计算机建模技术辅助下的“水电安装工程计量与计价”课程改革

2020-03-15毕南妮宋京京于旭光

工业技术与职业教育 2020年1期

毕南妮，宋京京,于旭光

（唐山工业职业技术学院，河北唐山 063299）

0 引言

水电安装工程计量与计价课程是高职高专院校工程造价专业的核心课程，具有较强的理论专业性、综合性、实践性、技术性、政策性[1]，传统的授课方式采用识读安装工程CAD图纸或者采用纸质安装工程图纸进行手算工程量，利用电子计价表和软件进行核算计价的教学方式。由于唐山工业职业技术学院学生将教师课堂上所讲授的理论概念转化为实物场景存在一定困难，且利用传统的CAD图纸或者纸质图纸，课堂教学活动氛围不够活跃，学生参与学习实践积极性不高。目前，建筑行业已迈入三维建筑信息模型BIM时代，可以轻松实现二维图纸可视化，通过运用BIM相关处理软件将二维建筑图纸转换为三维动态的立体建筑模型。例如，Revit设备安装软件和广联达BIM安装计量软件等建模软件。学生们可以通过学习利用BIM算量软件建模，提高对安装工程系统的直观认识，提高安装工程量计算的能力，以及提高安装工程计量与计价的工作效率。将现代建模技术应用到建筑安装造价课程当中，已逐渐成为我国安装造价行业对人才需求的一个必然趋势。

1 水电安装工程计量与计价课程在高职院校教学中存在的问题

1.1 学生将理论知识转换为实物场景存在困难

水电安装工程计量与计价课程采用的是项目教学法，利用一套真实的安装工程施工图作为任务载体来完成全部教学活动。教师在给学生讲解计价软件操作之前，要求学生能够快速而准确地识读图纸中的信息，仅仅使用CAD软件进行识图并算量，学生缺乏对建筑设备系统构造的感性认知，三维立体模型不能呈现，相关信息比较难集成[2]。这样使计量难度大、工作量大且准确率低，学习效果不佳。经调查研究发现，学生不能灵活应用理论知识，很难将理论知识转换为实物场景，导致算量和计价出现错误。

1.2 教学内容不系统

安装工程虽然常见，但知识点分散且抽象，如果将水、暖、电、通风工程分别各采用一套图纸，系统集成化程度低，学生不能很好地体会各专业之间的区别与联系。

1.3 传统的纸质版考核方式存在弊端

水电安装工程计量与计价课程注重学生动手能力与解决实际问题能力，因此，考核应注重教学过程评价、理论与实践一体化评价等[3]。传统的纸质版考核方式只能考核到理论知识，计价软件的操作技能不能通过纸质试卷考核出来。所以，传统纸质的考核方式不能考核到学生解决实际问题的能力，水电安装工程计量与计价课程不适合采用纸质版考核方式。

2 水电安装工程计量与计价课程改革方案

针对水电安装工程计量与计价课程存在的这些问题，笔者根据该课程的人才培养要求，结合学生的发展特点以及自身的教学经验，提出基于计算机建模技术辅助下的水电安装工程计量与计价课程改革方案。

2.1 构建计算机建模技术融入的课程体系

以职业岗位技能、任务及能力为依据，基于项目工作过程，对学生进行职业岗位能力培养，培养学生解决实际问题能力。教师通过运用计算机建模以及相关应用技术，借助Revit建筑设备安装软件、建筑设备安装工程仿真软件、建筑VR平台、广联达BIM安装计量软件等，以真实工程项目案例为依托，利用学校在建工程图纸作为项目图纸，让学生全面系统、可视化的学习，还可以为学生提供了一个对照图纸实地参观考察的学习场所。Revit建筑设备软件主要用来搭建三维建筑信息模型，并同时附带有关模型的所有基础信息。建筑设备安装工程仿真软件以三维立体形式实现识图形象化。建筑VR平台通过三维展示、动态拆分何交互讲解，将传统教学形式中难以用文字描述的知识内容生动直观地展示在学生面前。广联达BIM安装计量软件主要支持全专业BIM三维模式算量和手算模式算量，适用于所有具备电算化技术水平的专业安装造价和技术人员使用，兼容市场上所有电子版图纸的导入，包括CAD图纸、Revit模型、PDF图纸、图片等。智能化识别，可视化三维显示、专业化工程计量计价规则、灵活化的工程量统计、无缝自动化的计价导入，全面解决建筑安装专业各阶段手工计算效率低、难度大等问题。

课堂识图部分采用启发式教学和实务操作相结合的教学方式，并围绕“图纸与实体相互转换”的教学思路，形成了“概念讲解—场景认知—互动学习—要点强化—实训演练”的五步式教学做一体化教学模式。计量与计价部分采用先建模后计算的方式，强化理论与实践的结合，使学生在丰富的直观感受中，更加深刻地理解计算规则，培养学生分析问题、解决问题的综合能力，激发学生的创造性。教师利用学校实际工程案例，在进行理论教学时，用软件建模形成工程实体，并与学校实体建筑对照，学生可以进行实物对照。学生通过专业软件建模，使图纸直观，三维效果图帮助学生理解工程构造原理，算量步骤能够帮助学生理解计算规则，用专业软件操作对实际工程进行计量与计价，能够帮助学生熟悉软件操作和计量与计价工作流程。目前广联达GQI计量软件能够简化算量流程，通过高度智能化的数字识别，可视化的三维显示、专业化的计算规则、灵活化的工程量统计、无缝智能化的计价导入，全面解决工程造价和技术人员在招投标、过程提量、结算对量等阶段手工计算效率低、审核难度大等问题。学校还可以配备建筑VR实训室，通过三维建筑场景，将传统教学形式中难以用文字描述的建筑知识内容，利用实际三维拆分演示和三维动画交互讲解，清楚直观地展示在学生面前。因此将计算机建模技术引入本门课程的教学中，以安装工程中的实际项目为载体，在教师的指导下，学生分小组共同完成项目任务，活跃学习氛围，提高学习兴趣，从而提高学生理论与实践相结合的能力，解决学校职业教育与社会需求之间的矛盾。

2.2 教学内容的设计与改革

教学内容可采用模块化教学，即将一个项目图纸分别对其给排水工程、采暖工程、电气工程、消防工程、通风空调工程5个模块，进行建模计量并计价。这样能够通过建模软件构成一个完整项目的模型信息体系，方便学生理解和掌握。5个模块有区别又有联系，能够系统地完成水暖电、通风等方面的施工图预算学习。

2.3 考核方式改革，在线考试

2.3.1 考核方式改革目标

水电安装工程计量与计价课程考试改革尝试实现“就业为导向”的人才培养目标，凸显岗位职业技能特色，注重学生的学习主动性和学习能力、创新性思维，考核学生专业理论知识体系、专业实践应用技能及专业相关知识综合能力。“互联网+”时代，在线教育考试逐步得到人们的高度重视，可以摒弃传统纸质化的考试方式，建立一套在线考试管理系统，比如广联达智能考试管理系统，由任课教师在系统里添加练习题和试题库，平时主要用于学生课堂练习、课后作业，通过数据处理分析出重难点，引导教学改革，学期末可作为期末试卷题库，通过考试成绩数据分析引导教学改革及期末考试改革方向。考试平台能够提高考试的灵活性、公正性、可信度和工作效率。

2.3.2 考核方式改革内容

在教学过程中，我教师可以借助广联达智能考试系统这个平台，组织学生在线练习、在线考试、在线竞赛，对学生的学习情况进行阶段性的评价。这样可以根据学生的实际学习发展情况进行阶段性的在线评价，进而随时更改教学内容和进度，有利于提高水电安装工程计量与计价课程教学的效果[4]。在期末考试中，教师注册考试系统账号，或者帮助学生批量注册，添加自己的试题，查看广联达共享的试题。建立考试，给考生发布考试安排，考试后可查看考生成绩和成绩分析，通过图表数据统计结论来关注本班级或整场考试的概况。学生注册考试系统账号，按规定时间到老师规定地点参加考试，考后查阅成绩和成绩分析。广联达智能考试系统可以进行批量自动评分，并给出详细的评分报告。减少教师的阅卷压力，广联达智能考试系统对学生的考核采用自动阅卷，学生上机操作结束，系统自动出成绩，省去了教师的阅卷环节。在线考试系统也可用于参与广联达组织的在线开放性考试，如造价员、线上模拟大赛，提升专业技能水平。

2.3.3 考核方式改革效果

考试报名、在线考试、自动阅卷、成绩分析，实现考试全程自动化；通过系统的防作弊及试卷发放设计使考试过程公平公正公开；考试时可选择题库中现有的题库，还可另外自助出题，大大减少了出试题的考务工作；运用在线实操题的考试方式，让考核结果更准确。

3 教学改革的难点

3.1 工程相关教学资料的配备

教师需要收集适合建模的工程信息，包括计量信息、单位信息、材料信息、施工信息、技术标准、环境信息等，将其加工成为符合教学内容的工程模型，构建一个或多个真实项目，具有全生命周期的信息模型共享资源库，供建筑相关专业教师针对不同的课程内容选取调用，这需要专业的、可靠的教师队伍共同完成。

3.2 师资队伍建设

教师需要具有扎实的安装造价专业基础，熟悉给排水工程、采暖工程、消防工程、电气工程、通风空调工程等专业知识，并具有BIM信息模型相关软件操作能力，而且能对BIM信息模型进行不同层次的深化设计应用。师资力量薄弱是计算机建模技术辅助下水电安装工程计量与计价课程改革的主要障碍。

3.3 建模技术不够成熟

通过建模技术在我国建筑安装工程计量方面的应用现状，可有效解决现有计量工具存在的问题，总结出建模技术在计量方面的优势，但通过BIM等软件进行直接计量也存在一定问题，主要表现在BIM计量与清单计量规则不统一和模型信息不完善两大难题。

所以，一方面教师需要不断的完善模型构件，例如利用现阶段最权威、应用最广泛的BIM标准-IFC标准进行信息扩展。另一方面，为了适应信息技术和计量的发展需要，应对现有的清单计价规则进行改进，而且BIM计量规则也需要满足改进后的计量规则，通过规范建模标准实现模型创建规则、流程、精度等方面的设定，通过清单计量规范和BIM计量规则两方面的优化，实现清单计量规则与BIM计量的统一。