BIM在建筑施工技术课程混合式教学中的应用

刘镇

BIM在建筑施工技术课程混合式教学中的应用

刘镇

（大连职业技术学院，辽宁大连116035）

建筑施工技术课程是高职土建类多个专业的核心课程，课程内容对接岗位能力，强调实践性、应用性。多年来，建筑施工技术课程一直受师资业务不强、实践安全隐患多、知识难于理解、教学资源匮乏等难题影响。面对建筑信息化时代到来，建筑施工技术课程要将BIM技能与专业技能进行融合，重建不同项目、不同工艺、不同训练的数字化教学资源，线上线下灵活运用，完成混合式教学模式的改革，提高职业教育教学的质量。

BIM（建筑信息模型）；建筑施工技术；混合式教学

一、BIM技术与混合式教学模式融合

世界信息技术不断革命性的创新，建筑类职业教育也面临新的冲击。一方面，职业教育信息化浪潮涌入我国，慕课、移动平台、微课、翻转课堂、大数据分析、虚拟现实、云计算等引发了职业教育的教学模式的重大变革。[1]这就需要把传统教学方式的优势和信息化教学的优势结合起来，构建真正以学生为中心，以能力培养为主线，适合于职业教育的混合式教学模式。另一方面，BIM技术的应用推动建筑业发生了巨大变革。BIM英文全称为“Building Information Model”，国内一般翻译为“建筑信息模型”，其主要指全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享数字化表达。目前建筑施工行业BIM技术应用正处于由概念阶段转向实践应用阶段的重要阶段，缺乏BIM人才已经成为我国BIM发展的主要瓶颈。解决BIM人才缺乏问题的根本在于高校的“BIM+专业”的教学改革。以BIM技术为特色的项目化课程体系建设及课程开发建设，形成更适应建筑现代化的高职课程体系，是高职土建类课程改革的必由之路。[2]

BIM技术资源具有可视化、协调化、虚拟化、精确化的特点。这些资源优势正是传统建筑施工技术课程所缺乏的。将资源优势与专业技能相整合，构建虚拟环境、布置真实项目、可视化施工工艺，协调小组合作分工，通过线上线下的融合创新，形成具有建筑特色的“BIM+专业技能”的建筑施工技术课程混合式教学模式。

二、混合式教学在建筑施工技术课程中应用路径分析

混合式教学在高职建筑施工技术课程中应用，必须围绕人才培养目标实施，通过“BIM+专业技能”，对课程内容进行升级改造，适应建筑现代化需求。根据高职建筑施工技术课程内容改革，创设不同工作情景，利用不同项目任务创建学习内容，规范学习流程，线上线下灵活实施，从而实现建筑施工技术课程教学模式的改革。常见的混合式教学设计是将课程环节的设计分为课程教学内容、课程教学方法、课程教学组织、课程教学环境、课程教学管理、课程教学评价如图1所示。[3]

三、BIM技术在建筑施工技术课程中资源建设

BIM技术将传统的二维图纸升级为构建真实项目，以建筑工程项目的各项基本信息数据作为基础，建立起三维建筑模型，附加工程进度、工程造价，形成了多维度的工程管理数据模型，也就形成了能够满足建筑施工技术课程教学的真实、多维、协同的数字化专业教学资源。[4]我们可以在建筑施工技术课程中下面几个环节使用。

（一）教学情境可视化

传统建筑施工技术课堂的情景，往往就是施工现场的短暂视频、照片，无法全面展示，师生交流困难。但是BIM技术完整展现了整个项目完整的数据信息，师生可以随时看、随意看，区别其他模型构建的虚拟仿真情景。让学生更能身临其境地感受不同项目、不同地区、不同结构的各种教学情境。

（二）工作任务真实化

基于工作任务的课程建设符合高职教育内涵发展的需要，传统建筑施工技术，仅仅通过教师任务布置、学生模拟完成而终，很多任务不真实、不具体，导致效果不佳；基于BIM技术的建筑信息数据模型，教师可以随意布置各种真实任务，让学生完成，还可以更改数据模型进行纠错训练，将传统课堂无法表达的真实工作具体化。[5]

（三）施工过程模拟化

建筑施工技术课程核心内容之一就是让学生掌握各种工艺流程，单纯书本内容让学生一头雾水，施工现场视频往往只是典型施工，虚拟仿真软件又达不到工艺要求。因此基于BIM技术的施工过程模拟化能将现场施工过程标准进行展示，同时不同工艺项目在建筑信息模型中都能够实现和展示，满足教与学的渴望。

（四）小组合作协同化

建筑施工技术课程实施过程中往往需要学生分组完成教师给出的工作任务。在一个团队中学生如何进行工作任务分配，学生如何共同完成工作任务，一直是困扰专业教师的难题，导致教学效果不理想，只有分组的形似，而无合理共同协助的神似。通过BIM技术的协同管理，学生利用云端建筑信息模型，就可以合理分配任务，相互协调配合才能使既定工作任务完美呈现。

（五）考核分析数据化

建筑施工技术课程传统考核大都根据理论考核成绩，小组任务完成情况、平时课堂表现等进行，这样的考核往往都是片面的、主观的，学生积极性不高，教师考核任务繁重。通过BIM技术的引入，我们可以实现考核试题真实化、工作任务机评化、小组完成记录化，使得课程考核全程化、信息化、完整化。

四、基于BIM技术建筑施工技术课程混合式教学设计策略

混合式教学将传统教学模式的优势和信息化教学模式的优势结合起来,一方面要充分体现学生在学习过程中主体的主动性、积极性与创造性；另一方面要发挥教师引导、启发、监控教学过程的辅助作用。将这二者结合起来，优势互补，才能获得更佳的学习效果。混合式教学模式可以将“BIM+”建筑施工技术课程教学大致分为三段，即课前的知识自学阶段、课堂的互动学习阶段、课后的能力提升阶段。

（一）课前的知识自学阶段

课前的知识自学阶段是学生在混合式教学过程的必要阶段，这个阶段是保证课堂学习有效进行的基础阶段。教师不能简单地给学生布置笼统的预习任务，而是根据课程内容有针对性的布置项目情景的浏览、工艺的流程、验收的要点等具体任务。这些都需要完整的信息化教学资源作为支撑，通过利用BIM+的建筑信息模型、虚拟仿真施工、真实项目浏览检查等来进行资源制作或者是作为学习的背景资料。[5]同时教师要利用“课前任务单”让学生明确课程目标、主要内容以及重点难点，学生带着任务完成课前的知识自我学习，并利用互动平台进行师生交流，为课堂教学活动的良好开展奠定知识和技能基础。教师还要通过合理考核方式来评价学生的课前知识自学情况，并能够根据情况来调整课堂教学。

（二）课堂的互动学习阶段

教师布置的基本知识和技能在课前让学生完成后，课堂的互动学习才是混合式教学模式的核心。教师要总结课前基本情况，带领学生进入工作情景，进一步梳理知识点和技能点，布置课堂任务和训练。高职建筑施工技术课程中应用项目式教学法，教师围绕着实际工程项目布置真实任务，学生通过理论学习和实践操作完成来实现教学目标。具体包括施工情境构建、重点知识梳理、工作任务下达、任务交互实施、学习效果评价等五个主要的教学活动和教学环节。

1．施工情境构建

在建筑施工技术课程传统教学中，一直存在学生缺乏对工程项目情景展示、缺少对工艺构造的分解、欠缺施工过程的模拟等问题，更是无从回顾测量、材料、识图等基础课程的铺垫。通过BIM技术引入，可以随时让学生在三维的建筑工程项目中漫游，认知熟悉各个节点的构造分解，模拟分析每一种工艺的施工流程。[6]同时也能完成各种建筑材料工程中的应用特点、测量步骤的演示过程，建筑与结构识图的时时再现，使学生始终处于完整的施工情境，有助于学生学习与分析。

2．重点知识梳理

混合式教学模式虽然从课前的知识准备阶段已经开始了，但是面对高职学生的自学能力，教师还需根据学生课前任务完成情况，对知识点和技能点进行必要的讲解和归纳。基于BIM技术的建筑信息模型，能够将施工所涉及的各个工艺、构造、检查等完整的流畅的呈现，同时还能够将测量、建材、识图等基础知识直接融合表达，让学生能够很好地、直观地理解并掌握相关知识点和技能点。

3．工作任务下达

在建筑施工技术课程教学中，教师应创设真实工作任务，让学生以完成任务方式进行学习和提升，是现代职业教育发展的要求。传统教学任务多是“假、少、空”，往往就是形似，学生完成任务技能掌握不佳，没有实际效果。借助BIM技术，多个项目的建筑信息模型，教师可以设置各种真实任务，施工工艺实施、工程质量检查、施工组织管理等等这些真实任务都可以实施表达。教师还可以利用BIM技术，修改建筑模型，深化升级工作任务，满足学生个性化需求，有效提高课堂效率，解决很多传统教学难点。

4．任务交互实施

教师创设的工作任务，往往都是学生分组以团队形式完成。传统教学中小组学生任务分配困难、教师无法监控、实施过程往往仅仅是优秀学生表演和体验。通过BIM技术的任务实施过程，小组各位学生的工作任务可以互相交流补充，教师可以随时监控学生完成任务情况，也可以通过云平台及时与学生进行针对性的交流互动，甚至还可以快速后退观察之前记录与学生互动。

5．学习效果评价

课堂任务完成后，学生要对任务完成情况进行分析和比对，教师则要对任务完成情况进行凝炼和总结，着重解决学生任务实施过程中的错误和问题。传统课堂中，常见的是某一组学生介绍完成情况，教师给予点评，由于工作任务不真实、学生完成不明确、任务过程无记录，因此学习评价更多是老师的又一次讲解，效果差、速度慢、受益窄。基于BIM技术的任务开展，通过云平台的数据有痕记录，教师可以完整看到每个团队、每个学生的任务完成情况，使得学习评价信息化、全程化、科学化。

（三）课后的能力提升

课后拓展阶段是混合式教学模式对学生知识技能提升的有益补充。但是，课后任务如何监管、学生差异化如何表达这一直是传统教学模式的困惑，因此以往的任务大多是复习、统一作业等。通过BIM技术，改变以往的单一模式，教师可以在后台修改不同建筑信息模型数据，提升或降低课后任务难易程度，并根据学生课堂表现，差异化给出实际任务，实现了课后提升个体化，帮助学生自身得到更多的技能和知识。

五、基于BIM技术的建筑施工技术课程混合式教学模式反思

混合式教学模式改变传统教学很多弊端，突出学生主动性，更加贴合职业教育发展。建筑施工技术课程在BIM技术的介入下，将混合式教学模式的优势发挥得淋漓尽致。但是，在具体实施过程中要注意以下几个问题。

（一）基于BIM技术教学资源完备

混合式教学模式的实施，须有足够的教学资源加以保障，而高职建筑施工技术课程的教学尤为如此。BIM技术带来了行业变革，更带来了教学资源，但是建筑信息模型数据是需要教师进行分类、加工后才可以变成教学资源的。未来BIM技术的建筑信息模型会越来越丰富，教师要选择真实性、代表性的资源提供给学生，教师要能够对这些资源进行变化和可控，这样才有助于混合式教学模式的应用。

（二）教师BIM技术能力提升

BIM技术给建筑施工技术课程带来了教学情景、课程资源、互动模式、工作任务等等的变化，为课程改革带来了积极的影响。但是教师的BIM技术能力也制约着BIM和课程的融合问题。

教师不是简单学习建模软件、漫游软件就能够掌握BIM技术，要具备综合设计、施工、管理等多个能力以及对相关软件灵活运用的能力，因此，教师只有不断提升BIM技术能力，才能更好地进行课程教学实施。

（三）教学互动设计是关键

混合式教学模式开展，不是简单按照设计模式进行实施就能达到教学效果的。即使是一门课程，也会有多个项目多个任务，每个项目的环境、任务都是有差别的。教师应该从内容出发选择合适的载体、恰当的任务、适当的手段，达到最优的教学效果。有的教师利用BIM技术做出各种眼花缭乱的信息资源，忽略了教学的本质，是缺失教师的讲解和师生的互动的。混合式教学模式中学生占主导地位，通过课前任务让学生主动求知，在课堂实施中教师引领加强理解和深化，在课堂操作训练中完成任务，教与学的及时互动，是现代职业教育教学模式的一种创新与大胆尝试。

[1]刘镇.混合式教学模式在高职建筑工程计量与计价课程中的应用[J].现代职业教育,2016(11):78-79.

[2]张东华.基于BIM技术在高职建筑工程计量与计价课程混合式教学应用[J].教育现代化,2017(16):128-129.

[3]刘斌.基于在线课程的混合式教学设计与实践探索[J].中国教育信息化,2016(6):81-84.

[4]钟炜.BIM仿真在工程项目管理课程教学改革中的应用研究[J].土木建筑工程信息技术,2013(6):7-11.

[5]张尚.BIM的工程管理教学改革问题研究[J].建筑经济,2015 (2):92-93.

[6]刘照球.土木工程专业BIM技术知识体系和课程架构[J].建筑技术,2013(10):913-916.

[责任编辑，抚顺职院：陈辉]

The Application of BIM in Blended Teaching Method of Construction Technology Course

LIU Zhen
(Dalian Vocational Technical College,Dalian 116035,China)

Construction technology course is a core course of many specialties in higher vocational colleges,emphasizing practicability and application.Due to the weak teaching ability,hidden danger in practice,difficult know ledge,and a lack of teaching resources,construction technology course is not satisfactory.In the age of construction information the course needs to integrate BIM skills and professional skills,reconstruct digital teaching resources of different projects,different crafts and different training,flexibly apply online and offline,complete the reform of blended teaching mode and improve the quality of vocational teaching.

BIM；construction technology；blended teaching

G712

A

1009—7600（2017）06—0030—03

2017-03-15

全国住房和城乡建设职业教育教学指导委员会2016年科研课题（zjzw2016009）；辽宁省教育科学规划2017年度科研课题（JG17EB063）

刘镇（1978—），男，辽宁大连人，副教授，硕士。