“1+X”課證融通的“建筑設(shè)備與識圖”混合式課堂改革

周昀

【摘? 要】 “建筑設(shè)備與識圖”課程是高等職業(yè)院校建筑工程技術(shù)（智能建造）專業(yè)群建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)的核心課。本課程是一門綜合性課程，涵蓋了建筑給排水、通風(fēng)空調(diào)和電氣三個專業(yè)的知識，課程內(nèi)容涉及廣、知識框架復(fù)雜、學(xué)習(xí)難度大，通過引入建筑信息模型（BIM），可化繁為簡，有效降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過建設(shè)線上線下混合式教學(xué)平臺，可使教學(xué)、課程、實訓(xùn)、自主學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，借由BIM技術(shù)讓學(xué)生很好地感知施工工藝和施工流程，解決實際教學(xué)過程中實訓(xùn)條件不足等問題；通過讓學(xué)生利用BIM軟件建立機(jī)電模型，可加深學(xué)習(xí)印象，從而使學(xué)生做到在“學(xué)習(xí)中實踐，實踐中學(xué)習(xí)”，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和掌握，提高教學(xué)效果；通過課程教學(xué)，將BIM技術(shù)模塊融入課程中，可培養(yǎng)學(xué)生對BIM軟件的操作，提高“1+X”證書通過率，真正做到“1+X”課證融通。實踐發(fā)現(xiàn)，“1+X”課證融通的“建筑設(shè)備與識圖”混合式課堂改革切實可行，具有較高的推廣應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】 智能建造；建筑信息模型；BIM軟件

一、研究背景

2019年，《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)國家職業(yè)教育改革實施方案的通知》（國發(fā)〔2019〕4號）要求在職業(yè)院校和應(yīng)用型本科高校試點“1+X”證書制度，其中建筑信息模型（BIM）職業(yè)技能成為首批試點領(lǐng)域之一。

BIM技術(shù)是一種在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的信息技術(shù)和管理方法，它通過利用計算機(jī)模擬和模擬技術(shù)，實現(xiàn)對建筑設(shè)計、施工和管理過程的仿真和模擬。BIM技術(shù)被認(rèn)為是建筑業(yè)變革的革命性力量，并且已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的二維平面施工圖，BIM的三維模型更加直觀，可以幫助學(xué)生更好地理解空間結(jié)構(gòu)、施工過程和施工方法。因此，將BIM技術(shù)納入課程體系中，培養(yǎng)學(xué)生的BIM技術(shù)能力，推廣BIM普及教育，符合了教育信息化改革和發(fā)展的需求。此外，BIM模型還可以作為建筑設(shè)備與識圖課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)輔助工具。

建筑設(shè)備與識圖課程是一門對學(xué)生要求較高的課程，因此需要教師采用創(chuàng)新的教學(xué)方法和理念來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。這門課程的內(nèi)容較為豐富，包括建筑設(shè)備的選擇、設(shè)計和安裝等方面的知識，以及識圖技巧和方法。為了增加學(xué)生的參與度和理解度，教師可以運用實例分析、案例研究、實踐操作等多種教學(xué)手段，讓學(xué)生在實際操作中學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識和技能。這樣的教學(xué)方式不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力和解決問題的能力。因此，教師的創(chuàng)新教學(xué)方法和理念在這門課程中具有重要的作用。隨著虛擬仿真技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，帶來了一些新的教學(xué)改革思路和改革措施。目前，BIM技術(shù)已成為國內(nèi)外的工程熱點之一，各高校也陸續(xù)開展了針對BIM技術(shù)的課程。

二、存在問題及解決方法

（一）教學(xué)內(nèi)容枯燥

“建筑設(shè)備與識圖”課程教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反映內(nèi)容抽象、枯燥，缺乏學(xué)習(xí)熱情，學(xué)習(xí)效果并不理想。

解決方法：用BIM模型作為教學(xué)內(nèi)容及其教學(xué)輔助工具。BIM三維模型相比二維平面施工圖更直觀，能使學(xué)生更好掌握空間結(jié)構(gòu)，理解施工過程和施工方法。將BIM技術(shù)納入課程體系中，培養(yǎng)BIM技術(shù)人才，推廣BIM普及教育，順應(yīng)了教育信息化改革、發(fā)展的需要。

（二）教師占主導(dǎo)地位

課程教學(xué)中教師占主導(dǎo)地位，教師與學(xué)生僅在課上互動，課前和課后缺乏溝通交流。

解決方法：打造“建筑設(shè)備與識圖”課程線上線下混合式教學(xué)平臺。利用網(wǎng)絡(luò)信息和BIM新技術(shù)，更新融合教學(xué)資源，開通教師與學(xué)生之間的實時信息溝通路徑，將傳統(tǒng)教學(xué)中教師占主導(dǎo)地位的教學(xué)回路轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熞龑?dǎo)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、反饋學(xué)習(xí)情況。

（三）課程評價不全面

基于“建筑設(shè)備與識圖”課程理論與實踐知識同等的重要性，學(xué)習(xí)過程同樣占有重要地位，傳統(tǒng)的單一考試結(jié)果不足以全面評價學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)結(jié)果。

解決方法：建立有效的評價機(jī)制。利用混合式教學(xué)的優(yōu)勢，通過教學(xué)平臺建立評價機(jī)制，對學(xué)生學(xué)習(xí)全過程進(jìn)行記錄和量化考核，得出較為全面的綜合成績。

三、改革思路

根據(jù)建筑工程技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和課程的重要性，該課程旨在通過教學(xué)使學(xué)生掌握建筑設(shè)備與識圖領(lǐng)域的專業(yè)知識，并培養(yǎng)學(xué)生解決建筑設(shè)備相關(guān)問題的能力，增強學(xué)生在社會競爭中的能力。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，該課程以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，以BIM技術(shù)虛擬仿真模型為教學(xué)工具，以識讀設(shè)備施工圖為主線，將課程內(nèi)容劃分為建筑生活給水系統(tǒng)、建筑排水系統(tǒng)、建筑消防給水系統(tǒng)、建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和建筑電氣系統(tǒng)等五個教學(xué)模塊。每個模塊都包含基礎(chǔ)知識、識圖、安裝和BIM建模等子任務(wù)。通過逐步深入學(xué)習(xí)和與企業(yè)需求的對接，學(xué)生的職業(yè)能力將得到螺旋式提升，最終達(dá)到課程目標(biāo)。

（一）教學(xué)內(nèi)容的改革

教師可以教學(xué)樓的建筑設(shè)備安裝項目為案例引領(lǐng)，解構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，分解教學(xué)任務(wù)，學(xué)生扮演設(shè)計員、施工員、設(shè)備運維員等角色完成學(xué)習(xí)任務(wù)，從而掌握建筑設(shè)備基礎(chǔ)知識、安裝知識、識圖及建模的知識，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)?？稍诮虒W(xué)內(nèi)容中加入BIM建模方面的教學(xué)?！?+X”證書作為專業(yè)能力的拓展，越來越受到職業(yè)院校的重視，在課證融通大背景下，將“1+X”證書必備知識融入建筑設(shè)備與識圖課程體系，可快速提高學(xué)生BIM技術(shù)應(yīng)用能力，為“1+X”考證奠定基礎(chǔ)。把BIM技術(shù)納入現(xiàn)有建筑工程知識體系，對建筑工程專業(yè)輸出高質(zhì)量人才非常重要。

（二）教學(xué)方式的改革

結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+教育”和“互聯(lián)網(wǎng)+建筑”的概念進(jìn)行設(shè)計思考，教師利用網(wǎng)絡(luò)，更新現(xiàn)有的教學(xué)資源，搭建教學(xué)平臺，從而建立教師與學(xué)生間溝通交流的新橋梁，改變現(xiàn)有課程教學(xué)中教師的主導(dǎo)地位，繼而轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熞龑?dǎo)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)情況反饋的教學(xué)回路。

在教學(xué)中，將BIM技術(shù)作為一個工具，學(xué)生在繪制BIM模型的實際操作過程中，也是學(xué)生對BIM軟件的一個熟悉過程，這樣安排不僅能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果，使學(xué)生更直觀地理解施工圖中表達(dá)的含義，而且也使教學(xué)與實踐相結(jié)合，有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（三）考核方式的改革

混合式教學(xué)的教學(xué)評價主要以學(xué)生的平時表現(xiàn)和各模塊任務(wù)完成情況為主。通過學(xué)生在平臺上的記錄調(diào)取課堂表現(xiàn)、簽到情況、線上學(xué)習(xí)時長、課后作業(yè)等情況給出平時成績，這樣做既可以節(jié)約教師的時間又不會遺漏學(xué)生每次課程的表現(xiàn)，能夠?qū)W(xué)生平時的學(xué)習(xí)情況給出客觀的評價。學(xué)生課前在線觀看視頻、完成課前作業(yè)，利用App完成課上考勤、上課搶答、頭腦風(fēng)暴、課后練習(xí)等教學(xué)活動，形成課前、課中和課后學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，教師根據(jù)設(shè)置好的評價方法進(jìn)行考評，并進(jìn)行成績分析。

本課程采用形成性考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的方法進(jìn)行考核。

形成性考核（平時成績）：出勤情況10%、上課表現(xiàn)20％、作業(yè)和平時測驗占20％。

終結(jié)性考核（考試）：總評＝平時成績×50％＋終結(jié)性考核成績×50％。

四、改革實踐

（一）課前

在“智慧職教”平臺上傳可視化的管道和管材的圖片以及系統(tǒng)組成的剖面圖，系統(tǒng)安裝施工視頻，施工圖和與之匹配的BIM模型，使學(xué)生對所要學(xué)習(xí)的知識建立直觀的認(rèn)識。針對課件內(nèi)容，設(shè)置填空、選擇等習(xí)題要求學(xué)生完成。水暖電系統(tǒng)與人們的生活息息相關(guān)，在預(yù)習(xí)反饋中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生對各系統(tǒng)都有一定的基本認(rèn)識，能夠說出一些系統(tǒng)組成和附件的名稱，對施工平面圖的識讀能力較好，但是由于生活中所見的只有明裝部分的設(shè)備，學(xué)生對暗裝部分設(shè)備的內(nèi)容，包括管道走向、管道附件等的認(rèn)知都比較薄弱。

（二）課中

教師可在課堂上著重講解暗裝部分管道的識圖方法和施工方式，利用BIM技術(shù)，展現(xiàn)三維立體的管道，使學(xué)生對管道的空間走向建立具象化的認(rèn)識。除了傳統(tǒng)的知識講解外，還可以項目為主導(dǎo)，翻轉(zhuǎn)課堂，實現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的教育教學(xué)。在講解基礎(chǔ)知識之后，結(jié)合職業(yè)院校的學(xué)生動手能力較強的特點，要求學(xué)生自行建立各系統(tǒng)的建筑信息模型（BIM）。一方面，在建立模型的過程中，需要輸入管道的尺寸、管件的類型等詳細(xì)信息，這有利于學(xué)生對識圖知識的掌握。另一方面，結(jié)合土建模型，可以講解土建施工與建筑設(shè)備系統(tǒng)安裝配合部分的知識，比如套管的安裝和支吊架的安裝。另外，在課程項目中還可穿插部分實地參觀的內(nèi)容，利用學(xué)院實訓(xùn)室中的樣板房，對學(xué)生有疑惑的管線、設(shè)備、管材等進(jìn)行講解。課堂講解、課內(nèi)實操、課間參觀三位一體，全面帶領(lǐng)學(xué)生掌握建筑給水系統(tǒng)的相關(guān)知識。

（三）課后

通過測試，可以得到學(xué)生對所學(xué)知識和學(xué)習(xí)效果的反饋。教師通過測試情況，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生疑難點，在之后的課程中著重進(jìn)行講解；針對學(xué)生掌握充分的部分則可以相應(yīng)減少課時，提高課堂教學(xué)效率。

（四）反饋

學(xué)?？赏ㄟ^“1+X”課證融通的“建筑設(shè)備與識圖”混合式課堂革命，及時收集在實施過程中所遇見的問題。一個學(xué)期的試點結(jié)果后，對師生進(jìn)行問卷調(diào)查及抽樣訪問，收集師生的意見反饋，針對性地對該課程進(jìn)行修改和完善。

五、實施效果

課程結(jié)合建筑信息模型（BIM）技術(shù)，對課程內(nèi)容進(jìn)行重新規(guī)劃，利用“項目化”教學(xué)實現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的課堂。以BIM技術(shù)為手段，將建筑設(shè)備與識圖課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改造，從傳統(tǒng)教學(xué)方式向“教、學(xué)、做”一體化改革，將課程的考核滲透到各個教學(xué)模塊，從而將整個課程改造成以工作任務(wù)為主導(dǎo)，提高學(xué)生實踐能力、綜合素質(zhì)為目標(biāo)，主動適應(yīng)社會需求的課程。

課程建立線上課程平臺，有效地整合教學(xué)資源，發(fā)布教學(xué)信息，建立與學(xué)生溝通的新橋梁。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)課前、課中、課后、反饋的閉環(huán)有效提高教學(xué)質(zhì)量?；旌鲜浇虒W(xué)的教學(xué)評價主要以學(xué)生的平時表現(xiàn)和各模塊任務(wù)完成情況為主。通過學(xué)生在平臺上的記錄調(diào)取課堂表現(xiàn)、簽到情況、線上學(xué)習(xí)時長、課后作業(yè)等情況給出平時成績，這樣做既可以節(jié)約教師的時間，又不會遺漏學(xué)生每次課程的優(yōu)秀表現(xiàn)，能夠?qū)W(xué)生平時的學(xué)習(xí)情況給出清晰客觀的評價。

通過實踐表明，BIM技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，可以有效彌補傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足并對實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)起到積極作用。大多數(shù)學(xué)生給出了積極的反饋，95%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)效果較好，83%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)積極性有所提升，90%的同學(xué)認(rèn)為能夠較好掌握課程內(nèi)容，77%的同學(xué)認(rèn)為BIM技術(shù)應(yīng)用可以作為自己的一個就業(yè)方向。

六、反思與改進(jìn)

（一）避免考核呆板固化

學(xué)生如若只會機(jī)械式地操作BIM類軟件建模，或在考核時只注重操作點得分，則與培養(yǎng)現(xiàn)場工程師的理念背道而馳，需在實踐中及時調(diào)整評價體系。

（二）適應(yīng)軟件更新頻率

社會上Revit軟件的版本年年更新，新的功能和新的應(yīng)用點層出不窮，授課內(nèi)容不能一成不變，教師應(yīng)及時對教學(xué)案例推陳出新。

（三）改進(jìn)教學(xué)方式

在進(jìn)行課程信息化建設(shè)的過程中，不可避免會出現(xiàn)內(nèi)容偏離、教學(xué)方式不符合實際等問題，要做好混合式課程教學(xué)平臺建設(shè)與實踐相結(jié)合的工作。在今后的課程實踐中，對產(chǎn)生的問題進(jìn)行及時記錄并改正，做好師生意見反饋收集工作并進(jìn)行總結(jié)分析，對課程改革的建設(shè)進(jìn)行不斷修改和完善，更細(xì)致地規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，這將是今后不斷完善和提高的重點。

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