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        新工科背景下“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程教學改革

        2024-12-31 00:00:00任懌丁軻鄭文豫
        黑龍江教育·理論與實踐 2024年8期
        關(guān)鍵詞:復合型人才新工科BIM技術(shù)

        摘" " 要:文章以新工科建設(shè)為背景,以學生發(fā)展為中心,著眼于人才培養(yǎng)的本質(zhì),積極探索信息技術(shù)與教育教學的融合。通過“專業(yè)教育與思政育人相融合,多專業(yè)協(xié)同育人,線上線下混合式教學,書證融通促發(fā)展,以賽促學、以賽促教及產(chǎn)學研協(xié)同育人”六步走戰(zhàn)略,以“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程為例,開展BIM技術(shù)復合型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐,解決教學過程中專業(yè)價值引領(lǐng)不足、各專業(yè)間協(xié)同性不足、BIM理論教學與工程實踐脫節(jié)、教學標準與人才需求標準不一致和師資力量與教學資源不足等問題,為社會培養(yǎng)和輸送BIM技術(shù)創(chuàng)新型和復合型人才,為推動行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供支持。

        關(guān)鍵詞:新工科;BIM技術(shù);復合型人才;培養(yǎng)模式;教學改革

        中圖分類號:G642.0;TU241.7" " " 文獻標識碼:A" " " 文章編號:1002-4107(2024)08-0076-03

        一、引言

        隨著建筑行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展,BIM技術(shù)已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動力。在新工科背景下,我國圍繞創(chuàng)新、全面和全周期工程教育的新理念,不斷開拓工程教育改革的路徑,積極推進教學改革創(chuàng)新[1]。從教育的視角看,為國家和行業(yè)培養(yǎng)并儲備具備高水平BIM技能的復合型人才,已成為當下關(guān)注的焦點[2]。“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程作為一門理論與實踐相結(jié)合的專業(yè)必修課,旨在讓學生掌握BIM技術(shù)的基本原理及BIM技術(shù)在項目全生命周期內(nèi)的應(yīng)用,培養(yǎng)學生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維?!癇IM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程融合了土木工程、工程管理、計算機科學等多個學科領(lǐng)域的知識,具有跨學科和實用性強等特點。通過系統(tǒng)學習,學生能夠更好地理解和應(yīng)用BIM技術(shù),提高工程項目的效率和質(zhì)量,推動建筑行業(yè)持續(xù)進步。因此,課程在培養(yǎng)建筑行業(yè)未來領(lǐng)軍人才方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用,是推動建筑行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展的重要基石。而如何合理設(shè)置“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程的內(nèi)容體系、教學模式、考核方式等成為當下亟須解決的難題。

        二、“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程教學現(xiàn)存問題

        (一)缺少專業(yè)價值引領(lǐng)

        隨著社會的發(fā)展,行業(yè)企業(yè)對專業(yè)人才的要求不再僅僅局限于專業(yè)技能,還要求其具備專業(yè)使命感和社會責任感。伴隨低碳、綠色、環(huán)保理念的提出,建筑業(yè)逐漸朝著“綠色建筑”“智能建筑”“裝配式建筑”轉(zhuǎn)變,這就要求建筑行業(yè)人員了解行業(yè)發(fā)展方向、國家政策導向及先進技術(shù)。但目前高校教學往往只進行知識講授,對于專業(yè)價值的引領(lǐng)不足,導致學生的專業(yè)自豪感不強,在今后面臨就業(yè)選擇時易跨行擇業(yè)。

        (二)專業(yè)間協(xié)同性不足

        現(xiàn)階段,BIM技術(shù)雖受到國家重視并得到大力推廣,但在高校教學中仍沒有形成以BIM技術(shù)為核心的課程體系。建筑工程的全生命周期涉及多個專業(yè)交叉融合,而在傳統(tǒng)教學中,各個專業(yè)有自己獨立的教學體系,專業(yè)間難以相互貫通、相互協(xié)作,導致在參與實際項目時易出現(xiàn)多專業(yè)間協(xié)同性不足、構(gòu)件發(fā)生碰撞等問題。將BIM技術(shù)融入多個專業(yè)現(xiàn)有的課程體系是高校需要解決的一大難題。

        (三)理論教學與工程實踐脫節(jié)

        教學目標與人才需求目標不一致是目前高校教學過程中需要關(guān)注的問題。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的崛起,塑造了嶄新的工程業(yè)態(tài),對工程人才的要求也發(fā)生了變化[3]。學生不僅要掌握扎實的專業(yè)知識,還要有實踐能力和創(chuàng)新能力。但受傳統(tǒng)教學思維的影響,教師在授課過程中往往更注重專業(yè)知識的講授,因此,當學生參加實際工程時,往往因?qū)嵺`經(jīng)驗不足,導致無法將理論知識應(yīng)用到工程實際中,不能真正達到BIM復合型人才的標準。

        (四)師資力量不足

        許多高校對BIM技術(shù)的重視程度越來越高,但配套的教學設(shè)施及師資力量仍然不足。目前,對BIM技術(shù)進行講授的多為BIM相關(guān)軟件公司的操作人員,而能熟練操作BIM相關(guān)軟件且具備扎實的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗的教師較少。因此,建立一支專業(yè)素質(zhì)過硬、學術(shù)水平高、工程實踐經(jīng)驗豐富的BIM教師團隊是高校亟待解決的問題。

        (五)前置課程連接不緊密

        “BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程內(nèi)容與多門專業(yè)課程有交叉,需要“平法識圖”“房屋建筑學”等前置課程知識的支撐,但在傳統(tǒng)教學模式下,學生一般缺乏學習的自主性,難以主動銜接前置課程內(nèi)容。在這種情況下,教師需在課堂上花費大量時間復習相關(guān)的專業(yè)知識,從而導致講課內(nèi)容受限。因此,為了讓學生按時完成課程學習,教師往往選擇與教材案例相近的實訓項目,不再花費過多時間進行知識點銜接,學生也只會照案例模仿,主觀能動性及創(chuàng)新性不足,不利于應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。

        (六)缺乏以學生為主體的教學

        在授課過程中,由于課堂時間有限,授課往往以教師講授為主,缺乏教師與學生間的互動及學生的自主思考環(huán)節(jié),學生也只是被動地跟著教師的思路走,缺乏參與感。但BIM類課程要求學生掌握內(nèi)核,能舉一反三,而傳統(tǒng)教學模式僅是“滿堂灌、填鴨式”的教學,無法激發(fā)學生的主動性和自主性,顯然達不到培養(yǎng)BIM復合型人才的目標。

        三、“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程改革策略

        針對上述問題,文章提出“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程教學模式的改革策略。

        (一)融入思政元素,實現(xiàn)價值引領(lǐng)和塑造

        BIM類課程作為新工科背景下與行業(yè)緊密接軌的技術(shù)應(yīng)用型課程,對行業(yè)前沿及國家政策導向的關(guān)注顯得尤為重要[5]。因此,教師應(yīng)在此基礎(chǔ)上,重塑“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程的教學目標,充分利用課堂教學主渠道,將知識學習與價值塑造有機融合,深入挖掘課程內(nèi)容蘊含的思政元素[6]。例如,通過展示建筑工程優(yōu)秀案例,對學生進行建筑美育教育,塑造學生的審美觀念[7];了解并掌握行業(yè)實時動態(tài)和國家政策導向,將“節(jié)能建筑”“綠色建筑”“智能建造”等先進理念滲透到課程教學中,增強學生的專業(yè)使命感和社會責任感;將行業(yè)最新動態(tài)、時政要聞補充進思政元素庫,形成育人體系,寓價值塑造于知識傳授和能力培養(yǎng)之中,實現(xiàn)專業(yè)教學與思政育人有機融合。實施方案如圖1所示。

        (二)連接前置課程資源,助力知識互通

        “BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程需要基于“平法識圖”“房屋建筑學”等專業(yè)課程知識進行講授。因此,教師可利用線上平臺,將前置課程的對應(yīng)章節(jié)鏈接到“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程涉及的知識點,幫助學生深入學習對應(yīng)的知識點,同時,通過線上平臺統(tǒng)計學生的學習情況,并根據(jù)統(tǒng)計出的薄弱點,在課上有針對性地對個別前置課程的知識點進行講解,以便學生對課程內(nèi)容有更深的理解。

        (三)跨專業(yè)、跨學科協(xié)同的課程體系重構(gòu)和優(yōu)化

        建筑工程項目全生命周期內(nèi)涉及多個專業(yè),多學科交叉融合,且培養(yǎng)復合型人才是當前新工科所倡導的一個重要理念。因此,“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程教師應(yīng)打破原專業(yè)界限和壁壘,聯(lián)合多專業(yè)的教師共同打造和構(gòu)建學科交叉融合的人才培養(yǎng)新模式[2]。首先,以建筑學、土木工程、給排水科學與工程和工程管理4個專業(yè)為核心基礎(chǔ),將不同專業(yè)和學科之間的課程進行銜接,培養(yǎng)學生協(xié)調(diào)各專業(yè)的能力;其次,融合信息工程、計算機科學與技術(shù)等相關(guān)專業(yè),以BIM技術(shù)為主線進行“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程建設(shè),選擇多專業(yè)知識點融合的教學案例,由點及面,幫助學生將多專業(yè)知識點貫穿起來。同時,讓建筑學、土木工程、給排水科學與工程和工程管理4個專業(yè)的學生組隊,配合完成一整個工程項目的建筑建模、結(jié)構(gòu)建模、機電建模和工程算量、方案比選等,培養(yǎng)學生的團隊意識。

        (四)線上線下混合式教學,共享課程資源

        “BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程涉及的操作要點多,且建筑工程項目圖紙復雜多樣,僅依靠課堂上的案例練習難以將知識點融會貫通。因此,教師依托超星學習通平臺,通過開展線上線下混合式教學,在各個環(huán)節(jié)配置相應(yīng)的教學資源,打通課前、課中、課后全流程。課前通過學習通發(fā)布學習任務(wù)并進行線上答疑,同時上傳36個學習教程視頻及6套實際工程圖紙資料,引導學生提前預習、自主學習。課中發(fā)布優(yōu)秀工程案例供學生借鑒,并發(fā)布小組任務(wù),培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。課后上傳課堂的操作錄屏回放視頻及3個案例資源,并發(fā)布課后作業(yè),使學生進一步鞏固該章節(jié)的內(nèi)容,查缺補漏。同時,教師可根據(jù)課后學生線上評分及時調(diào)整教學方式,提高教學效果。實施方案如圖2所示。

        (五)“1+X”書證融通培養(yǎng)復合型人才

        按照國家“1+X”制度改革,將“1+X”證書融入課程標準,實現(xiàn)“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程成績與BIM類職業(yè)技能證書無縫對接。教師可通過課上引入工程實例進行BIM建模練習,課下開展專業(yè)技能知識講授,同時通過學校的BIM應(yīng)用技能報名考試點,組織“1+X”BIM技能一級考試培訓。當基礎(chǔ)班培訓結(jié)束后,擇優(yōu)選擇部分學生進入提高班,進行BIM技能二級考試培訓,實現(xiàn)分層次教學。將BIM類職業(yè)技能證書的考取作為課程的過程性考核標準之一,能激發(fā)學生的主觀能動性,創(chuàng)新實施“多元融合、混合主體、過程導向、書證融通”的工學交替復合型人才培養(yǎng)模式。實施方案如圖3所示。

        (六)以任務(wù)為驅(qū)動,以賽促教以賽促學

        在“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程各章節(jié)設(shè)置進階式應(yīng)用任務(wù),主動與核心專業(yè)課程建立聯(lián)系,不斷增加學習寬度和深度。教師應(yīng)在講授知識的同時,布置實操任務(wù),使學生學以致用,將理論知識應(yīng)用到工程實例中,解決理論知識與實踐的銜接問題,最后以工程實例作為畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容,實現(xiàn)“模仿任務(wù)—實戰(zhàn)任務(wù)—綜合應(yīng)用任務(wù)”的進階。同時,鼓勵學生參加全國高校BIM畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新大賽、“魯班杯”全國高校數(shù)字孿生創(chuàng)新應(yīng)用大賽、“品茗杯”全國高校BIM應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計大賽等相關(guān)競賽,并在專業(yè)理論和技能上為參賽學生提供指導和幫助,實現(xiàn)以賽促教。通過參與競賽,學生提高了學習動力,培養(yǎng)了自主學習、團隊協(xié)作和語言表達等能力,鞏固了專業(yè)知識,提高了軟件操作熟練度,實現(xiàn)了以賽促學。實施方案如圖4

        所示。

        (七)搭建產(chǎn)學研協(xié)同的BIM實踐平臺

        利用南陽師范學院與企業(yè)合作建立的聯(lián)合實訓中心,為學生提供實習場地,使學生對建筑工程構(gòu)件及施工工藝等有更加直觀的了解,并進一步與BIM建模內(nèi)容聯(lián)系起來。通過產(chǎn)教融合,有效聯(lián)合教育和產(chǎn)業(yè)體系,構(gòu)建產(chǎn)學研協(xié)同的培養(yǎng)體系。一方面,通過校企雙方資源互補,教師可以實際建設(shè)項目為導向,引導學生進一步理解BIM技術(shù)在建筑全生命周期內(nèi)的優(yōu)勢,提高學生的項目管理能力,實現(xiàn)理論與實踐有機深化結(jié)合。同時,將合作企業(yè)提供的實際工程資料載入線上資源庫,并在線下同步教學,分小組完成項目,幫助學生將理論與實踐聯(lián)系起來,培養(yǎng)學生多專業(yè)協(xié)調(diào)的能力及項目全過程管理的能力。另一方面,教師可到企業(yè)接受培訓、掛職鍛煉,深度參與企業(yè)的BIM項目,豐富實踐經(jīng)驗,進而更好地將理論知識與實際工程結(jié)合起來,進一步提高BIM教學能力。

        四、結(jié)束語

        文章在新工科和行業(yè)發(fā)展的雙需求背景下,以“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程為例,積極探索信息技術(shù)與教育教學的融合。通過專業(yè)教育與思政育人相融合,多專業(yè)協(xié)同育人,線上線下混合式教學,書證融通促發(fā)展,以賽促教、以賽促學及產(chǎn)學研協(xié)同育人六步走戰(zhàn)略,進一步解決專業(yè)價值引領(lǐng)不足、各專業(yè)間協(xié)同性差、BIM理論教學與BIM工程實踐脫節(jié)、教學標準與人才需求標準不一致、師資力量與教學資源不足等問題,促進高校教育與行業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系,使“BIM技術(shù)原理及應(yīng)用”課程成為培養(yǎng)具備高實踐力、高創(chuàng)新力、高競爭力的復合型人才的有力抓手。

        參考文獻:

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        ■ 編輯∕王力

        收稿日期:2023-11-30" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 修回日期:2023-12-26

        作者簡介:任" 懌,女,助教,研究方向為BIM技術(shù)的應(yīng)用、巖土工程的治理與防護;丁軻,男,副教授,研究方向為BIM技術(shù)的應(yīng)用、工程造價、工程管理;鄭文豫,男,副教授,研究方向為BIM技術(shù)的應(yīng)用、土木工程施工技術(shù)。

        基金項目:南陽師范學院實驗室開放項目“BIM+GIS在建設(shè)工程數(shù)字化管理中的應(yīng)用”(SYKF2021067)

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