基于BIM技术的建筑设备安装识图与施工工艺课程改革实践

[摘           要]  BIM技术、建筑设备安装识图与施工工艺课程的有机融合是教学改革的现实需要。基于BIM技术对课程教学体系进行改革，可促进BIM技术在整个教学过程中的应用，实现教学过程和教学效果的优化。

[关    键   词]  BIM技术;建筑设备安装识图与施工工艺课程;教学体系;改革实践

[中图分类号]  G712                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603（2022）21-0070-03

建筑设备安装识图与施工工艺是高职工程造价专业的一门专业基础课程，要求学生掌握建筑给排水、建筑消防、建筑通风与空调、建筑电气等建筑设备系统的专业理论知识、施工图识读及安装工艺，为后续工程造价专业课程学习奠定基础。它横跨多个专业，实践性较强，是教学中的一个难点[1]。传统教学中教师借助二维图纸、系统构造图片、施工图片来引导学生学习施工工艺与识图，但由于学生缺乏工程现场认知，加上三维空间想象能力差，无法整体认识建筑设备系统，导致学习过程困难、学习热情不高，处于被动接受的状态，难以很好地掌握课程内容。

BIM（Building Information Modeling）是利用三维建筑信息模型，实现对设计、施工和管理过程仿真、模拟的一种信息化技术与管理方法。BIM技术具有可视化、可模拟性、协调性、优化性等特点[2]，从教学角度看，BIM技术是天然的教具，运用其信息处理及动态仿真的特点，将二维图纸转化为三维模型，将书面文字信息转换为生动、立体的可交互式施工现场模拟场景，能够部分解决建筑课程理论与实践脱节和学生空间想象能力差的问题，特别适合建筑类课程教学使用[3]。因此，本文主要研究如何将BIM技术应用于建筑设备安装识图与施工工艺的课程教学中，从而提高教学效果。

一、基于BIM技术的课程内容项目化重构

传统教学受到教材抽象与教学手段单一的限制，偏重理论知識的讲解，忽视了施工图识读及工艺等实践内容的教学，而这些内容恰恰是工作岗位所需要掌握的。BIM技术的应用，为课程教学提供了更多实践的可能性。为了解决“重理论、轻实践”的问题，充分发挥BIM技术三维可视化和可模拟的优势，将BIM技术更好地应用到课程中，首先需要对课程内容进行项目化重构[4]（如表1所示）。根据课程内容，我们将该课程分解为建筑给排水工程工艺与识图、建筑消防工程施工工艺与识图、建筑通风空调工程施工工艺与识图、建筑电气工程施工工艺与识图四个项目。针对每个项目设置相应的子项目，并为每个子项目设置能力目标和实现这些目标的任务。以子项目1-1“识读建筑给水系统施工图”为例，针对该项目要完成的能力目标，为其设置4个子任务，分别为认识建筑给水系统的组成及给水方式，认识建筑给水管材与附件，识读建筑给水平面图、系统图、详图，认知建筑给水系统施工工艺，具体方案如表2所示。课程内容进行项目化重构后，使目标更明确、任务更具体、可操作性更强，也为BIM技术进行课程应用提供了可能，使BIM技术的各类手段能够有的放矢，更好地为课程服务，解决建筑设备安装识图与施工工艺课程教学中的重难点。同时，该学习过程也提高了学生的组织协调能力、沟通交流能力及专业素养。

二、基于BIM技术的理实信一体化教学模式的构建

建筑设备安装识图与施工工艺课程内容重构后，可以将BIM技术应用到每个项目中，并针对建筑设备系统组成、施工图识读、安装工艺三方面内容的不同特点，采取不同的BIM技术手段。在整个教学过程中，构建一套基于BIM技术的理实信一体化教学模式[5]（如图1所示）。

课程设置在BIM虚拟仿真实训室，拥有Revit软件、Navisworks软件、建筑设备BIM仿真实训平台等BIM信息化资源，以项目案例为载体开展教学。以子项目1-1“识读建筑给水系统施工图”为例，整个教学过程分为三个阶段。

第一个阶段是教师利用Navisworks软件对事先建好的给水系统模型进行漫游，使书本中的二维图片立体化、场景化，学生犹如身临其境，去感知、学习建筑给水系统的组成和构件，从而加深学生对建筑给水系统的理解，并通过观察判断给水系统的给水方式，从而完成任务1-1-1。任务1-1-2的执行，则是通过Revit MEP软件建立给水系统的学习，来认识给水管道的各类管材和附件，该阶段的学习为后续的识图与工艺实践环节打下理论基础。

第二个阶段是施工图识读环节，教师利用Revit软件任意角度旋转和任意方向剖切给水系统模型，通过二维图纸与三维模型的不断转化，对照讲解给水系统施工图的识读，也可以通过虚拟漫游“边走边看边讲边读”进行识图，使识图过程从枯燥的凭空想象变为有趣的体验，提升学生对给水设备构件和建筑给水系统的整体把握能力。任务1-1-3的执行是学生在具备识读施工图能力后，在教师的指导下对照本项目二维施工图纸，将认识的建筑给水系统建立三维建筑信息模型。学生通过动手实践，加深了对建筑给水系统的认识，同时提升了识图能力，提高了课堂参与度和主动性。

第三个阶段是施工工艺认知环节，学生利用BIM仿真实训平台，进行建筑设备施工全过程模拟，在完成模拟之后，分组完成各专业典型施工工艺PPT讲解，并设置提问答辩环节，从而加深对施工工艺的认知与理解，培养协作、收集、分析和整理的能力，从而完成任务1-1-4。利用BIM虚拟仿真实训教学平台，解决了传统教学中难以现场实训的问题，使学生能够更加直观地认知施工过程。

整个教学过程充分体现了教学做一体化的教学思想，学生在教师的指导下边学边做。教与学的过程是整个教学过程中的理论环节，做的过程是教学中的实践环节。BIM技术作为一种信息化手段促进了理论教学与实践教学的有机融合，从而形成了理、实、信三位一体的教学模式，使课堂更加生动、立体，互动性更强，提升了课程的教学效果。

三、基于BIM成果的考核评价

传统的教学评价强调以教师为中心，重视教学目标的达成度，而成果导向的考核评价则更强调以学生为中心，重视学习成果的实现程度。通过BIM学习成果的完成情况，可以更加显性地考查学生对课程的掌握程度，故本课程采用基于BIM成果的考核评价模式。为了全方位考核学生的学习情况，教师首先针对每个学习阶段从知识—能力—素养三个层面，建立学习成果体系，形成可用于考核评价的BIM成果文件[6]（如表3所示）。

根据不同阶段的学习成果文件制定“过程+结果”的考核标准（如表4所示）。在建筑设备系统认识阶段，通过建模时设备系统分类、管材设置、设备附件建立情况来考核学生对建筑设备系统的认识情况。在识图阶段，根据BIM建模成果的准确度来考核识图能力;在施工工艺学习阶段，根据BIM仿真工艺模拟情况及成果汇报考核施工工艺的掌握情况。基于BIM成果的课程考核评价改变以最终考试论成绩的评价方式，更加注重对学生学习过程的评价，实现过程评价与结果评价的协同统一。一方面教师根据学生个人的平时表现、过程性学习成果的完成情况进行过程评价，考核学生学习的参与度与问题解决的深度;另一方面结合学生的模型成果文件和成果汇报表现进行结果评价，模块成果文件重在考核学生对知识与技能的掌握情况，成果汇报表现重在考核学生的沟通能力、表达能力、分析解決问题的能力等职业岗位能力与素质的情况。“过程+结果”的评价方式对考查学生知识体系的掌握情况、能力层次的实现程度及综合素质水平具有重要价值，实现了对认知性与非认知性学习成果的全面考量[7]。通过“过程+结果”考核，教师能全面掌握学生的学习情况，激发了学生的学习兴趣，调动了学生的学习热情。

四、结语

基于BIM技术的建筑设备安装施工工艺与识图课程改革实践，将BIM技术融入整个教学过程中，重构教学内容，构建理实信一体化教学模式，建立“过程+结果”的考核评价，形成了一套完整的基于BIM技术的教学体系。整个教学过程以学生为中心，以实际工程案例为载体，把教、学、做融为一体，很好地解决了传统教学中的问题，激发了学生的学习兴趣，增强了主动性和参与度，提升了岗位工作能力，取得了很好的课堂效果。

参考文献：

[1]杨鸽.基于BIM技术的课程教学信息化应用探索：以建筑设备安装与识图为例[J].城市建筑，2019，16（27）：32-33.

[2]卢永全.基于BIM技术的土建类专业信息化教学研究[J].山西建筑，2020，46（2）：166-167.

[3]赵盈盈，涂中强.BIM技术在建筑类课程项目化教学中的应用：基于“建筑工程施工图识读”课程[J].科技创新与生产力，2016（8）：66-68.

[4]张虎伟.BIM在安装工程与识图项目化教学中的应用[J].辽宁高职学报，2017，19（11）：58-61.

[5]张炳晖.BIM技术在建筑类专业课程教学中的应用研究：以《房屋建筑学》课程为例[J].现代商贸工业，2019（16）：176.

[6]姚海星.基于OBE理念的《工程造价与招投标》课程教学改革与实践[J].浙江交通职业技术学院学报，2021，22（1）：62-65.

[7]吴绍艳，郭园园，邓娇娇.基于OBE的工作坊实践教学研究[J].中国职业技术教育，2018（2）：34-39.

◎编辑 司 楠

①基金项目：苏州建设交通高等职业技术学校2021年校级科研课题“BIM技术在《建筑设备安装识图与施工工艺》课程中的应用研究”（项目编号：20210002）。

作者简介：田兴（1989—），男，黑龙江虎林人，硕士，工程师，研究方向：安装造价课程教学研究。