高职《基础工程施工》信息化教学设计与实践

朱艳丽

【摘要】将信息化资源融入《基础工程施工》课程中，利用BIM技术、虚拟仿真技术等信息化教学手段优化教学过程与效果，遵循“展示任务，激发兴趣→分析任务，提出问题→解决问题，知识构建→效果评价，完善认知”的思路，对基础工程施工课程中的 “土方工程施工”这一教学单元进行信息化教学设计。

【关键词】基础 施工 土方 信息化 设计

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）31-0243-02

国务院《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》高瞻远瞩地提出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。”，为了利用信息化教学手段优化高职专业课程教学过程与效果，本文以《基础工程施工》课程中“土方工程施工”这一教学单元为例进行信息化教学设计。

一、课程基本情况介绍

《基础工程施工》课程是高职院校建筑工程技术专业的专业核心课程，通常开设在第二学年，授课对象为该专业二年级学生。内容主要包括岩土工程勘察、土方工程施工、基坑支护工程、浅基础设计与施工、桩基础设计与施工、地基处理等，具有很强的实践性。为实践信息化手段在课堂上的应用，以“土方工程施工”为例来进行教学设计，目的是达到教学过程与效果的优化，促进高职建筑工程技术专业课程教学改革。

二、主要采用的信息化手段

本门课理论知识的讲授主要安排在多媒体教室，授课资源主要包括PPT课件、施工图片、施工视频等，采用的信息化手段主要为BIM技术和虚拟仿真技术。

1.应用BIM技术制作土方开挖施工动画

（1）通过全站仪或GPS测量出场地高程点坐标文件存为txt格式，并将其导入Autodesk Revit软件中去，利用Revit中的场地选项建立场地表面模型。（2）通过测量的坐标确定出基坑的位置，用建筑地坪命令创建出一个基坑模型，同时将土方开挖机械等族文件通过场地构件的方式载入到基坑模型中。（3）在Revit中应用“楼板”来建立基坑内土方模型，需将楼板的材质改为土层，由实际土方开挖的顺序逆向建立土方模型。（4）将Revit中建立的模型导入到Navisworks中，利用Animator命令创建动画，先后捕捉挖掘机、卡车等场地构件，用旋转、平移等命令来模拟出施工机械工作的动画。同时也可以制作视点动画和漫游动画，后期处理时与施工机械动画一起添加到Timeliner中，使制作出来的动画更具画面感，可以全方位地展示施工现场。

2.虚拟仿真技术的应用

土方工程施工内容中，针对挖方和填方的区域进行划分对于初学者来说往往比较抽象，借助虚拟仿真实训模块中的地基与基础施工工艺仿真系统来创设逼真的工作环境，提供真实的土方开挖施工场景，带领学生进入虚拟仿真施工环境，使其深刻体验到达实际施工现场进行实践学习的效果，让学生身临其境的体会土方开挖完成后的感觉。应用虚拟仿真技术一方面可以提高学生的学习兴趣，通过逼真的教学情景使学生更好地理解教学内容，提升其理论知识水平和实践操作技能，另一方面虚拟场景具有极强的真实性，操作简便并可重复演示，且课后可再自学，教学优势凸显，能够提高学生的综合素质。

三、教学过程设计

运用BIM技术、虚拟仿真等信息化教学手段，在遵循学生认知规律的前提下，以实际工程项目为载体，按照“展示任务，激发学生的兴趣→分析任务，提出问题→解决问题，进行知识的构建→效果评价，完善认知”这样一个循序渐进的思路来设计教学过程。

1.展示任务，激发兴趣

展示实际工程项目的土方开挖任务书，通过实际工程的总体概述，针对基本情况和工程特点，给出土方开挖作业的任务，然后让学生根据自己已有的经验思考并讨论：土方开挖都有哪些工作？日常生活中见到过的土方开挖机械有哪些？你认为的施工流程应该是什么样的？然后通过观看施工图片和施工视频来激发学生的兴趣，使其对土方开挖的施工内容有个感性认识。

2.分析任务，提出问题

带领学生共同分析要完成土方开挖施工需要做哪些工作，将整个开挖过程分解成一个个小任务：开挖前施工准备工作，比如清除障碍物、平整场地等；测量放线，定出基坑基槽的位置；当开挖深度较大时，确定放坡坡度；若地下水位较高，要进行降水；然后开挖时，需要采用机械；为减少对土体的扰动，还需要人工修帮、清底；开挖完成后质量还要符合标准。那么这些小任务要环环相扣，能够满足土方开挖总任务书的要求。最后再给出大概施工工艺流程，使学生对施工过程有个整体的认识。

3.解决问题，认知建构

根据分解出的小任务，让学生发挥主观能动性，主动探究问题，從而引出教学内容，这也就是认知建构的过程。接下来，按照施工工艺流程，充分利用信息化资源和手段，顺次讲解土方开挖施工的知识点，让学生在不知不觉中学习新知识，并不断的发现问题，解决问题。

4.效果评价，完善认知

根据任务展示中给出的具体工程土方开挖任务，让学生按要求自行或合作交流的方式完成土方开挖施工方案的编制，并进行自评和互评，然后教师根据学生的编制情况，来评价学生对所学知识和技能的掌握程度以及实际应用情况。最后再给学生展示施工企业编制的实际工程施工方案，让学生自己比较总结，这有利于知识的再现巩固，使学生养成良好的学习习惯，让学生体验成功，增强自信心。

四、结语

将信息化教学应用于《基础工程施工》课程的教学设计中，使用现代信息技术和信息资源充分调整优化教学过程，让信息化手段辅助整个教学，突破教学重点难点，能够充分调动学生的学习积极性，教学整体设计具有想象力和个性表现力，职业教育特色鲜明，使其能够在其余建筑施工类课程中起到示范、推广作用。

参考文献：

[1]韦庆翠，张衡锋.基于信息化教学的高职《园林工程》课程教学设计探析—以“土方工程”教学单元为例[J].教育现代化.

[2]刘芳，莫品疆，梁承龙.虚拟仿真技术的教学应用研究—以高职《建筑施工技术》课程为例[J].职业教育

[3]张俊娟，穆卓辉，张朝晖.信息化教学手段下高职专业课程教学设计——以“隧道施工技术”课程为例[J].继续教育.2015年第10期