疫情期间基于BIM技术的线上教学实践研究

葛翠萍 冯有良 冯晓庆

【摘    要】本文首先介绍疫情期间高校线上教学的现状，再结合BIM技术就落实“停课不停教，停课不停学”的总体要求，解决如何在教学环节运用BIM技术提升教学质量，强化教学过程管控问题。

【关键词】线上教学  BIM技术  教学质量

中图分类号：G4      文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.11.202

一、线上教学现状

新型冠状病毒全球肆虐，人们正常生产生活方式受到极大影响，全国各地严格疫情防控与推进复产复工多措并举。当前态势下，全国各大高校均未明确具体开学时间，为使受疫情影响的教学秩序、教学质量损失降至最低，教育主管部门提出“停课不停教，停课不停学”的总体要求，全国各地高校积极响应纷纷开展线上教学活动。

（一）前期在线课程建设较完善的高校，依托已有课程资源、建课经验及教学管理经验，线上教学效果良好

此部分高校积极响应教育主管部门号召，通过前期打造国家级、省级精品在线开放课程，打造“金课”淘汰“水课”，实施一流课程“双万计划”积累了丰富的课程资源和建课经验，且在线上教学管理过程中方法得当，取得事半功倍的效果。

（二）前期在线课程建设准备不足的高校，充分利用已有的在线课程资源，采取多种形式，也取得一定的教学效果

鉴于打造上述的各级精品课程需要一定的平台、足够的人力、物力、财力，过硬的教学团队，以至于相当一部分高校没有充足的相关资源。此部分高校需充分利用目前已有的成熟的线上课程资源，采用同步SPOC、异步SPOC等多种方式，结合自身学生层次和教学需求开展线上教学。

（三）线上教学面临的重要问题是如何使学生积极主动地参与及提升教学质量

线上教学通过录制教学视频、上传教学课件、布置随堂作业及测验等方式鼓励和引导学生参与课程学习。对于自律性强、学习意愿主动的学生在线学习和课堂学习效果几乎没有差别;但是平台数据也反映出部分学生未能按照时间要求参与学习。因此，线上教学的时空特殊性使得提高学生线上学习参与度，提升线上教学质量成为亟待解决的问题。

二、BIM技术及特点

BIM是Building Information Modeling（建筑信息模型）或者Building Information Management（建筑信息管理）的英文缩写。BIM技术起源于20世纪70年代，进入21世纪开始广泛应用于工程建设领域。BIM技术作为信息化技术在工程建设领域应用，是继CAD技术之后工程建设领域的又一次变革。随着物联网技术、互联网+的成熟与发展，以及建设智慧城市的需求，BIM技术必将发挥更加重要的作用。工程建设一线的设计、施工、监理企业急需熟练掌握BIM技术的毕业生，国内已有数所高校开设智能建造专业，培养行业急需人才。

BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性等特点。传统的二维设计是通过平面图、立面图、剖面图及节点详图等反映建筑产品的整体形态，直观性、可模拟性、可优化性比较差且不具备可视化特点。BIM技术作为三维数字化技术克服了二维设计的上述缺点，使得项目各相关方基于同一个平台进行全生命周期项目管理。尤其是对于建筑造型复杂、施工技术难度大、工程规模大的项目，应用BIM技术能够更加高效、科学的解决设计、施工环节的诸多难题。

三、BIM技术在线上教学中的应用实践

全国普通高等院校本科专业人才培养方案几乎每两年就会进行局部修订，每四年整体修订，及时迎合社会各个行业对专业人才的需求。以工程管理专业为例，2019年新修订的人才培养方案中明显增加了BIM技术课程的数量，且在基础课程模块、主干课程模块、拓展课程模块和实践课程模块中，对于相关课程教学内容也增加了BIM技术教学的要求。通过上述举措力求达到《全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求——工程管理专业》指导意见中人才培养的各项教学要求。笔者结合疫情期间六个教学周的线上教学经历，认为要做好以下几个方面的工作来提高线上教学效果。

（一）将BIM技术融合到基础课程教学环节

BIM技术通过应用不同的软件实现三维设计、建造的思想，常用的软件多达几十种。高校的基础课程大多安排在第1～4学期，这就意味着学生要在两年左右的时间熟悉运用多种软件。通过在相关课程的教学环节植入软件学习内容，循序渐进地达到熟练应用的目的。建筑工程概论、画法几何、工程制图与计算机绘图、房屋建筑学等都属于工程管理专业基础课程，在上述课程中分別植入BIM技术发展、二维设计与BIM设计、相关软件与建模方法。力争用两年左右的时间使学生掌握BIM技术思想及主要软件。

（二）BIM技术在主干课程教学环节的应用

工程结构、土木工程施工、工程项目管理等课程属于工程管理专业的主干课，也是该专业学生重点学习和掌握的最核心的专业知识。通过在基础课程学习过程中打下的良好软件基础，线上教学环节可基于软件操作来实现部分教学内容。在工程结构课程教学过程中，利用REVIT软件构建不同基础类型、梁、楼板、柱子等构件的三维模型并按照教学要求配置钢筋，然后进行承载力计算和校核。土木工程施工课程教学环节，将构建好的三维模型导入NAVISWORKS软件，结合编制好的施工进度计划，生成4D进度控制模型，进行工程项目进度控制及不同施工方案演示。工程项目管理课程教学过程中，可利用BIM5D平台进行具体项目案例的进度、成本、质量控制，及施工现场、工程材料、安全生产等方面的管理。利用具体软件可以实现在操作过程中保存阶段性成果，及让学生分阶段、分部分完成项目内容，保证了学生完成作业的独立性，也便于教师及时掌握每个学生的学习情况。

（三）BIM技术在实践课程教学环节应用

实践教学学分占到专业全部学分的近30%，基础课程模块、主干课程模块、拓展课程模块的相关课程均安排课程设计，而且第7、8学期的生产与管理实习、毕业实习、毕业设计都属于实践教学。疫情期间毕业班的学生不能按时返校进行毕业实习和毕业设计的现场教学，为了确保学生能够按时且高质量的毕业，线上教学过程中通过组建QQ群、微信群，及时掌握每个毕业学生的动态和毕业设计的进度情况。通过发布毕业设计任务书，让学生按照任务书要求分阶段、分步骤地提交开题报告、中期检查等阶段性设计成果。毕业设计过程中严格按照“一人一题一套图纸”的要求，让学生搭建建筑模型、结构模型、MEP模型。模型搭建完成指导教师审核阶段性成果合格后，学生进入运用构建模型进行工程项目管理阶段，解决进度、质量、成本控制的具体问题以及材料、合同、信息管理的问题，最终形成完整的毕业设计。通过运用BIM技术，使得指导教师能够及时掌控每个学生毕业设计的进度和质量，可以对每个学生遇到的问题和实际情况进行针对性的指导，通过严格的过程控制确保实践环节的教学质量。【本文是2018年教育部产学合作协同育人项目：“基于BIM技术的《工程结构》课程教学改革”的阶段性研究成果之一】