基于BIM技术的“建筑构造”课程教学改革实践

孙晓波，黄 杰

（泰州职业技术学院，江苏 泰州 225300）

职业教育的主要目标之一是培养和提升学生对工作岗位的胜任能力，而工作岗位需要的媒介和方式随着行业的发展不断更新。建筑行业作为国民经济的支柱产业，正发生着深刻变革。建筑构造课程是建筑类专业的专业基础课，学生通过该课程学习房屋建筑各组成部分的构造特点和做法，具备了合理设计建筑构造、利用辅助设计软件绘制建筑构造节点、解决建筑构造施工技术问题等专业技能。然而，诸多建筑构造节点特别是复杂构造节点难以理解和掌握，且此问题随着生源质量下降而日益凸显。BIM技术是近年来建筑行业由粗放型向集约型、精细化发展的重要抓手，在“三教改革”中应深度引入[1]，以促使职业教育适应行业发展。为此，如何引入BIM技术在建筑构造课程中的应用，如何更加生动直观地展现建筑构造节点以便于学生理解和掌握是值得进行探索的教改内容。

1 “建筑构造”课程三教现状

1.1 教材现状

建筑构造课程的教材体系按照建筑物组成体系编制，脉络清晰，知识点完整，在本专科的教学中已成熟。然而，传统教材缺少与职业岗位能力紧密结合的实践性和应用性模块，且受学科体系的束缚，内容纷杂、理论性较强的文字表述和二维图片表述建筑工程各节点构造的做法，缺少空间形态和材料质感的展示，不能调动学生的学习兴趣，学生难以具备适应行业企业需求的岗位能力。传统教材偏离了以就业为导向的原则，无法满足职业教育的基本要求。目前市面上出现少量其他专业的新型教材，而建筑类专业资源相对较多、较杂，难以短时间内创建优质资源库，适应高职教育人才培养目标的建筑构造课程教材改革亟待进行。

1.2 教学现状

建筑构造课程专业综合性较强，既有专业术语、施工工艺等严谨的理论知识，又有建筑施工图的识读与绘制等实践环节。传统的教学模式，课程理论知识主要采用教师通过多媒体课件以课堂讲授的方式为主，实践环节是以学生在“学做一体”教室抄绘节点构造图的课堂作业形式为主；有实训条件的可配置等比例或缩比例建筑实体模型进行现场学习，以增加学生直观感受，弥补其空间想象力不足的缺陷。由于实体模型多为成品，缺乏建筑构造做法过程的展示；且实训条件空间受限，无法展示全部建筑构造节点的多种做法；学生无工程实践经验，缺少举一反三的理解能力。因此，“如何教”一直是高职教育探索的课题之一。BIM技术的可操作性强，能形成可视化三维模型，打破实体模型的局限性。BIM技术不仅可以建造整体三维模型，还可以利用其剖视功能，对构造节点的组成及连接方式进行解析。引入BIM技术之后的建筑构造课程教学，课堂以学生为主，充分发挥学生的主动性，采用启发式教学方式，引导学生动手操作，培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，提高学生对建筑构造做法的识读和绘制能力，职业教育的特征得以体现。

1.3 师生现状

目前仅有少数教师掌握BIM技术，大部分教师尚未意识到BIM技术在专业课程教学中所能发挥的作用，很少主动去了解BIM技术及其相关的1+X证书的考试内容，这些因素都会影响BIM技术在建筑类专业课程中的应用。学生的专业基础较薄弱，空间想象能力较差，传统课堂中学生参与度低，教学效率低、效果差。

教师从传统的教学认知中走出来，改变二维图形的思维模式，将建筑构造通过BIM技术的虚拟模型展示出来，让学生主动参与到课堂中，对基于BIM技术的建筑构造知识产生兴趣，是此类课程改革的目标。

2 BIM技术促进“建筑构造”课程改革策略

BIM，即Building Information Modeling，建筑信息模型。运用BIM建立的建筑模型，具有可视化操作的特征，对复杂建筑构造进行BIM建模，将传统的二维设计图纸转变为三维模型，使建筑构造配件的建造过程及各种构造层次的相互关系动态地表现出来，有助于对复杂多样的建筑构造的表达和理解。BIM技术的虚拟建造是一种系统化的设计思维，具有较强的职业化特征，是学生对建筑构造做法认知的提升和深化[2]。BIM技术具备的这些特征可以使建筑构造课程教学过程中遇到的难题迎刃而解。

2.1 BIM技术融入教材

教材是实现教学改革的基础，BIM技术融入建筑构造教材，有助于实现教材内容的更新换代。高职教育的建筑构造教材要突破传统教材学科体系的束缚，专业核心课程内容的设置和教学实施要进行系统化的重构。在教材的改革中，要融入BIM技术的运用，配套以数字化教学资源，形成“纸质教材+多媒体平台”的新形态一体化教材体系。教材中采用教师参与行业企业实践紧密结合生产实际的实训项目，体现以工作过程为导向、理实一体化的高职教育特征，确定适应高职教育人才培养方案的教学内容。

2.2 BIM技术优化教法

教法是实现教学改革的途径，BIM技术优化“建筑构造”教法，有利于推进课证融通。高职教育与普通高校教育是两种不同的教育类型，高职教育课程的教学过程要以提升学生的综合职业能力为目标，强调理实一体的教学实践。教师在“建筑构造”课程教学中，以学生为教学主体，以生产实际项目为载体，重视学生对理论知识的应用，善于利用BIM技术，引导学生边学边练，加强学生的课堂参与度，调动学生的学习激情，提高教学质量和学习效率。X技能等级证书是考核学习过程的显性成果，课程教学要主动对接1+X证书制度，将技能等级要求融入课程教学，利用BIM技术有效推进课证融通。

2.3 BIM技术激励教师

教师是实现教学改革的根本，BIM技术激励教师适应技术变革，有益于打造德技精湛的教师队伍。教师的专业能力、实践教学能力和科研能力以及“功能整合、结构合理、任务明确”的结构化的师资队伍，是办学成功的决定性因素[3]。作为建筑构造课程的专业教师，不仅要具有丰富的实践经验和高水平的专业教学能力，还应该推广BIM技术在课程中的应用。教师运用BIM技术，可以创建更优质的信息化教学资源，提升师生之间教与学的交流质量，同时能指导学生在学习过程中运用BIM技术，促进了学生对BIM更好地掌握，加强了课程之间的前后延展，增加了教与学的乐趣，提高了教与学的效果。

3 BIM技术改革“建筑构造”课程应用案例

3.1 复杂建筑构造节点的创建

在基于BIM技术的课程教学改革中，一系列复杂节点的三维模型是教学必要元素，因此创建节点模型是课程改革的前提。

3.2 屋顶防水构造教案

以房屋建筑构造中屋顶防水构造节点为例，展示BIM技术在“建筑构造”课程教学改革中发挥的作用，具体如表1所示。

表1 构造节点教学过程

将BIM技术引入“建筑构造”课程教学，改变传统的课前预习、课中讲授和课后复习的教学方式，教师课前发布任务，学生通过思考、运用BIM技术动手完成任务，课中通过师生互动的方式增加课堂讲授的有效性，课后是课堂的延续，促进了学生的求知欲望。

4 结语

“建筑构造”课程知识繁杂、理论枯燥，但是建筑构造做法层次分明、实践性强，在教学中引入建筑BIM技术，利用BIM技术进行复杂建筑构造节点模型的创建，能够帮助学生理解复杂建筑构造做法，改善学习效果。同时，以建筑构造节点创建为载体，既能促进建筑构造课程的学习，巩固BIM建模的能力，又能筑实建筑信息模型证书和建筑工程识图证书的基础，丰富专业学习的成果，提高专业教学的质量。