基于BIM-FILM的建筑施工技术课程改革研究

韩记 陈倩

（西南财经大学天府学院，四川 绵阳621000）

0 引言

（1）建筑施工技术课程概况：

在整个课程建设过程中以工程造价专业培养目标和学生的实际为核心，工程施工工艺部分的教学要保证学生能学以致用，教学内容以必需及够用为度，包括建筑工程中主要工种施工工艺、施工方法及施工中的新技术、新材料、新工艺的发展和应用。学习的目标是学生能够利用工程施工技术知识指导工程施工的全过程施工管理工作及从事其他工程相关岗位工作，并且通过进一步的学习和实践，积累岗位发展能力，为从施工员岗位向项目经理和工程师岗位晋升奠定理论和技能基础。

（2）传统教学的不足：

建筑施工技术是一门综合性、工艺性、实践性以及操作性强的专业核心课。学生学习的过程中强调理论联系实际以及对知识综合运用的能力。学生在学习本门课程时，对理论知识的学习需要花费大量的精力和时间，并且还不能完全理解和吃透课程抽象的知识点。

1）教学手段有待完善。课堂教学主要是教师利用多媒体并结合板书对理论知识进行讲解，过程中加入施工案例、图片、视频、动画等。然而，多媒体教学的问题也比较多，如多媒体教学往往重形式、轻内容，课堂上声、光、像、图过度堆砌，缺乏系统性，视频资源不连贯[1]。再加上教学仍是以教师为主体，学生被动接受，这种传统模式学生参与度不够，无论从主观和客观心理上都难以接受。对知识的掌握和理解都不能达到预期的效果，虽然教师和学生共同努力，但是学生的成绩仍然难以提高。

2）实训教学困难。建筑施工技术课程的理论知识需要应用于实践，那么实训是必不可少的环节，但是实训环节存在很多不足：本门课程的实验基地大多数是在建工地，一方面，由于建筑工程的建设周期都比较长，工程量大，学生不能完整参观学习建设工程的全周期的施工内容；另一方面，由于考虑到学生的人身安全，学生的现场学习仅限于参观，不能动手实验，所以施工现场的实习效果不佳。对学校而言，无论是从经费还是课时的安排都是有限的。学生自主选择实施单位，教师无法对每个学生的实习过程进行跟踪，难免有学生对实习敷衍了事，更难达到预期效果。

1 BIM-FILM技术理论基础

为提高教学效果，解决学生难题，本文研究了在建筑施工技术课程的教学过程中应用BIM-FILM作为新型教学手段。该软件的操作界面简洁、制作流程清晰，包括：地形地貌—施工部署—施工模拟—环境部署—成果输出。模型库内容完全满足在校学生的学习要求，包括：施工素材库、主题构件库、企业CI库、样板节点库、案例库。BIM-FILM可制作施工过程动画，通过变换镜头角度，可将施工细节表现到位，学生接受度高易理解。

BIM-FILM虚拟仿真技术具有动态性、经济性、高效性等多种优点，只需要利用一台计算机就能完成对仿真模拟的全部操作，成本比较低廉。该技术很好地弥补了教材图片静止的不足，将施工过程通过动画的形式形象生动地表现。利用BIM-FILM虚拟仿真技术可将施工技术各工种工程的完整施工工艺以动画的形式展现，学生更容易接受难点知识，再加上学生自行利用软件制作进一步巩固和丰富了知识。BIM-FILM可对各项施工技术逐项分解，同时通过改变调整摄像机视角，可三百六十度地观看动画演示，施工过程中的难点、重点清晰可见，学生学习难度大大降低。

本文以西南财经大学天府学院专科建筑工程管理专业为研究对象，将传统教学与BIM-FILM技术相融合，很好地解决了以下四方面问题：课堂理论教学形式单一、内容枯燥；施工现场的安全问题；施工内容衔接问题；学校实验室设备短缺。

2 BIM-FILM技术在建筑施工技术教学中的应用

建筑施工技术教学设计是基于施工员岗位技能要求，以集水井施工方案为载体，采用任务驱动的教学方法，借助超星泛雅教学平台和线下教学混合模式，利用三维动画软件BIM-FILM结合实验室设备化解教学重难点。

2.1 课前预习

教师课前将PPT、落地式脚手架施工方案、动画制作等资料提供给学生，学生可提前预习，提前熟悉课堂内容，以提高课程的学习效率。

2.2 课堂教学

2．2．1 以具体工程引入

安排学生阅读学习课前提供的落地式脚手架施工方案的编制内容，包括编制依据、工程概况、落地式脚手架设计与施工、施工流程、安全文明施工。

2.2.2 理论知识教学

落地式脚手架的具体施工工艺为：平整场地—确定脚手架位置—铺设垫板—铺设扫地杆—搭设抛撑—设置水平杆—密布安全网—采用搭接或多接的方式铺设剪刀撑。教学方式为利用PPT对施工工艺中的每一个步骤进行讲解，包括怎么做、用什么机械、注意事项、安全文明施工等内容。为了让学生更直观地掌握知识点，可利用BIM-FILM建设工程立体知识云库中地建筑施工技术里面的集水井施工动画辅助教学。

2．2．3 BIM-FILM动画制作

首先，向学生讲解BIM-FILM软件平台的组成部分，并根据集水井施工工艺流程中提示的步骤依次讲解：布置现场环境添加一些办公楼，食堂，护栏等设施后，添加测量员和测量仪器通过精确的放线确定脚手架位置后测量员和仪器一并消失，镜头移到垫层位置，同时给铺设木垫板一个特写标注长度不小于两跨，厚5厘米，宽20厘米，然后铺设横向扫地杆与纵向扫地杆，拉远镜头，给扫地杆的铺设一个镜头（此时纵向扫地杆铺设完成），切换镜头给纵向扫地杆和直角扣件的搭接一个特写且标注出之间，距离不应大于200毫米，此时添加一名工人辅助直角构件的搭接，然后工人消失，拉远镜头，给上部直角构件的搭设一个镜头（所有直角构件铺设完成），在抛撑上固定旋转扣件时切换镜头角度，将抛撑与地面的夹角为四十五度这个点体现出来。又切换镜头到连接点的中心与主节点的位置，标识出他们之间的距离不大于300毫米，切换镜头，点击立杆和水平杆的布置，并按照出现顺序设置延时动画，给水平方向的不同步与不同跨的接头一个特写镜头，添加500毫米的尺寸标注。添加1/3纵距的显示。然后拉远镜头，给脚手板的铺设一个镜头，要确保脚手板的铺设铺稳铺满，初步脚手架雏形搭设完成，切换镜头根据施工进度密布安全网，在构件中载入剪刀撑并插入到相应位置，然后拉近镜头给每道剪刀撑之间的宽度一个特写。

2．2．4 现场实际操作

针对如砌筑工程这些知识点的教学就可以按照案例讲解—理论教学—仿真演练—实际操作的教学模式进行。部分教学内容无法提供现场实际操作的机会，如集水井、地下大型土方开挖、井点降水等，一方面是考虑到学生的人身安全，一方面是实验器材造价过高，针对这些知识点利用BIM-FILM动画制作就很好地弥补了无法进行现场实际操作的传统教学缺陷。

2.3 课后巩固

课后学院举办BIM-FILM校级赛。首先由学生自行组队通过BIM-FILM官方网站进行登记报名。动画制作时间为五天，最后小组提交作品并讲解。聘请该门课程的教师团队作为评委，从施工场景布置、知识点的严谨度、时间观念、动画的视觉效果、虚心学习、小组整体精神风貌进行点评。

2.4 BIM-FILM教学建设中存在的问题

2．4．1 教师团队的专业性问题

为了提高教师的业务能力，该院BIM-FILM 实验教学中心制定了教师软件使用技术培训相关措施，定期对教师进行校内或者校外的虚拟仿真技术培训。定期聘请睿格致公司软件工程师来给相关的专业课任课教师进行BIM-FILM软件的操作应用等知识，以确保教师上课期间能够应用该软件。由于该软件是建筑施工技术课程的辅助教学工具，并未形成一门独立的课程，所以教师课后很少会花时间去练习BIM-FILM软件的使用。这就导致大部分教师对软件操作的熟练程度并不高，以至于学生的某些软件操作问题得不到教师的专业指导。

2.4.2 课堂中学生的效率问题

建筑施工技术目前的教学模式是课堂理论教学—教师讲解—学生上机操作—难点解答—操作完成。由于课时的安排，学生软件操作时间有限，在课堂操作中学生的进度不一样，导致教师不能统一对学生进行软件使用的重难点解答，造成部分学生不能对软件进行很好的操作。

2．4．3 BIM-FILM覆盖面的问题

该院开设的实验项目主要是针对建筑施工技术课程中部分知识点。如桩基础施工，井点降水系统施工等在实际教学中很难或无法实际操作的。无法将课程重难点全覆盖。

3 结语

将BIM-FILM虚拟仿真技术应用于工科建筑施工技术课程的教学中有以下五方面优点：（1）能够使教学内容更加逼真、直观，弥补学生实践操作不足的缺陷，有效地保证了建筑施工技术的教学质量；（2）只需一台电脑即可完成操作，设备简单；（3）所有同学均可动手制作动画，真正达到了能力培养的目的；（4）资源库内容丰富，有效解决了网上视频资源不连贯、现场无法完整参观施工工序的难题；（5）生动、形象的动画教学使学生更乐学、更易懂、更积极、更主动。