基于BIM技术的高职扩招学生土建识图类课程教学模式的探索

尧国皇

（深圳信息职业技术学院交通与环境学院，广东 深圳 518172）

2019年政府工作报告提出，高职院校要扩招100 万，鼓励更多应届高中毕业生和退役军人、下岗职工、农民工报考，这标志着我国高等教育普及化步伐和节奏的加快[1-2]。百万扩招计划不是纸上谈兵，说起来简单，做起来不易，真正实施起来会面临诸多问题。面对这些高职扩招的额外生源，足以对高职院校的招生、教学和管理带来巨大考验。高职院校针对传统生源已经形成较为完善的人才培养方案，但针对退役军人、下岗职工以及农民工等生源，由于高职扩招学生成长背景、从业经历、学习基础、年龄阶段、认知特点、发展愿景等都不尽相同，其培养方式、学习形式也会有很大不同。要实现人才的高质量培养，这就要求对人才培养模式进行调整和优化。

工程识图技能是高职土建类专业学生的重要技能之一，具有实践性强和理论学习难度等特点。王晶莹[3]介绍了BIM（全称 Building Information Modeling，即建筑信息模型）技术在“建筑识图与构造”课程中的应用，应用结果表明BIM技术可以充分调动学生的积极性。吴佳南和徐卫星[4]应用BIM三维教学识图法、BIM三维建模绘图法、BIM三维漫游感知法等教学方法对“建筑识图与构造”课程教学进行改革，促进了学生建筑识图技能的提高。邢彤[5]将BIM技术应用于“混凝土结构平法识图”的教学中，利用BIM技术将二维图纸转化成三维实体模型，能够有效激发学生的学习兴趣，帮助学生理解结构施工图，提高结构施工图识图能力。文献[3-5]的研究成果对本文提供了参考，而针对高职扩招学生的工程识图教学中应用BIM技术还少见相关报道。本文以作者所在的深圳信息职业技术学院高职扩招建设工程管理专业为例，基于BIM技术，对高职扩招学生土建识图类课程教学新模式进行探索。

1 高职扩招学生学情分析

为了较为准确地把握我校建设工程管理专业高职扩招学生的生源情况，对学生的学历、年龄和目前工作岗位进行了统计分析，如图1和图2所示。从图1和图2可以看出，有80%以上的学生学历为普通高中和中职中专、年龄在30岁以上的学历占比超过50%、有占比超过50%的学生从事与本专业完全不相关的岗位，这些生源情况给教学带来了挑战。

图1 学生学历和年龄情况统计

图2 学生就业岗位情况统计

工程识图能力是高职建设工程管理专业毕业生的核心技能之一，主要讲授建筑施工图和结构施工图的识读，是学生将来从事施工员、监理员、造价员等工程岗位的重要技能。为了更好地了解这些高职扩招学生的学习基础，我们曾采用问卷调查的方式进行相关学情调研。问卷调查设计主要是想了解与课程学习相关的内容，如学生是否具有一定的力学知识、是否具有一定的识图能力、是否具有一定的绘图技能、是否对行业最新技术BIM有所了解等。通过对调查结果分析，高职扩招学生的学情总体呈现出年龄跨度大、工作内容与专业相关性低和自主学习能力弱的特点。有超过50%的学生基本无工程相关的识图技能。

2 将BIM技术引入高职扩招学生识图类课程教学的必要性分析

随着建筑产业现代化的发展，装配式建筑等新技术的不断应用，对建筑技能人才的要求也有较大变化。因此，更有必要寻求一种更适合高职扩招学生的识图类课教学模式。高职扩招学生的学情与识图类课程教学内容特点均是摆在教学团队面前的重要难题，要让高职扩招的学生能够愿意听、听得懂并最终提升专业技能，有必要在该课程的教学过程中引入BIM技术。主要原因如下。

（1）工程图纸是工程的语言，是工程师交流的媒介。我校建设工程管理专业开设了建筑施工图识读和建筑结构施工图识读两门重要专业课程，是培养高职学生识读建筑和结构施工图纸技能的重要课程，在高职高专土建类专业课程体系中占有重要的地位。这两门课程均具有理论性、抽象性和综合性的特点，传统生源类高职学生学习起来都有一定难度，对于高职扩招的学生更是如此。如何才能将课程的讲授内容实现“化抽象为具体”“从平面图纸转变成为三维模型”，将三维可视化，这正是BIM技术的突出优点之一。

（2）BIM技术以三维数字技术为基础，BIM三维建筑模型不仅包括三维几何形状信息，还汇集了非几何形状信息，如工程材料和重量等信息。将BIM技术引入识图课程，可以将平面图纸三维化，便于学生直观获取图纸信息，学生便于学习。BIM技术是一种模拟仿真、虚拟现实的信息技术，这种技术可以创造真实的学习情境，引导学生全身心地投入实验探究或实操实训，增强学习体验[6-7]。另外，BIM模型包括材料和构造信息，便于学生准确理解建筑细节构造和钢筋标准构造。

（3）目前，发达国家的许多高校对于BIM与工程管理中的应用已经拥有较为完备的教学体系，在BIM课程涵盖范围、教学目的及教学思路方面有统一标准。相对于发达国家，我国高校对于BIM技术在工程管理专业教学中的应用程度不高。当前，所有建筑业的利益相关方均已身不由己地处于以BIM技术应用为标志的建设行业信息化浪潮之中。BIM技术是建设工程领域未来的发展方向，在建设工程设计、施工、监理、运营等过程中都具有比较超前的引领性，因此，BIM技术引入识图类课程的教学也是高技能人才培养手段的需要。

南宁师范大学郑小军教授在发表的关于信息化教学设计系列论文中指出[6-8]，适当发挥信息技术优势，有助于直击学习者“痛点、痒点、兴奋点”。结合本专业高职扩招学生学情的实际情况，将BIM技术引入到高职扩招建设工程管理专业工程识图类课程体系，可以进一步促进学生的自主学习能力、协作能力、专业知识能力的全面发展，不仅是课程教学本身的需要，更是培养高素质技术技能型专门人才的需要。

3 高职扩招学生土建识图类课程教学模式的探索

传统职业教育教学存在忽视学生动手能力和专业技能培养、理论学习与实践操作脱节、教学效率低下、教学效果欠佳等问题，而“理实虚一体化”教学模式正是为了解决这些弊端而兴起和发展起来的一种新型职业教育教学模式。对于土建识图这类课程，属于理论性强、实践性强和应用性强的课程，“理实虚一体化”教学模式是一种合适的教学模式。图3所示为结构施工图识读课程“理实虚一体化”教学模式。这种模式可以实现工程识图类课程教学理实一体融合，符合高职扩招学生的认知规律，能够充分调动和激发学生学习兴趣。下面对该教学模式在工程识图理论教学和识图实践教学中的应用分别进行介绍。

图3 基于BIM技术的结构施工图识读课程“理实虚一体化”教学模式

3.1 基于BIM技术的工程识图类课程理论教学模式的探索

高职扩招学生工程识图基础较弱，三维空间想象力普遍不强，较难将传统二维平面图和构造图集转换为实际建筑工程三维模型。在理论课程教学过程中，借助于BIM信息化手段，指导学生动手操作BIM软件进行建筑和结构三维建模，通过直观可视化的三维模型，加深对建筑施工图和结构施工图以及连接构造的理解。

打造“BIM建筑模型-工程图纸”的建筑施工图识图类课程闭环理论教学模式，如图4所示。教学团队选定一小型别墅的真实工程项目为“载体”，建立该建筑BIM建筑信息模型，并结合实际进行教学。案例资料不但可以在建筑BIM软件教学课程中应用，也可以在建筑施工图识图课程上应用。通过这种“能看得见、摸得着”的建筑施工图识图课的教学，一方面可以提升学生的筑施工图识图能力，另一方面可以提升学生学习建筑BIM软件的兴趣。

图4 “BIM建筑信息模型-工程图纸”闭环理论教学模式

对于结构施工图的识图课程教学，借助于BIM软件，建立工程整体建筑结构BIM模型、局部构造模型、结构三维钢筋模型和局部节点的三维钢筋模型，激发学生学习兴趣，打造“BIM钢筋三维信息模型-法图集-工程图纸”的结构施工图识图类课程闭环理论教学模式。教学团队仍选定该小型别墅的真实工程项目为“载体”，建立该建筑BIM结构信息模型，并结合实际的该项目工程图纸进行结构识图教学。

3.2 基于BIM技术的工程识图类实践教学模式的探索

充分利用BIM技术，打造“建筑实物-IM建筑信息模型-工程图纸”的识图类课程闭环实践教学模式，如图5所示。本教学团队选定我校教学楼为载体，学生在正确识读教学楼建筑施工图的基础上，建立该教学楼建筑BIM建筑信息模型，并结合实际的该项目工程图纸进行实践教学。BIM模型对应的建筑实物就在学生身边，对于看不懂的地方，学生可以“实地考察”。通过这种工程识图课的实践教学模式，提升了学生的学习兴趣和动手能力，大大提升学生BIM软件的操作技能。

图5 “建筑实物-BIM建筑信息模型-工程图纸”闭环实践教学模式

对于结构施工图识读的实践教学，充分利用校外实践基地的教学资源，对工学结合人才培养的结构施工图实训全过程做出规范性设计，使“工”与“学”的过程有机衔接。根据结构施工图识读实训的具体特点，打造“工程图纸—IM钢筋三维模型—工程师现场讲解”闭环实践教学模式，大大提升了学生对实际工程项目中结构钢筋构造的理解，增强了学生的获得感和成就感，理论联系实际，从而提高学生学习的主动性和积极性。

4 小结

高职扩招专项工作是党中央、国务院的重大决策部署，是缓解当前就业压力、解决高技能人才短缺的重要举措。本文以本校建设工程专业高职扩招学生为例，从学生的实际学情出发，通过在本专业工程识图类课程教学中引入BIM技术，将传统理论教学与BIM新技术有机融合，形成了以学生为中心，围绕安排工作任务→建立BIM模型讲解→组内学习或者现场学习→汇报交流→任课教师评价程序的教学模式，这种教学模式可以避免课堂教学的枯燥和高职扩招学生不善于抽象思维的弱点，让学生带着问题进行学习。

本文打造的“BIM建筑信息模型-工程图纸”闭环理论教学模式、“BIM钢筋三维信息模型-平法图集-工程图纸”闭环理论教学模式、“建筑实物-BIM建筑信息模型-工程图纸”闭环实践教学模式、“工程图纸-BIM钢筋三维模型-工程师现场讲解”闭环实践教学模式，在“建筑构造与建筑施工图”“平法识图与钢筋计算”等课程推广使用。根据近两年对高职扩招学生识图技能培养的效果来看，在土建识图类课程教学中引入BIM技术，强化信息化教学手段，并加强实践教学环节，鼓励采用合作探究性的学习方法，可激发高职扩招学生对识图类课程的学习兴趣，提高课堂教学效果。