浅析智慧建造背景下高职院校智能建造技术专业改革方法
2024-11-14张小涛曲家忻李晨波
[摘 要] 伴随着科技发展对高职教育的冲击,智能化已经成为高职院校传统建筑类专业转型的重要路径。因此,新增设的智能建造技术专业不可避免地需要进行改革。从多个角度分析了智慧建造背景下的智能建造技术专业存在的问题,提出了改革的核心任务,并对改革方法进行了探索。智能建造技术专业可通过政策引导、专业融合、产教融合、专业资源调配、积极进行课改、理论与实践结合、职业证书等方法进行改革,有效提高高职学生的学习兴趣,激发教师的教学热情,也可以为专业的接续发展提供实质性的制度保障。
[关 键 词] 智慧建造;智能建造技术;高职院校
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2024)29-0177-04
智能化转型是当前各专业百花齐放背景下的关键选择,科学技术的蓬勃发展带来的经济及社会效益似乎象征着先进的设计技术与高性价比的施工技术需要同传统建造模式划清界限。时代的更迭必然伴随着技术的创新,建筑领域的发展始终囿于传统的思维定式,较低的建造成本与较快的施工进度成为传统建造方式的代名词,新技术、新设备、新材料、新工艺在建筑土木领域很难得到广泛认可,更多的声音是对创新技术的否定,在这种形势下,高职院校智能建造技术专业需要改变。
当下正处于高校专业改革的浪潮之中,近年来新增设的智能建造技术专业是勇立潮头还是随波逐流成为专业教师需要考虑的关键问题。以先进科学技术为教学核心的智能建造技术专业的创新举步维艰,急需在新的环境中寻找答案,探索出路。
一、智慧建造背景
(一)智慧建造背景概述
世界建筑领域的发展经历了工业化1.0阶段(工业化)和工业化2.0阶段(模块化)以及目前的工业化3.0阶段(信息化)。建筑专业是房屋建筑工程设计的龙头专业,无论是传统的手绘设计还是现在的软件设计,都对工程模型的表现力和场景化有更多的需求。如果将视野放宽到全部建模和3D表现软件,相比其他专业,建筑专业的应用和软件的选择要多得多。
智慧建造是在先进的科技水平发展中衍生出的更有效率的建设手段,智慧建造就是依据智慧城市提出来的,提出智慧城市的根本目的是促进城市的和谐发展[1],让城市在科技发展中智慧成长的关键技术之一就是BIM技术(Building Information Modeling,简称BIM)。作为建筑工程行业信息化转型的先锋,智慧建造在建筑全寿命周期中均可以发光发热,如在建筑设计、建筑施工、工程管理、工程造价、勘察设计等领域,在沿海发达城市中,BIM技术已经可以在多数建设项目中发光发热,并取得了很大的成果,为建设项目的各个环节提供了信息支持,智慧建造的发展已是势在必行[2]。
(二)智慧建造融入教学
新兴专业的发展若想与社会接轨,关键在于校园教育,数字化教学已经引领了当代高职教学的潮流,建筑类专业数字化转型对高职建筑专业教育产生了十分重要的影响,传统的教学方法已经无法满足日益增长的课堂需求,入门简单且功能完善的工程设计软件逐渐应用在日常的课程教学中。实训室中“一键启动”智能软件及相关设备给初涉建筑行业的学生带来了更为直观的视觉冲击,理论教学在课堂中可以采用更能引起学生兴趣的方式进行,如智慧黑板的互动、VR技术和物联网技术,学生从被动接受知识转为主动探索更多可能性,教师在教学工作中也拥有了更多的选择。
二、智慧建造背景下智能建造技术专业分析
(一)智能建造技术专业概述
智能建造技术实际上是一个完整的系统,在宏观角度上不仅仅表示一门课程或是一个专业,它满足了建筑业转型化升级的环境需要,还为高职学生提供了信息化建设的发展平台。通过三年的持续学习探索,学生将逐渐掌握BIM的概念及发展、BIM软件应用(Revit及广联达BIM等)及BIM的信息化管理等[3]。智能建造技术专业基础课程以建筑信息模型为起点,软件应用方面则以Revit为实操,学生掌握了工程图绘制要领和二维平面设计后,即可快速上手三维设计,出图速度快、设计精度高、模型更直观。
(二)智能建造技术专业存在的问题
智慧建造背景下的智能建造技术专业的发展不可避免会面对一些困难和挑战。信息化教学带来的新鲜感容易随着课程的推进而使学生逐渐失去耐心和掌握绘图要领的信心,部分学生即使通过几门课程的学习也无法清楚此专业的使用范围和最终效果,缺乏必要的理论联系实际的能力[4]。通过完整的高职在校学习,学生可以进行基本操作并掌握BIM智能建造原理,这样看似不错,但是从长远来看,如果教学仅仅停留在绘图阶段,既没有实际有效的后续实操让这项技术学以致用,也没有真正了解BIM技术的普适性,简单地把智慧建造归类为一种设计方法、一种绘图手段,那就失去了这门学科本身的价值,随着后续其他课程的深入,纸上谈兵的软件教学只能浅尝辄止[5]。尽管各省教育厅发文件极力促成课证融合,但BIM职业技能考试仍处于起步阶段,主要问题在于针对学生的宣传和培训力度还有待提高,学生学习此项技能无目的,对“躺平式”学生缺乏必要的监督和管理[6]。即便智能建造相关课程对部分学生来说难度较大,现在的BIM+AR虚拟仿真创新实践实训基地的广泛应用可以证明BIM技术对学生的吸引力。
(三)智能建造技术专业改革核心任务
在智慧建造背景下,高职院校智能建造技术专业需要尽快进行改革,其核心任务在于让学生了解BIM技术并尝试运用Revit等相关软件进行初步设计,还需要了解智能化、信息化技术在施工中的应用,多数智能建造技术专业课程目前停留在BIM概论等初级阶段,现行课程标准还有提升的空间。随着证书的逐渐普及,学生在校期间考取多项职业资格证书已经不再稀奇,部分高校甚至大力支持学生在校期间考取证书,一方面可以带动整体就业率,另一方面可以提升学生的专业领域知识。有些高校甚至设置了相应的毕业要求,在校期间获得至少一本证书才可以满足毕业条件。BIM技术作为一项新技术,备受建筑类高校师生欢迎,避免了传统建筑类教学的枯燥乏味,科技感十足的教学软件层出不穷,学生通过学习BIM概论、BIM建模技术、建筑信息模型课程等来考取证书也成为现行的潮流。综上所述,针对高职院校智能建造技术专业的改革亟待完善[7]。
三、智能建造技术专业改革方法探索
(一)政策引导结合自身办学特色
BIM技术在我国的迅速发展得益于大量的政策支持和实例参考,自2015年起,高职教育不断探索智能化建造的模式,在国家政策的引导下,结合自身学校的特色和办学优势,深度发掘学生潜力,这是当下建筑类专业长远发展的必由之路。
近年来,我国顺应信息化时代发展,始终致力于开拓智慧建造,2022年5月25日,深圳市住房和建设局正式发布了深圳市《建筑信息模型数据存储标准》,明确规定了BIM储存的四个特点——“更好用、更好看、更小巧、更可信”,相关数据不仅代表了BIM领域地方标准,更是得到了世界诸多设计单位的验证。2022年12月30日,我国首部BIM应用基础平台技术团体标准《建筑信息模型应用基础平台技术标准》正式发布,标志着我国BIM技术朝着广泛应用和建筑智能化迈进坚实的一步。
在政策的指引下,高职教育更应该顺势而为。以甘肃机电职业技术学院为例,建筑类专业起步较晚,没有根深蒂固的传统思想,教师普遍较年轻,有活力和朝气去钻研BIM等新技术,在教学过程中也擅长与年龄差距不大的学生沟通并传授知识,学生遇到传统的建筑类问题时,教师可以用渊博的知识来解答。针对信息化的问题,教师也有熟练的操作方法。相比年长的教师,青年教师接受新事物的能力更突出,结合学校的办学特色,更能助力新专业和新技术的发展。
(二)强化专业深度融合
高职院校始终存在强势专业和弱势专业,新兴专业往往发展缓慢,各高校的办学理念对新兴专业要求不同,各专业之间的联系不密切,强势专业在不断发展,较为弱势的专业看不到前进的方向,学生自身成长受到限制。当下是多专业协同教学的时代,建筑类专业的转型升级离不开信息类、智控类专业的融合,智能建造技术涵盖多类专业知识,软件建模只是第一阶段的学习,3D打印技术、VR-AR技术、工业机器人等都是新时代科技发展的排头兵,也都大量应用在建筑领域。
在学习智能建造技术专业课程时,除选择必修课程,还可以选修计算机专业的信息技术、智能控制专业的机器人技术、3D打印技术,以点扩面,学习的知识更加科学、规范,更系统、全面,在人才培养方案中应深化考查课的重要性,对必须掌握的知识内容设置多种考核方式。多专业协同办学并不是强制给学生加负担,也不是给教师增任务,进入21世纪20年代后,线上教学、线上办公的广泛应用,标志着教学不再局限于教室、讲台,线上线下混合教学受到一致好评,学生的学习兴趣也在试听各种课程中被不断激发出来。“一言堂”的教学理念早已过时,线上学习的过程中,较内向的学生往往在课堂评论区可以与教师进行互动留言。信息科技的力量在教学中得到了发扬,线上授课、线下答疑能够成为提高教学效果的新理念。
bZLydR2cgEBVGMruIopl464V8DeOi54WHyMmIXjMBq0=(三)产教融合促进就业
课堂学到的知识如何应用在工作中?这一直是困扰教学发展和企业招聘的核心问题。教学是学校的日常工作,培育企业需要的岗位定向人才逐渐成为产教融合的关键,学生在校所学知识可以在校内产业园或实训基地得到应用,势必给学生带来学习热情和成就感。在建筑领域中,绝大多数企业都离不开“绿色建筑,智慧建造”的发展理念,智能建造技术专业创立的初衷就是以智慧建造为重点导向,突出现场可视化,达到绿色建筑的要求。大学生对信息科技的热忱促使他们学习智能化建设,在手机上可以完成构件的初步设计,在电脑前可以完成整栋楼的设计与建造,这些快捷有效的释放创意途径对建筑专业的学生而言实在是充满诱惑。设计行业已经进入BIM时代,建筑专业不仅仅关注3D模型的建立和出图,更加关注模型与信息的集成,并挖掘信息的价值。当建筑数字化后,由3D转化为可视化的6D数据库,我们将从全新的角度看到不一样的建筑。
在许多发达城市,BIM技术已成为建筑领域不可或缺的技术,甚至发展成为建设周期的一步流程,优秀的项目管理人员不可以缺失这项技术,很多建筑领域本科学校的培养方案侧重于对理论知识框架的建立,都缺乏智能建造技术实操的学习,高职院校更应侧重学生的技术操作,在校期间学习BIM技术有利于在毕业时更有针对性地就业,拓宽了从业领域。
(四)专业资源侧重配置
理论联系实际是提高学习效率的方法,现阶段专业资源分布不均是制约教学的关键因素,智能建造技术专业尤其强调资源的配置,课上教学可以分为理论及实操两个方面,常规的知识传授没有问题,但是希望使用一项技能来为工作分担压力,关键在于熟练,课下如果不练习,软件操作速度就没有办法提高。科技的一大优势就是效率,出图速度慢、漏洞百出,也就失去了应用BIM技术的意义,因此需要强调课后实训在学习专业课程中的作用。智能建造技术专业课程实训条件要求并不高,具备基本的Revit软件使用条件以及翻模能力即可,在高职院校内开展软件的学习最佳选择是作为BIM证书试点的实训中心。
当代职业教育侧重于学生的主动学习能力,实训室的建立初衷就在于基础技能的专业化培训,本专业的实训已经不枯燥了,若是在课程过半后加入VR(虚拟现实)和AR(增强现实)技术,就可以完成三维可视化数据模型,足不出户就可以将建筑物的全貌尽收眼底,也可以更为直观地检查一些漏洞,如管线碰撞问题、结构设计问题和工程管理问题等,设置这些的目的不在于创建一个“电玩城”,而是从学生兴趣入手,从客观被动接受到主观自主学习,甚至是后期建筑插件研发。
(五)课改方案层出不穷
课程结构体系改革一直是青年教师积极探索的领域,课堂是一个知识的聚集地,各个领域的技术由教师传授给学生;课堂也是一个能力的立交桥,其给教师和学生提供了交流的平台。经过本人及团队近年来的教学实践,信息化课程可以采用“三课两作业”(课前预告及第一次作业、课中笔记、课后应用及第二次作业)的课改方式,能够有效提升教学质量。
课前预告,以发送小视频至班级群的方式,让学生自行查找本视频中应用到的BIM技术,充分调动学生的学习自主性,并形成第一次作业成果。课中笔记,在机房授课时,多数教师会忽视笔记的重要性,学生在有限的时间内用鼠标键盘操作时,往往会轻视记录,教师讲授的过程是主动输出的过程,学生在自己探索时,可能会找到多个解决办法,这时记录在笔记中比记录在脑海里要更有意义,经过一学期的学习,笔记也就成为自己专属的武功秘籍。教师在授课过程中最好利用现有校内建筑物进行讲解,方便学生课后实地对照参考。很多高校校园内都有在建工地,带领学生进行校内工程实地勘察能学到更多实用的知识,帮助构建模型。课后应用,一学期的课程结束后,一些学生就会有选择性地遗忘许多关键技术,因此在最后一节课前需要学生利用Revit等软件将自己家进行建模,作为第二次作业,如图1所示。类似的作业方式可以激发学生的学习热情,每个学生的家庭户型大概率是不同的,个性化建模后将模型反馈给家长,使其更清楚孩子在校期间的学习情况。
(六)理论实践综合考核
现行的专业人才培养方案侧重于学分和课时,较忽视学生应该具备的基本能力,传统的闭卷期末考试考的是学生的短期记忆力和学习主动性,而软件使用类课程则需要考察学生是否掌握了基本操作,在期末考试中更侧重于学生的操作能力以及对建模的理解。局限性地布置千篇一律的期末模型试题对学生创新思考是一种禁锢,可以采用多种形式对学习成果进行考察。课程的最终考核一直是学生关注的重点,相对而言也是教师在授课过程中需要考虑的问题之一。作为传统考试课程,通过一张期末卷子或许可以对一学期的学习状态进行了解,作为实践考察课程,一个最终作业就是一阶段的技术掌握能力的判断方式。在智慧建造背景下,信息化课程授课结束后,采用传统的纸质试卷“一锤定音”的考核方式已经无法实现,判断高职学生是否能够掌握此项技术需要采用线上及线下的综合考核模式。以建筑信息模型课程为例,授课方式以实践为主,在BIM实训室完成教学内容后,最终可以结合理论与实践进行考核,理论部分侧重于施工图识读,这部分可在期中考察,学生对建筑设计基本知识的掌握直接影响后续建模,可以按照职业技能大赛中“建筑工程识图”赛项的大纲要求进行考试,而实践部分则侧重实际的建模技术,在施工图识读能力达标的基础上,按照职业技能大赛中“建筑信息模型”赛项的大纲要求布置任务,规定时间完成后提交教师审核,让学生学以致用,充分实践岗课赛证的教学理念。
(七)职业证书促进提高
BIM技术作为近年来广受关注的技术,国家也加大了人才的培育力度,早在21世纪初,BIM技能等级证书就已经出现在人们的视野里,当时建筑设计行业还在对建筑CAD进行突破,直到2015年各高校开始招收智能建造专业学生,BIM相关证书才逐步走进人们的视野里。BIM一级建模师考察Revit的操作能力,是证明持证人的建筑信息化建模能力的有效工具,可作为专业技能人才评定标准的重要依据,也可以成为建筑行业毕业生求职的绿卡,但这仅仅是学习BIM技术的入门证书。
在2020年7月,中国建筑科学研究院联合多部门发布指导意见,要求各地尽快制定智能建造人才培育相关政策措施,智能建造师证书应运而生,该证书共分为三级,侧重于考察智能新土木建造师,包括BIM咨询及绿色建筑等新兴产业。职业教育目前朝着“1+X”课证融合模式发展,其中“1”代表着学历证书,是学生完成学业的基本证明,“X”代表本专业的其他证书。随着信息化时代的到来,建筑信息模型课程带动了多种智能化建筑专业证书的发展,高职学生在校期间考取相关证书,既能为就业拓宽领域,又能为自我提高带来极大的价值。
四、结束语
在信息化发展的过程中,地方教育部门和高校都致力于探索符合自身发展的路径,在智慧建造背景下对智能建造技术专业进行改革绝不是一朝一夕的事情。当前正值智慧建造领域飞速发展的阶段,智能建造技术专业在高职教育中的发展要符合学生实际情况,理论联系实际是解决专业改革问题的关键。随着信息化的不断增强,未来建筑信息领域的发展还需踔厉奋发、勇毅前行,创建更美好、更智能的现代化新城市。
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编辑 郑晓燕