學(xué)生運(yùn)用BIM軟件了解預(yù)制柱構(gòu)造

5.2 授課內(nèi)容的調(diào)整

在本課程的授課過(guò)程中，授課團(tuán)隊(duì)以實(shí)際項(xiàng)目為載體，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，與湖南省最大的裝配式建筑企業(yè)遠(yuǎn)大住工進(jìn)行深度校企合作，合作打造符合高職學(xué)生學(xué)情的培養(yǎng)方案。根據(jù)裝配式建筑各施工環(huán)節(jié)中不同崗位的標(biāo)準(zhǔn)及要求，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)及學(xué)習(xí)任務(wù)內(nèi)容[2]。本課程采取理論教學(xué)和案例教學(xué)相結(jié)合的模式，以學(xué)生為主體，以實(shí)際工程為導(dǎo)向組織教學(xué)及考核，合理布置教學(xué)任務(wù)。并增設(shè)機(jī)房實(shí)訓(xùn)課程，讓學(xué)生以小組為單位，使用BIM軟件建立三維實(shí)體模型，模擬裝配式建筑從構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到安裝的全過(guò)程，來(lái)理解和掌握各個(gè)環(huán)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，熟悉裝配式混凝土建筑施工的各階段內(nèi)容(表3)。

表3 裝配式建筑課程部分章節(jié)內(nèi)容與進(jìn)程安排一覽

5.3 考核方式的改革

裝配式建筑課程采用多樣化的考核制度，增加學(xué)習(xí)過(guò)程環(huán)節(jié)的考核比重，重點(diǎn)考核內(nèi)容為裝配式建筑基本概念、基本施工工藝流程的能力考核，并將熟練使用BIM軟件來(lái)建立三維裝配式建筑模型納入考核范圍[5]?？己说母鞑糠謨?nèi)容具體占比為:期末考試重在考察學(xué)生對(duì)所學(xué)理論和知識(shí)的理解程度及應(yīng)用其解決問(wèn)題分析問(wèn)題的能力，該部分成績(jī)占總成績(jī)的40%[7]；平時(shí)階段考核成績(jī)及課堂表現(xiàn)情況占總成績(jī)的20%；熟練運(yùn)用BIM三維實(shí)體模型來(lái)進(jìn)行施工模擬情況占總成績(jī)的20%；實(shí)際工程案例學(xué)習(xí)情況占總成績(jī)的20%(表4)。

表4 裝配式建筑課程考核方式

5.4 與傳統(tǒng)教學(xué)方式對(duì)比

近兩年學(xué)校進(jìn)行了基于BIM的裝配式建筑課程的教學(xué)改革，取得了一定的教學(xué)效果，圖3為我校2017、2018、2019級(jí)建筑專(zhuān)業(yè)學(xué)生不及格率和優(yōu)良率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，從圖3中可知，2017級(jí)學(xué)生的數(shù)據(jù)為傳統(tǒng)的裝配式建筑課堂教學(xué)效果，不及格率為21.3%，優(yōu)良率僅為8.2%。而進(jìn)行基于BIM的裝配式建筑教學(xué)改革后，優(yōu)良率得到了明顯提高，而不及格率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，2018級(jí)的學(xué)生的不及格率為16.2% ,優(yōu)良率為10.5%，2019學(xué)生不及格率為14.3% ,優(yōu)良率為12.5% ，優(yōu)良率呈逐年上升趨勢(shì)。由此可知，基于BIM的裝配式建筑課程教學(xué)改革效果良好，應(yīng)用前景廣泛。

圖3 2017～2019級(jí)建筑專(zhuān)業(yè)學(xué)生不及格率和優(yōu)良率數(shù)據(jù)對(duì)比

6 結(jié)語(yǔ)

近些年，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，本文對(duì)基于BIM技術(shù)的裝配式建筑課程教學(xué)改革進(jìn)行了研究，研究分析表明，在高職院校建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)過(guò)程中，將BIM技術(shù)與裝配式建筑的教學(xué)過(guò)程結(jié)合起來(lái)，可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)裝配式建筑課程的理解，提高學(xué)生對(duì)裝配式建筑課程的學(xué)習(xí)興趣，有效地培養(yǎng)學(xué)生的綜合知識(shí)運(yùn)用能力，能夠有效地提高教學(xué)質(zhì)量，對(duì)培養(yǎng)基于BIM技術(shù)的裝配式建筑技能人才[6]具有重要意義。