程瑞芳 宁亚锋
[摘 要]本文通过对钢结构详图深化设计课程教学中存在问题的深入分析,进一步探索信息化教学法,主要有:对应岗位要求选取教学内容,基于高职学情制订教学目标。采用“任务驱动、项目导向”的信息化教学法,利用信息化技术进行全过程、全方面的考核,为社会培养一批乐于奉献、爱岗敬业、精益求精的技术技能型人才。
[关键词]项目导向 任务驱动 深化设计 理实一体化
随着城市化和工业化进程的加快,建筑钢结构行业的发展非常迅速,钢结构的应用范围进一步扩大,其广泛应用于工程中的各个领域,如体育场馆、厂房、住宅大楼、摩天大楼、桥梁结构等。从建筑业“十四五”规划重点可以看出,在工业与民用建筑中,绿色建筑、装配化、“BIM+”仍然是未来几年的发展方向,而钢结构既是一种装配式建筑,也是一种典型的绿色建筑,其中BIM技术普遍应用于钢结构的设计、加工、安装等建造全生命周期。经过大量的走访调研,发现钢结构建筑工程施工技术的核心岗位之一是详图深化设计员,而钢结构详图深化设计课程是详图深化设计员职业岗位必须学习的一门专业核心课程。我们学校于2016年开设钢结构详图深化设计课程,由于开设时间比较短,再加之该课程的内容覆盖面广、理论性强及概念抽象等,如果采用传统教学法不利于激发学生的学习积极性,因而需要对该课程的教学法进行探索和研究。
钢结构详图深化设计课程教学中存在的问题
1.教学内容多且不聚焦岗位要求
钢结构详图深化设计是整合了钢结构深化设计和钢结构BIM应用两门课程的内容,主要是深化设计员必备知识和BIM-Tekla structure在钢结构中的应用。深化设计员必备的知识点多,并且该课程和其他专业课程的知识点有交叉重复,对钢结构详图深化设计岗位要求的课程内容较多且复杂,在现有的学时要求和素质目标下,如何取舍知识点成为教学中的难点所在。BIM-Tekla structure在钢结构应用的主要内容是应用软件完成具体的工程项目一个拆图,教学内容一般选取深化设计工作中简单且常见的案例进行深化设计。随着建筑业的发展,钢结构变得越来越复杂,如何选取教学案例才能适应并符合当下的发展成为了亟须解决的问题。
2.没有适合于教学的教材
现有教材大多是BIM-Tekla structure软件学习或是深化设计员必讀,没有一本能将两者内容结合起来的教材,这就造成学生的实践探索和理论学习是分隔开来的。学生除了要掌握实践技能之外,还应具备扎实的专业理论知识,只有这样才能将自己所学和所用结合起来,最终实现知行合一。在选用教材时,若选用两本教材同时开展教学,不仅会增加学生的经济负担,还会造成书本的浪费,如何有针对性地为学生“减负”,实现教材的“提效”成为一个迫切解决的问题。
3.实践教学环节信息化不足
虽然实践教学在以往演示实操基础上加入了线上课前任务发布和课后作业提交等环节,但是信息化手段运用还是不多,学生在遇到一些特殊问题时还是需要通过面授来解决的,有些共性问题有时候甚至需要教师多次讲解。如果能用信息化手段将学生的一些共性问题采取答疑的方式统一解决,则能更好地提高教学效率。
4.教学方法不利于学生综合素质和核心技能的培养
采取的理实一体化的教学方法的重点还是在知识目标和能力目标的达成上,在素质目标的培养方面仍然存在不足之处,主要原因是采用的传统讲授法、演示法等教学方法,信息化手段的使用率不高,造成教学效果不理想。而且学生在完成相应的学习后,其掌握的知识和具备的实践能力并不能达到相应工作岗位综合素养方面的要求。
5.评价考核不全面
传统课程的考核主要采用过程考核+期末考试。过程考核包括学生的出勤、作业及课中的表现等,期末考试由于时间和试卷容量的限制,不可能涵盖教学的全部知识点,也不能全面地反映出学生的知识、能力和素质等方面的真实情况。由于现在的考核主要还是以教师评价为主,对学生自评、生生互评方面的兼顾还比较少,缺乏一个系统的评价标准。
基于“任务驱动、项目导向”的钢结构详图深化设计课程教学探索
1.对应岗位要求选取教学内容
对应钢结构详图深化设计员岗位要求,选取以钢结构工程的施工现场和加工制造车间技术管理人员的技术应用作为主要的教学内容,注重与岗位实际需要的对接,以能直接应用于实际施工过程为教学内容选取原则。对应施工顺序,采用项目教学法由浅入深分层次编写,培养学生解决实际问题的能力,力求教学内容具有综合性、实践性和通用性。课程的实践教学主要包括课内实训和综合实训,内容设置可以选取工程中最常见的门式刚架,从简易门式刚架到吊车梁桁架轻型门式刚架,这符合学生由简单到复杂的学习习惯。通过“任务驱动、项目导向”将理论和实践整合起来,实现零距离上岗要求,提高学生的技能素养。课程内容实施中始终围绕“学中做、做中学,学中练、练中学”的原则,使学生掌握一定的职业技能。
具体内容分为三个项目:项目一:掌握详图深化设计员必备的知识,任务一:掌握详图深化设计员的岗位要求;任务二:掌握钢结构深化设计岗位中材料选用的基本技能;任务三:掌握钢结构深化设计岗位中钢结构连接工艺要求;任务四:掌握钢结构深化设计岗位中钢结构节点构造要求。项目二:完成简易门式刚架的识图,任务一:完成柱脚节点的识图;任务二:完成梁柱节点的识图;任务三:完成梁梁节点的识图;任务四:完成一榀门式刚架的识图,可结合实际进行中的工程,采用手工制作纸模的方式完成,在动手完成模型制作的过程中培养学生的识图能力。项目三:用BIM-Tekla完成一实际工程门式刚架的建模和出图,任务一:完成门式刚架的建模;任务二:完成门式刚架的出图,应用BIM-Tekla软件在完成具体工程实例过程中熟悉软件的操作方法,掌握设计技能。
2.采用活页式教材
编写教材时以一具体工程任务为例,根据深化设计流程编订出一本涵盖必备知识、软件操作指导、拓展学习为一体的教材。将每个项目都独立编写,组成项目的任务分别按实际工程的深化设计内容编订:制订完成深化设计任务的整体框架,按流程的具体项目分发任务资料,明确岗位要求,任务实施,展示任务结果,发布知识链接五大模块进行编写制订。例如上述的项目二:完成简易门式刚架的识图,首先提出了深化钢结构门式刚架节点的要求,按要求编写上述实施指导过程,将参考清单进行展示,提出课后链接拓展资源或链接资料以供学生自学。然后对应具体项目的分任务,将每一节教学内容按照领任务,任务目的,任务内容,所需材料,完成步骤,任务清单,考核评价等步骤编写和实施指导,要保证任务明确,操作性强。最后由局部构建整体,编写每个任务的教材,将任务对应项目组成,再将三个项目组合起来,完成一整体工程的深化设计任务。
学生在学习过程中以任务为导向,学习目的明确,采用活页式教材完成对应任务时只需打印本节任务的教材资料,携带方便,实用灵活,极大地提高了学生的学习热情。完成整体任务之后也使学生对岗位有了一个更加清楚的认知,对深化他们以后的设计工作非常有帮助。
3.基于学情制订教学目标
本课程的教学对象为建筑钢结构工程施工技术二年级的学生,他们在完成公共基础课程和专业平台课的学习之后,具备了一定的专业知识,但对实际工程节点的设计还没有一个相应的概念,对实际工程的加工和安装也比较陌生。针对这个现象,通过大量的调查问卷,在学情分析的基础上制订的知识目标是:使学生通过线上线下学习掌握节点构造的知识目标。制订的能力目标是:面对工程蓝图时能读懂节点构造,掌握识图技能,会建立BIM模型和绘制模型加工图和安装图,掌握深化设计的技能。制订的能力目标是:结合现场实际解决和深化设计难点,培养学生解决实际问题的能力,通过制作模型提高学生的动手能力。在完成知识目标和技能目标的同时,培养学生自主学习意识、团队协作精神、正确的设计理念、严谨的工作态度及建筑安全性“终身负责制”的职业态度,使学生养成全面思考问题的好习惯,要求学生在设计上追求独具匠心,在质量上追求精益求精,在技艺上追求尽善尽美。
4.通过多样化的教学方式突破难点,强化重点
教学实施过程中,要根据实际施工流程来制订工作任务,知识讲授环节可采用快闪、微视频、动画演示、互动游戏、网络教学等来激发学生的学习兴趣,加深学生对重点知识的理解,突破难点,强化重点。可以采取线上答疑,线下强化,即线上线下混合学习;实训环节则采用学生线下机房实操,線上交流。最终实现学生线上线下、教室、机房、现场的多维度学习。
5.采用“任务驱动、项目导向”教学法
为了更好地完成课程的教学目标,制订教学策略时要以实际工程任务为导向,以学生为中心,选取本校在建的实际工程项目,且要保证在整个教学过程中该工程始终处于施工阶段,学生在完成任务过程中有困难时可以直接请教现场的专业技术人员,这样既可以保证学生理论学习与实际操作相结合,也能使学生学习到最新的工程做法和工艺,真正做到知行合一,实现学生个人职业素质的提升。在具体实施教学过程中,以实际在建工程项目为载体,通过对整体结构和基础知识的讲解,使学生建立项目内容知识框架;然后带领学生深入学习钢结构节点的构造,强化学生对节点的理解。指导学生完成节点模型制作,使学生掌握详图识图方法。引导学生用BIM软件建立简易门式刚架节点模型,掌握钢结构深化设计的方法。
实训环节将学生分为和谐组、诚信组、敬业组、友善组等,组内学生按实际加工安装流程再分为总工程师、数控工程师、一级铆工、一级焊工等,要求学生按照标准岗位要求进行制作安装,力求做到在对学生进行职业教育的同时培养学生的工匠精神。
6.利用信息化技术进行全过程、全方位考核
课程考核采取校内指导教师+校外专家共评的考核模式。课前、课中、课后采取优慕课和一课等教学平台大数据的全过程考核,还可以采取投票等方式将教师评价、生生互评结合起来,实现教学的全过程、全方位的考核。采用过程考核是对学生的学习兴趣和学习效果进行全方位的评价,根据平台和课上整理的评价采集数据分析对比教学目标的达成程度,通过对大数据的分析看教学目标的达成度。根据教学目标的达成程度来进行课程教学诊改,对教学目标完成较好的(目标达成度≥95%),后续授课过程中继续保持推广类似教学法;基本达成教学目标的(95%>目标达成度≥70%),分析未达成的原因,寻找切实可行的方案进行试点,重新进行诊改;未达成教学目标的(目标达成度﹤70%),诊改分析主要原因,重新进行教学设计并实施教学,完成教学实施后重新分析教学目标的达成度并进行教学诊改。
结 语
本文对杨凌职业技术学院钢结构详图深化设计课程信息化教学手段和教学过程进行了相应的研究,对课程的线上线下教学设计和实施提供了一些建议,并对学生多渠道学习提供了一些方法。根据课程对应的岗位职业能力,首先要引导学生对应就业岗位要求,建立对应实际工作内容的学习任务,教师通过引导学生完成学习任务来实施教学,在这一过程中提高学生学习的独立性、积极性和主动性,培养学生的专业技能,使其养成良好的职业素养。采用信息化课堂教学法不仅打破了时空限制,将学生的自主学习和课堂学习有效结合起来,也解决了该类课程理论部分教师与学生互动不足的问题。通过对工科类理实一体化教学法的研究,为教师针对授课对象的特点,选择最适合的理论教学和实训教学提供一定的参考。
参考文献:
[1]韩秀枝.基于“任务驱动、项目导向”的《CSS+DIV网页样式与布局》课程教学改革研究[J].计算机教学与教育信息化,2019(8).
[2]高爽.岗位标准为导向的基于工作过程的项目教学研究[J].辽宁高职学报,2012(5).
[3]赵剑丽,赵伟.校企合作模式下的钢结构建造技术专业建设[J].钢结构(增刊),2014.
[4]魏嵩锜.高职建筑钢结构工程技术专业核心课程建设的研究[J].山西经济管理干部学院学报,2017(12).
[5]叶茂林,胡晓玄.关于钢结构施工详图深化设计模块教学方法浅议[J].价值工程,2012(11).
作者单位:杨凌职业技术学院 陕西杨凌