1+X证书制度下给排水工程识图课程改革探究★

梅 钢

(武汉交通职业学院，湖北 武汉 430065)

1 1+X设备类专业概述

1+X证书制度主要是将毕业证书和职业技能等级证书结合起来，实现教学和考证互相融合、互相促进的一种方式[1]，其目的在于培养智能化时代所需要的复合型技术技能人才。与建筑设备类课程相匹配的证书是建筑信息模型(BIM)中级建筑设备类专业应用，建筑设备类专业包括给排水、消防、采暖、电气、通风空调、弱电等专业，覆盖的专业面广、涉及的课程多，而且各个专业之间又存在交叉现象，和土建、装饰专业还需要协调配合。为了做好建筑设备类课程与BIM等级证书的衔接，实现1+X课证融通，就必须在课程中植入BIM，将BIM技术与课程融合。利用BIM技术使学生更直观地理解课程内容，掌握相关专业技能，也能更好地应对BIM考核。1+X(BIM)中级设备主要考核建筑设备专业方向的BIM建模、管线的碰撞检查和深化设计、施工方案和设备运行模拟等，在具备基本建模施工图识读和BIM建模能力后，需要加强设备图纸的识读和BIM建模能力，通过水、电、暖各专业与土建模型之间的碰撞检查，做出管线综合分析并进行优化设计。

2 《给排水工程识图》课程教学存在的问题

1)授课内容滞后。给排水工程识图课程还是以传统的识别给排水图纸为主，教师对一套给排水施工的设计说明、图例、平面图、系统图、详图等进行分析，让学生认识给排水各个卫生器具的图例、看懂平面图和系统图、读懂给排水管道的管径和标高等内容，一般学生很难掌握基本的看懂图纸的能力，对于图纸中管道的空间走向、卫生设备的实体特性理解起来很困难，学生很难将平面的图纸与三维的实体产生关联。而BIM技术的运用刚好可以很好地弥补这个问题，因此有必要将BIM证书制度融入到给排水课程中去进行改革。

2)教学方法单一。给排水工程识图教学主要采用传统的书本理论知识和工程实际案例结合的方式，教师以多媒体展示PPT课件、施工图纸、管道及卫生设备图片、施工动画、现场施工视频，学生主要以观看多媒体为主，对于给排水专业中给排水流程、给水方式、连接形式等很难进行参与设计，不能切身融入到专业知识的剖析、模型的搭建、问题的查找过程中去。对于学生来说，缺少参与、互动，完全单一地去看图识图是比较枯燥乏味的，很难把老师所讲的专业知识吸收到。

3)非过程化考核。传统的课程考核方式就是教师通过平时课堂的考勤、问答、作业以及线上学习组成，期末考试以传统纸质试卷考核为主，学生根据给定的图纸回答相应的问题。传统考核方式很少注重学生平时学习情况的跟踪了解，会导致学生存在知识掌握不扎实、对专业理解深度不够的弊端，教师很难去掌握学生的动态学习状况。

3 BIM技术应用于《给排水工程识图》课程教学

3.1 课程体系任务分解

我们将给排水工程识图分解为以下几个任务：

任务1：识读卫生器具及其属性；任务2：识读给排水管道及其属性；任务3：识读某建设工程项目给排水工程给排水平面图和系统图。

3.2 Revit模型搭建

以某建设工程项目给排水工程为例，利用Revit软件搭建部分该工程给排水模型，如图1所示，模型搭建好后将以三维立体模型展示给学生。在任务1执行过程中，通过观察图1给排水模型可以认识工程中的洗脸盆、立式小便器、坐式大便器、蹲式大便器、拖布池、地漏、清扫口等卫生器具，了解其卫生器具的形状、安装高度、材质、安装位置等属性值。在任务2执行过程中，通过观察图1模型中管道的布置位置及方式，可以了解到给排水管道的管径、长度、材质、安装高度以及管道与卫生器具的连接形式等属性值。在通过模型识读不同的卫生器具、给排水管道后，再重新识读CAD图纸，在图纸中确定卫生设备、管道的平面位置以及属性值，通过模型与图纸结合的方式来达到熟练识图的目的。

学生通过提前打开教师下发的Revit给排水模型，对照CAD图纸，按照给排水水流的方向逐项去识别图纸中的卫生设备和管道，在读懂CAD图纸的前提下利用Revit软件重新进行建模[4]，模型搭建的过程是考验学生前面识图能力的一种很好的方式，教师通过学生搭建模型的准确性来判断学生掌握专业知识的情况。学生最终要求完成整个项目工程的给排水模型，如图2所示。

3.3 Navisworks情景模拟

利用Navisworks软件的动画制作、漫游、施工模拟功能[5]，可以将前面使用Revit搭建好的给排水模型以动画视频的形式生成，学生借助手机、平板等工具通过扫二维码读取模型动画，让学生近距离操纵和观察模型，会带给学生身临其境的感受，激发学生对专业的兴趣，同时加强学生吸收消化课堂知识的程度。将Revit给排水模型导入到Navisworks软件中去，利用软件的漫游功能，可以清楚近距离地观察项目工程中给排水管道的空间走向情况，各个卫生设备的放置位置以及卫生设备如何与管道连接的，如图3所示。而且可以切换观察的模式为实体渲染和着色，让管道及卫生器具以实体形式呈现在眼前，通过视点保存的方式来显示整个项目工程的给排水模型，如图4所示。

通过Navisworks软件可以将模型进行渲染转换成实体形式，同时将纯粹的文字描述转换成动态的情景模拟[6]，完成了由平面教学过渡到立体教学、课本教学过渡到信息化教学的改革。

4 《给排水工程识图》课程改革

4.1 BIM融入专业课程

结合目前高职院校开设的给排水识图课程以及BIM证书考评大纲需要，将BIM应用系统性地嵌入原有课程方案，重视理论与实践结合，重新调整后的给排水工程识图课程的教学内容方案见表1。

表1 BIM融入《给排水工程识图》课程方案

在课程教学内容中课证融通内容包括补修和强化两种方式，补修是指在原有的课程体系中新增能够满足BIM中级设备专业应用的技能，强化是指通过BIM独立设课和BIM融入专业核心课程及实训课程的方式实现课证融通。

4.2 BIM丰富课程教学

1)传统与BIM现代化授课方法结合。授课方法的正确选择能促进教师与学生之间更好地信息交流，传统手段与BIM现代化手段各有优势，要合理地去选择。《给排水工程识图》中给排水系统的基础知识、组成、分类、给水方式等知识，教师可以采取传统的信息化+板书的方式来进行讲解，学生可以依据教材更快地去接受和消化。在后期的工程施工图识读教学过程中，教师可以运用BIM技术手段来辅助教学，借助Revit，Navisworks等相关的BIM软件来搭建模型、碰撞检查、优化管线、制作动画、模拟施工，学生通过扫码的方式可以在手机上进行观察、识读等操作。通过传统与BIM现代化教学方法结合，能够极大地提高学生的学习兴趣，增强能力的提升。

2)识读图纸化难为简。给排水施工图的识读是《给排水工程识图》的一个教学重点，熟练识读给排水图纸是学生能够进行后期的算量、建模工作打下基础的保障，利用Revit软件对给排水管道、卫生器具、附件等进行参数化设置，可以让学生切身接触管线的设计过程，对管道管径、标高、材质、颜色等的设置可以让学生更加直观地观察管道变化情况，从而更加加深了对整个系统的理解程度。利用BIM技术可以提高学生学习效率，加深对课程内容的理解。

3)巩固传统教学手段。《给排水工程识图》课程中的给排水基础知识以及给水方式的讲解中，利用传统的信息化教学手段按照给水的路径逐步进行描述，可以更好地帮助学生理清思路，理解给水与管道变化的关系，以及管道上一些阀门、法兰等附件的作用，让学生能跟随老师的思路灵活分析理解问题。

4.3 课程考核方式改革

《给排水工程识图》传统的考核方式为图纸+试题的方式，给定学生纸质的给排水图纸，通过识读图纸来回答试题中相应的问题，试题内容大多为问答题的形式，这种方式能够考察学生基本知识点的掌握程度，但是对于专业知识的灵活运用起不到考察的目的，同时也不能应对BIM中级设备证书的考核要求。在传统考核方式的基础上添加BIM应用，考察的方式可以通过机考来实现，可以给定学生电子施工图纸及试卷，试卷内容包括理论和实操两部分。其中理论部分包括单选、多选、判断、填空等题型，主要考察给排水识图的理论知识，考察学生对于课本知识的掌握程度，可以设置40%的分值；实操部分主要为建模题，可以要求学生搭建图纸某个区域或者局部的模型，模型内容可以涵盖卫生器具、给排水管道、阀门法兰等构件的绘制及其属性值的设置，通过学生模型搭建的准确性和完整性来给定分数，可以设置60%的分值。

5 结语

1+X证书制度是职业教育基本制度的一次重要变革，对于传统课程的革新有很大的促进作用，本文主要以《给排水工程识图》课程为例，分析该课程在内容、方法、考核方式中存在的教学问题，将BIM引入课程教学中去，运用Revit和Navisworks软件搭建模型的优势来辅助教学，达到优化教学的目的。将BIM中级设备证书融入到课程教学中去，开设BIM独立课程，利用BIM技术引领信息化课程教学，制定给排水识图的课程教学方案，实现课证融通的目的。