“1+X”制度下高职路桥专业工程制图模块化课程教学改革探索

文＿吴 海（广西建设职业技术学院，专任教师，工程师，硕士）

靳丽莉（广西建设职业技术学院市政与交通学院副院长，副教授，博士）

交通强国战略的推进和人工智能技术的发展对高职路桥专业人才培养提出了新的要求，工程制图是路桥专业的专业基础课，具有知识点多而繁、内容抽象、实践性强的特点，存在教学模式落后、考核评价方式单一的问题。为提升教学效果，构建基于“1+X”制度的工程制图模块化课程，对教学模式、教学资源、评价方式、师资队伍等进行改革，以期对本课程教学改革及高职路桥专业人才培养有所裨益。

一、概念界定

（一）“1+X”定义

国务院在《国家职业教育改革实施方案》中提出：从2019年开始，在职业院校、应用型本科院校中启动实施“学历证书+若干职业技能等级证书”证书制度试点工作，简称为“1+X”证书制度。该项证书制度要求高职院校学生在校学习期间取得对应的专业学历证书的同时，还要获得与本专业相关的若干项职业技能等级证书。“1+X”证书制度的实施，将职业技能等级证书的要求与人才培养方案、课程教学有机结合起来，提高人才培养与社会实际需要的匹配程度，真正做到学有所用。

（二）模块化课程的内涵

由国际劳工组织（ILO）提出的MES（Modules of Employable Skill）模块化课程模式在我国职业教育的发展进程中发挥着重要作用。实施MES模块化课程模式需要从某一确定职业的全部岗位技能入手，先将这些技能拆分为多个子技能，针对每一个具体的子技能工作任务构建对应的课程模块，从而形成独立的学习单元，提供给学习者学习。模块化课程的优点是学习内容与工作岗位的技能需求高度契合，各个学习模块间互相协调、灵活组织，同时教学过程重在技能训练，理论知识部分追求简练精要。

二、构建模块化教学课程的必要性

（一）现实背景

随着交通强国战略的不断推进，交通基础设施发展向数字化、智能化方向迈进，将物联网、大数据、人工智能等新技术与交通运输深度融合，成为智慧交通体系建设的必由之路。当前，交通行业正处于数字化升级转型阶段，工程图纸经历着由二维平面图向三维模型过渡的行业变革期，因此行业对企业掌握建筑信息模型（BIM）技术的技能人才需求旺盛。以高职路桥专业学生的人才培养目标为例，将BIM信息化技术传授给学生，能让学生拥有“一技之长”。并且，BIM是首批启动试点“1+X”证书制度的职业技能等级证书之一，对高职路桥专业的教育教学改革具有重要意义。

（二）课程存在的问题

1.专业技能知识点较为分散

路桥专业学生想要考取BIM职业技能等级证书，需要掌握识读与绘制专业施工图纸的能力，还需要具备BIM理论知识基础，并熟练运用BIM三维建模软件。为此，工程制图与识图、路桥专业各类施工课程、BIM建模课程，除了工程制图与识图课程在第1学期开课，其他课程则在第2—4学期陆续开设，致使技能知识学习过程“碎片化”，知识体系的构成不具备连贯性。同时，由于考证时间与课程开设时段不一致，学生需要花费大量时间参与考前培训和复习，增加学生取得职业技能等级证书的难度。

2.课程内容与“1+X”知识体系不对应

目前开设的“工程制图与CAD”课程内容主要是工程制图的基本原理、路桥专业工程图纸的识读与绘制、二维CAD（是计算机辅助设计）软件的操作教学，而BIM建模知识则是在“Revit‘Autodesk Revit’桥梁运用基础”课程中学习，课程主要内容是运用Revit软件创建桥梁模型。两门课程内容设置上不连贯，对标“1+X”BIM职业技能等级考核要求，课堂教授的知识点并不全面；学生学习相应的专业课程后，在参加BIM职业技能等级证书考试时仍存有知识盲区。

3.教学模式落后

当前高职路桥专业教学所用的工程图纸均为二维图纸，学生在识图学习中需要结合构筑物图纸的立面图、平面图和侧面图，运用空间思维想象能力构建三维实体模型，然而高职学生的空间思维能力较弱，难以实现二维平面与三维实体之间的转化，导致学生产生畏难情绪，学习积极性下降，学习效果不佳。传统课堂中教师仅凭借多媒体与板书相结合的教学模式，难以培养学生的空间想象能力。因此，学校为了改善现有的教学困境，在课堂教学中运用BIM三维技术，创建道路桥梁工程构筑物的三维模型用于教学过程中的讲解，能有效解决上述问题。

4.教学考核评价体系单一

在以往的工程制图课程中，课程评价的主体一直是教师，评价方式主要以平时成绩和期末考试成绩按一定比例进行综合评定，评价结果依赖教师的主观判断，而学生作为课堂活动的参与者，无法参与到课程的评价中，学生的学习主动性不高。因此，需要更为多元化的考核评价制度，及时量化教学过程中学生的学习成效。

综上所述，为解决现阶段课程中存在的问题，构建“工程制图与CAD”模块化教学课程对引导高职路桥专业教育改革具有现实意义。

三、模块化教学课程构建路径

以广西建设职业技术学院市政与交通学院路桥专业为例，“工程制图与CAD”课程在不同专业如市政工程技术、道路桥梁技术、土木工程检测技术专业作为专业基础课程开设，而“Revit桥梁运用基础”仅在大二时作为专业选修课程；要想考取BIM职业技能等级证书，必须通过学习“工程制图与CAD”课程掌握识图技能，再通过学习“Revit桥梁运用基础”掌握建模技能，这就需要BIM技能课程与识图类课程之间形成紧密联系，在学习内容上做好衔接。对标“1+X”BIM职业技能等级标准和专业课程教学标准，将BIM技能课程与识图类课程进行组合，设置“基础知识模块”+“专业识图模块”+“绘图技能模块”的模块化课程体系，见图1。

图1 工程制图模块化课程体系

（一）基础知识模块

基础知识模块是以画法几何为基础，主要学习制图基本知识、点线面的投影及其相对位置关系、绘制空间几何图形的三面投影。以往的传统教学模式以教师讲授型为主，学生练习则是通过手绘或CAD软件绘制物体的三面投影，而这往往需要学生有较强的空间想象能力。因此，可以在课堂教学中通过利用Revit软件，绘制平面和直线，帮助学生理解点线面的投影；引导学生在软件中创建拉伸体、放样体、旋转体、融合体及组合形体，辅助学生充分理解三面投影的基本原理；再利用软件对三维模型进行剖切，便于学生理解剖断面图生成过程及原理，培养学生的形体分析能力与空间想象力，锻炼学生的软件操作能力。在Revit软件中创建三维模型的同时，还可以由三维模型直接生成物体的三面投影图，实现二维与三维的相互转换，培养学生BIM正向设计的意识。

（二）专业识图模块

专业识图模块是以识读路桥专业工程图纸为基础，主要学习道路、桥梁、涵洞、排水管道、隧道各类构筑物的二维工程图纸，其目的是让学生掌握构筑物的外形构成、尺寸大小、材料等级和钢筋信息。传统教学采用的实例图纸比较零散，仅针对某一路段或某个局部构筑物的图纸进行识读，构筑物的钢筋信息、材料等级在二维图纸中较难全面体现，不易于学生对整体工程的把握。因此，依托真实道路工程项目的施工图纸，在课堂教学中通过Revit软件创建工程的三维模型，利用渲染、漫游的方式使学生能够进行模型观察和分析构筑物的内部结构及布置，形成构筑物的空间结构形象。如排水管道工程中的检查井内部构造比较复杂，且检查井的类型多达数十种，创建检查井的三维模型可以帮助学生认识其内部构造，进而举一反三地学习其他类型的检查井。在Revit三维模型中还可以添加几何、材料信息，如桥梁桥台所用的混凝土强度标号、钢筋的种类和数量信息，提升学生对构筑物二维平面图纸的识读质量和效率，见图2。

图2 排水检查井、桥墩三维模型

（三）绘图技能模块

目前CAD制图软件仍然是工程领域的主流绘图软件，高职路桥专业基础课程也以CAD教学为主。面对BIM技术的兴起及“1+X”制度的要求，“1+X”BIM职业技能等级考评标准规定初级证书需要掌握工程图纸识读与绘制、BIM建模软件及建模环境设置、BIM建模方法、BIM模型的标注与注释和成果输出五个方面的技能。在课程改革中立足CAD制图模块，植入Revit软件教学模块。植入方式有：（1）由于CAD软件和Revit软件在安装方法、操作界面和快捷命令等方面存在相似之处，教师注重运用类比教学法帮助学生由CAD的二维图形绘制过渡到Revit的三维建模学习；（2）以道路工程、桥梁工程、排水工程、涵洞、隧道工程工程图纸为例，运用CAD软件完成二维图纸抄绘任务，利用Revit软件建立BIM模型，将二维平面图转化为三维的可视模型，展现BIM三维模型在实际项目中的应用效果，激发学生学习Revit的兴趣，既提升了学生的软件运用能力，又锻炼了学生空间想象及构造力；（3）对标“1+X”考评要求，将BIM考证知识点融入绘图技能教学模块，丰富BIM知识体系，提高考取证书的通过率。

四、模块化教学课程构建措施

（一）建立线上线下混合式教学模式

本门课程理论知识点具有一定抽象性，二维图形与空间三维立体相互转换存在困难，学生理解记忆有一定难度，线下教学的学时较为紧张，因此开展线上线下混合式教学模式，在课堂教学中运用小组合作教学法、案例教学法、项目教法学，在课堂中调动学生的积极性，提高学习效率。借助线上教学平台和虚拟仿真资源辅助教学，帮助学生形成对各类工程构件的直观认识，提高学生的空间思维能力。同时教师在线上教学平台上传录制好的绘图视频，学生既可以课前在线上平台上预先学习绘图知识，也可以在绘图练习中随时查看绘图教学视频，协助学生解决在绘图技能模块学习中遇到的难题。线下课堂上，教师可以对学生的绘制情况进行实时监控，通过学生反馈可以对其进行个性化辅导教学，有效提高学生绘图技能的学习效果。在教学实训基地，如隧道实训基地、市政管道实训基地、桥梁实训基地里还可以开展线下教学环节，让学生扮演项目施工员的角色，走进真实路桥工程项目的内部；通过小组合作完成任务工单的填写，让学生全方位地了解各类构筑物的构成及相关的施工要点。课后教师可以在线上教学平台上发布作业、问卷调查、投票等，根据学生课后完成情况，教师可以及时发现教学中存在的问题，及时优化教学策略。

（二）开发数字化教学资源

数字化教学资源包括微课、PPT（图形演示文稿软件）、虚拟仿真资源、VR（虚拟现实技术）等，对于工程制图类课程而言，该类教学资源有助于提高学生学习的积极性，帮助学生提升空间想象力与空间逻辑思维能力，同时应重视数字化资源开发过程中企业的参与度，要从岗位的能力培养出发，服务市场导向。如将桥梁施工过程制作成微课动画，使学生能够直观地明白桩基、系梁、盖梁、主梁、桥台、桥墩等构件的相对位置关系；建立桥梁数字化博物馆VR资源，囊括国内外知名桥梁，帮助学生了解不同种类的桥梁类型，增强专业认同感；创建排水管道虚拟仿真资源，帮助学生学会识读排水管道图纸；将“1+X”BIM考证知识点结合软件运用操作指导制作成微课视频，辅助学生进行软件学习。

（三）创建全过程多元化评价体系

多元化评价体系应注重评价主体、评价方式、评价内容的多元化，全过程则贯穿课前、课中、课后三阶段。（1）将小组评价、学生互评与教师评价相结合，突出以学生为中心的学习主体地位，激发学生的自主学习热情。（2）课程考核评价方式更注重过程性，在教学活动中融入随堂测验、小组讨论、课堂互动，运用在线教学平台记录学生的学习数据，便于教师随时掌握学生的学习情况，针对各个学生的学习特点和学习能力开展个性化教学。（3）评价内容不局限于只考查学生知识掌握程度，而是从学生的学习态度、课堂表现、知识掌握、技能能力四个方面进行评价，关注学生自主学习、获取新知识及知识运用的能力。

（四）培养双师型教师队伍

职业院校以立德树人为根本任务，全方位加强专业师资队伍的建设，打造专业素质高、团队结构合理的“双师型”教师队伍也是落实“1+X”证书制度的必由之路。具体包含四个方面的内容：（1）制定教师参与企业实践制度，教师深入企业与一线BIM工程师学习交流，在实际项目中增加经验，提升BIM技术技能水平，充分掌握行业发展新动向，明确企业用人需求，同时结合工程案例丰富教学资源，提高教学多元性。（2）推进教师参与“1+X”师资培训、BIM相关技能培训，通过培训提高技能水平。（3）鼓励教师参与BIM技能竞赛，在比赛中提高技能，做到以赛促教。（4）鼓励教师申报BIM相关课题，在课题研究中提高BIM综合运用能力，做到以研促教。

（五）积极参与学生技能竞赛

开展职业技能竞赛是高职院校选拔和培养技术技能型人才的重要方法，与高职路桥专业工程制图课程相关的职业技能比赛有识图大赛、BIM软件建模大赛、大学生先进成图大赛等。这些竞赛可以有效检验学生在相关课程学习中的掌握效果，测试学生运用专业知识和技能解决实际工程问题的能力，因此鼓励学生积极参与相关技能竞赛是十分必要的。通过竞赛锻炼培养学生独立思考和分析的能力，加强对BIM软件的运用能力，实现BIM精英人才的培养目标，做到以赛促学。

五、结语

工程制图课程是一门兼具实用性和专业性的专业基础课，课程的知识点多且学习内容较为抽象，课程改革需结合工程实际，紧跟工程技术的发展前沿，将BIM技能课程与识图类课程进行组合，设置“基础知识模块”+“专业识图模块”+“绘图技能模块”的模块化课程体系，使传统抽象的制图知识形象化和立体化，加强对知识和技能的学习，提高学生的学习效果，为后续高职路桥专业核心课程学习奠定坚实的知识基础。