信息化背景下《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》課程教學(xué)模式創(chuàng)新的研究與實(shí)踐

于泉偉

【摘 要】針對(duì)當(dāng)前高職院校學(xué)生的特點(diǎn)，通過“做中教、做中學(xué)、玩中學(xué)”的職教理念，將SPOC、BIM以及VR等信息化手段應(yīng)用于《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》課程的課前、課中、課后三大環(huán)節(jié)， 實(shí)現(xiàn)由“教師為主體”向“學(xué)生為主體”的教學(xué)模式改革。

【關(guān)鍵詞】信息化；課程；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)： G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）19-0175-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.078

0 前言

《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》這門課是實(shí)踐性很強(qiáng)的土建大類專業(yè)基礎(chǔ)課程，不能輕視它的重要性。因?yàn)椤督ㄖ?gòu)造與識(shí)圖》這門課里面建筑構(gòu)造內(nèi)容和建筑圖紙的空間想象要求較大，使得非常多的教師都將其視為難點(diǎn)。《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》這門課之所以能夠成為建筑專業(yè)教學(xué)課程的難題，不僅是因?yàn)榻處煹慕虒W(xué)方法太過于傳統(tǒng)，而且學(xué)生們對(duì)這些晦澀難懂的圖紙?zhí)岵黄饘W(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生在對(duì)《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》這門課進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中，他們既要對(duì)建筑的各個(gè)組成部分的構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，而且他們還要對(duì)相關(guān)構(gòu)造的建筑的圖紙進(jìn)行識(shí)讀。單單建筑施工圖紙就讓第一次接觸建筑圖紙的學(xué)生們感覺到不知所措，而且這門課程對(duì)建筑圖紙的要求非常高，以至于同學(xué)們很難對(duì)其產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。因此，將信息化手段運(yùn)用到這門課的教學(xué)當(dāng)中是迫在眉睫的。那么信息化背景下，將如何創(chuàng)新《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》這門課的教學(xué)模式是需要仔細(xì)思考和研究的。本文通過課程教學(xué)過程當(dāng)中的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)實(shí)踐中存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容，方法和手段等方面進(jìn)行信息化教學(xué)改革。實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生更自主的投入學(xué)習(xí)，把老師的問題轉(zhuǎn)化為學(xué)生的問題。通過更新教學(xué)理念、創(chuàng)新教學(xué)方法，幫助學(xué)生讀懂圖紙、降低學(xué)習(xí)難度、增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)效率、培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的建筑人才。

1 信息化背景下《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》課程教學(xué)模式創(chuàng)新

《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》課程的教學(xué)改革，核心問題其實(shí)是實(shí)踐教學(xué)，近幾年來，我借鑒學(xué)習(xí)了其他課程教學(xué)改革的成功經(jīng)驗(yàn)之后，針對(duì)信息化帶給教學(xué)的新形勢(shì)，總結(jié)并思考高職院校課程教學(xué)改革方法之后，將建筑構(gòu)造作為主體，把一系列的信息化教學(xué)手段作為技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了由“教師為主體”向“學(xué)生為主體”的教學(xué)模式的改革。

針對(duì)當(dāng)前高職院校學(xué)生的特點(diǎn)，通過“做中教、做中學(xué)、玩中學(xué)”的職教理念，將一系列的信息化手段應(yīng)用于課前、課中、課后三大環(huán)節(jié)。課前，由課題團(tuán)隊(duì)成員一起建設(shè)的SPOC引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自學(xué)。課中，利用BIM信息化手段創(chuàng)新教學(xué)的模式，利用BIM技術(shù)創(chuàng)建多角度多維度的空間的教學(xué)的體系，建立基于信息化的空間實(shí)訓(xùn)平臺(tái)；將現(xiàn)實(shí)中的實(shí)體工程、仿真軟件等方式呈現(xiàn)構(gòu)造知識(shí)；以實(shí)體的構(gòu)件模型和學(xué)校已建建筑物圖書館為載體構(gòu)建體驗(yàn)課堂；把教學(xué)過程和生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)互動(dòng)的遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)構(gòu)建真實(shí)情境式課堂；以VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行真實(shí)建筑構(gòu)造場(chǎng)景的交互體驗(yàn)。將VR技術(shù)引入教學(xué)中，同學(xué)們跟隨老師的指導(dǎo)，觀看本校圖書館的三維模型，并通過VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，帶領(lǐng)學(xué)生逐層觀察圖書館建筑構(gòu)造并學(xué)習(xí)各個(gè)構(gòu)件。學(xué)生可以從首層開始，學(xué)習(xí)整個(gè)建筑實(shí)體中的建筑構(gòu)件的幾何形狀和構(gòu)造做法等基本知識(shí)。課后，學(xué)生再次通過SPOC鞏固知識(shí)點(diǎn)，并完成課后測(cè)驗(yàn)。并去圖書館現(xiàn)場(chǎng)再一次學(xué)習(xí)建筑構(gòu)件。

2 《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》課程SPOC（Small Private Online Course小規(guī)模限制性在線課程）的建設(shè)

高職院校傳統(tǒng)的教學(xué)模式由于習(xí)慣了采取課程教學(xué)的模式，以至于當(dāng)前的高職教育缺少了本該有的主體交互性，在這個(gè)教學(xué)過程當(dāng)中，一般教師處于主導(dǎo)性的地位，教學(xué)的過程主要是依靠教師主講或者設(shè)置了少量的提問環(huán)節(jié)，學(xué)生被動(dòng)的接收知識(shí)，進(jìn)行深入的探討以及對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解的鉆研機(jī)會(huì)很少。將SPOC（Small Private Online Course小規(guī)模限制性在線課程）應(yīng)用在高職教育當(dāng)中之后，它的典型特征變成了均衡型的教師和學(xué)生的交互式教學(xué)，教師和學(xué)生交互的次數(shù)與時(shí)間變多。除了課堂教學(xué)的師生之間的互動(dòng)外，SPOC模式還使高校教學(xué)課堂延伸到了SPOC平臺(tái)，在SPOC平臺(tái)上，課前學(xué)生可根據(jù)發(fā)布的視頻和PPT等教學(xué)資料包提前完成相關(guān)預(yù)習(xí)，同時(shí)他們可以在線上向老師提問以及交流；課后學(xué)生可以根據(jù)課上的學(xué)習(xí)之后繼續(xù)在SPOC平臺(tái)上開展線下交流、討論和提問，這樣，和單一的課堂教學(xué)相比，教師和學(xué)生交互的次數(shù)與時(shí)間變多。同時(shí)，教師和學(xué)生交流的深度和廣度得到拓展。運(yùn)用SPOC教學(xué)，老師可以將相關(guān)學(xué)科的基本知識(shí)發(fā)布到SPOC平臺(tái)讓學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完成之后可以完成測(cè)試和考核，這樣老師就可以在課堂上有針對(duì)性的集中講解，并開展討論、分組討論、重難點(diǎn)的講解等深度的互動(dòng)與交流，教師和學(xué)生質(zhì)檢交互的廣度和深度得以進(jìn)一步拓展。

在教育信息化的大背景之下，基于“開放共享”的執(zhí)教理念的精品開放課程的迅速發(fā)展起來。SPOC采用的是混合式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了慕課和傳統(tǒng)的課堂教學(xué)之間的結(jié)合，有效地彌補(bǔ)了慕課的短板。本人結(jié)合了高職院校的教育特點(diǎn)，建立適用于本校學(xué)生的《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》課程SPOC，重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生們的自學(xué)能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力。

建設(shè)的《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》SPOC課程資源包主要包含有：紙質(zhì)的校本教材、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)計(jì)劃、教案、PPT、教學(xué)視頻和音頻、虛擬體驗(yàn)等數(shù)字資源，在教學(xué)內(nèi)容的組織上采用的是角色的知識(shí)路徑的重構(gòu)，以學(xué)生的學(xué)習(xí)能力為依據(jù)，個(gè)性化的推送資源，滿足他們的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。將課堂教學(xué)擴(kuò)展至課前和課后。讓學(xué)生隨時(shí)隨地的進(jìn)行小知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，并將日?？吹降慕ㄖ?gòu)造主動(dòng)的上傳至平臺(tái)中進(jìn)行提問、討論和學(xué)習(xí)。

3 基于BIM技術(shù)深化《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》課堂教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的創(chuàng)新研究

BIM 技術(shù)在課堂教學(xué)上的引入，使學(xué)生能夠通過觀察建筑的BIM模型，來充分的了解建筑物中的所有構(gòu)造的節(jié)點(diǎn)，并能對(duì)這些構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的做法和尺寸等知識(shí)點(diǎn)都進(jìn)行非常直觀生動(dòng)的展示，以至于能夠更加全面的理解并掌握這些構(gòu)造知識(shí)，極大的提升了教學(xué)效果。

在課前準(zhǔn)備階段，本文選自本校圖書館建筑圖紙建立三維BIM模型，授課過程當(dāng)中利用BIM模型向?qū)W生多方位的展示圖書館內(nèi)部的各個(gè)構(gòu)件，使得學(xué)生對(duì)建筑施工圖中的各個(gè)構(gòu)件更加生動(dòng)的掌握。

課中，首先教師利用Revit軟件的漫游功能，帶領(lǐng)學(xué)生利用BIM技術(shù)建立的三維模型的圖書館中漫游，學(xué)生可以自由穿梭，加深對(duì)構(gòu)件的印象。授課過程中，利用BIM三維建筑信息模型給學(xué)生講解建筑的基本構(gòu)件，如基礎(chǔ)、墻和柱、樓層和地層、樓梯、屋頂、門窗以及變形縫等，利用Revit視圖中的選擇框命令從三維信息建筑模型中選擇一個(gè)構(gòu)件進(jìn)行三維展示、講解和識(shí)讀，學(xué)生可以利用觀察、測(cè)量、剖切等手段，認(rèn)識(shí)各類建筑構(gòu)件。

課后，學(xué)生可以到達(dá)學(xué)校的圖書館進(jìn)行實(shí)地考察，模型中的構(gòu)件在真實(shí)的建筑中的位置、尺寸以及連接方式，加深知識(shí)點(diǎn)的掌握，并完成建筑圖紙的識(shí)讀。

4 基于VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》課程的研究

BIM 和VR的關(guān)系：BIM建筑信息模型為虛擬現(xiàn)實(shí)提供了和實(shí)際的工程項(xiàng)目一致的完整并且精確的模型，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是讓學(xué)生可以在那個(gè)模型環(huán)境里面漫游。BIM和VR 技術(shù)，可以通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界近似真實(shí)的三維表達(dá)，將傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)化為直觀的三維模型。

本人將VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》的教學(xué)中，將虛擬的空間建筑模型幫助識(shí)圖的識(shí)讀，依據(jù)不同建筑的，建立框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的模型，幫助學(xué)生識(shí)圖讀圖。通過VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入，同學(xué)們?cè)谡n堂中身處真實(shí)建筑中的感覺，改變了傳統(tǒng)二維教學(xué)，讓建筑識(shí)圖的教學(xué)更加生動(dòng)直觀。

5 結(jié)論與展望

本文針對(duì)當(dāng)前高職院校學(xué)生的特點(diǎn)，通過“做中教、做中學(xué)、玩中學(xué)”的教學(xué)理念，將一系列信息化手段應(yīng)用于課前、課中、課后三大環(huán)節(jié)。課前，由課題團(tuán)隊(duì)成員一起建設(shè)的SPOC引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自學(xué)。課中，利用BIM信息化技術(shù)以及VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)模式，課后，學(xué)生再次通過SPOC鞏固知識(shí)點(diǎn)，并完成課后測(cè)驗(yàn)。通過教學(xué)改革，通過這一系列的信息化手段降低了教師教學(xué)的難度、增強(qiáng)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)的質(zhì)量，為企業(yè)和社會(huì)培育出更加優(yōu)質(zhì)的建筑人才。

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