1+X證書制度下給排水工程識(shí)圖課程改革探究★

梅 鋼

(武漢交通職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430065)

1 1+X設(shè)備類專業(yè)概述

1+X證書制度主要是將畢業(yè)證書和職業(yè)技能等級(jí)證書結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)和考證互相融合、互相促進(jìn)的一種方式[1]，其目的在于培養(yǎng)智能化時(shí)代所需要的復(fù)合型技術(shù)技能人才。與建筑設(shè)備類課程相匹配的證書是建筑信息模型(BIM)中級(jí)建筑設(shè)備類專業(yè)應(yīng)用，建筑設(shè)備類專業(yè)包括給排水、消防、采暖、電氣、通風(fēng)空調(diào)、弱電等專業(yè)，覆蓋的專業(yè)面廣、涉及的課程多，而且各個(gè)專業(yè)之間又存在交叉現(xiàn)象，和土建、裝飾專業(yè)還需要協(xié)調(diào)配合。為了做好建筑設(shè)備類課程與BIM等級(jí)證書的銜接，實(shí)現(xiàn)1+X課證融通，就必須在課程中植入BIM，將BIM技術(shù)與課程融合。利用BIM技術(shù)使學(xué)生更直觀地理解課程內(nèi)容，掌握相關(guān)專業(yè)技能，也能更好地應(yīng)對(duì)BIM考核。1+X(BIM)中級(jí)設(shè)備主要考核建筑設(shè)備專業(yè)方向的BIM建模、管線的碰撞檢查和深化設(shè)計(jì)、施工方案和設(shè)備運(yùn)行模擬等，在具備基本建模施工圖識(shí)讀和BIM建模能力后，需要加強(qiáng)設(shè)備圖紙的識(shí)讀和BIM建模能力，通過水、電、暖各專業(yè)與土建模型之間的碰撞檢查，做出管線綜合分析并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 《給排水工程識(shí)圖》課程教學(xué)存在的問題

1)授課內(nèi)容滯后。給排水工程識(shí)圖課程還是以傳統(tǒng)的識(shí)別給排水圖紙為主，教師對(duì)一套給排水施工的設(shè)計(jì)說明、圖例、平面圖、系統(tǒng)圖、詳圖等進(jìn)行分析，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)給排水各個(gè)衛(wèi)生器具的圖例、看懂平面圖和系統(tǒng)圖、讀懂給排水管道的管徑和標(biāo)高等內(nèi)容，一般學(xué)生很難掌握基本的看懂圖紙的能力，對(duì)于圖紙中管道的空間走向、衛(wèi)生設(shè)備的實(shí)體特性理解起來(lái)很困難，學(xué)生很難將平面的圖紙與三維的實(shí)體產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。而BIM技術(shù)的運(yùn)用剛好可以很好地彌補(bǔ)這個(gè)問題，因此有必要將BIM證書制度融入到給排水課程中去進(jìn)行改革。

2)教學(xué)方法單一。給排水工程識(shí)圖教學(xué)主要采用傳統(tǒng)的書本理論知識(shí)和工程實(shí)際案例結(jié)合的方式，教師以多媒體展示PPT課件、施工圖紙、管道及衛(wèi)生設(shè)備圖片、施工動(dòng)畫、現(xiàn)場(chǎng)施工視頻，學(xué)生主要以觀看多媒體為主，對(duì)于給排水專業(yè)中給排水流程、給水方式、連接形式等很難進(jìn)行參與設(shè)計(jì)，不能切身融入到專業(yè)知識(shí)的剖析、模型的搭建、問題的查找過程中去。對(duì)于學(xué)生來(lái)說，缺少參與、互動(dòng)，完全單一地去看圖識(shí)圖是比較枯燥乏味的，很難把老師所講的專業(yè)知識(shí)吸收到。

3)非過程化考核。傳統(tǒng)的課程考核方式就是教師通過平時(shí)課堂的考勤、問答、作業(yè)以及線上學(xué)習(xí)組成，期末考試以傳統(tǒng)紙質(zhì)試卷考核為主，學(xué)生根據(jù)給定的圖紙回答相應(yīng)的問題。傳統(tǒng)考核方式很少注重學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)情況的跟蹤了解，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生存在知識(shí)掌握不扎實(shí)、對(duì)專業(yè)理解深度不夠的弊端，教師很難去掌握學(xué)生的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)狀況。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用于《給排水工程識(shí)圖》課程教學(xué)

3.1 課程體系任務(wù)分解

我們將給排水工程識(shí)圖分解為以下幾個(gè)任務(wù)：

任務(wù)1：識(shí)讀衛(wèi)生器具及其屬性；任務(wù)2：識(shí)讀給排水管道及其屬性；任務(wù)3：識(shí)讀某建設(shè)工程項(xiàng)目給排水工程給排水平面圖和系統(tǒng)圖。

3.2 Revit模型搭建

以某建設(shè)工程項(xiàng)目給排水工程為例，利用Revit軟件搭建部分該工程給排水模型，如圖1所示，模型搭建好后將以三維立體模型展示給學(xué)生。在任務(wù)1執(zhí)行過程中，通過觀察圖1給排水模型可以認(rèn)識(shí)工程中的洗臉盆、立式小便器、坐式大便器、蹲式大便器、拖布池、地漏、清掃口等衛(wèi)生器具，了解其衛(wèi)生器具的形狀、安裝高度、材質(zhì)、安裝位置等屬性值。在任務(wù)2執(zhí)行過程中，通過觀察圖1模型中管道的布置位置及方式，可以了解到給排水管道的管徑、長(zhǎng)度、材質(zhì)、安裝高度以及管道與衛(wèi)生器具的連接形式等屬性值。在通過模型識(shí)讀不同的衛(wèi)生器具、給排水管道后，再重新識(shí)讀CAD圖紙，在圖紙中確定衛(wèi)生設(shè)備、管道的平面位置以及屬性值，通過模型與圖紙結(jié)合的方式來(lái)達(dá)到熟練識(shí)圖的目的。

學(xué)生通過提前打開教師下發(fā)的Revit給排水模型，對(duì)照CAD圖紙，按照給排水水流的方向逐項(xiàng)去識(shí)別圖紙中的衛(wèi)生設(shè)備和管道，在讀懂CAD圖紙的前提下利用Revit軟件重新進(jìn)行建模[4]，模型搭建的過程是考驗(yàn)學(xué)生前面識(shí)圖能力的一種很好的方式，教師通過學(xué)生搭建模型的準(zhǔn)確性來(lái)判斷學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)的情況。學(xué)生最終要求完成整個(gè)項(xiàng)目工程的給排水模型，如圖2所示。

3.3 Navisworks情景模擬

利用Navisworks軟件的動(dòng)畫制作、漫游、施工模擬功能[5]，可以將前面使用Revit搭建好的給排水模型以動(dòng)畫視頻的形式生成，學(xué)生借助手機(jī)、平板等工具通過掃二維碼讀取模型動(dòng)畫，讓學(xué)生近距離操縱和觀察模型，會(huì)帶給學(xué)生身臨其境的感受，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生吸收消化課堂知識(shí)的程度。將Revit給排水模型導(dǎo)入到Navisworks軟件中去，利用軟件的漫游功能，可以清楚近距離地觀察項(xiàng)目工程中給排水管道的空間走向情況，各個(gè)衛(wèi)生設(shè)備的放置位置以及衛(wèi)生設(shè)備如何與管道連接的，如圖3所示。而且可以切換觀察的模式為實(shí)體渲染和著色，讓管道及衛(wèi)生器具以實(shí)體形式呈現(xiàn)在眼前，通過視點(diǎn)保存的方式來(lái)顯示整個(gè)項(xiàng)目工程的給排水模型，如圖4所示。

通過Navisworks軟件可以將模型進(jìn)行渲染轉(zhuǎn)換成實(shí)體形式，同時(shí)將純粹的文字描述轉(zhuǎn)換成動(dòng)態(tài)的情景模擬[6]，完成了由平面教學(xué)過渡到立體教學(xué)、課本教學(xué)過渡到信息化教學(xué)的改革。

4 《給排水工程識(shí)圖》課程改革

4.1 BIM融入專業(yè)課程

結(jié)合目前高職院校開設(shè)的給排水識(shí)圖課程以及BIM證書考評(píng)大綱需要，將BIM應(yīng)用系統(tǒng)性地嵌入原有課程方案，重視理論與實(shí)踐結(jié)合，重新調(diào)整后的給排水工程識(shí)圖課程的教學(xué)內(nèi)容方案見表1。

表1 BIM融入《給排水工程識(shí)圖》課程方案

在課程教學(xué)內(nèi)容中課證融通內(nèi)容包括補(bǔ)修和強(qiáng)化兩種方式，補(bǔ)修是指在原有的課程體系中新增能夠滿足BIM中級(jí)設(shè)備專業(yè)應(yīng)用的技能，強(qiáng)化是指通過BIM獨(dú)立設(shè)課和BIM融入專業(yè)核心課程及實(shí)訓(xùn)課程的方式實(shí)現(xiàn)課證融通。

4.2 BIM豐富課程教學(xué)

1)傳統(tǒng)與BIM現(xiàn)代化授課方法結(jié)合。授課方法的正確選擇能促進(jìn)教師與學(xué)生之間更好地信息交流，傳統(tǒng)手段與BIM現(xiàn)代化手段各有優(yōu)勢(shì)，要合理地去選擇。《給排水工程識(shí)圖》中給排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)、組成、分類、給水方式等知識(shí)，教師可以采取傳統(tǒng)的信息化+板書的方式來(lái)進(jìn)行講解，學(xué)生可以依據(jù)教材更快地去接受和消化。在后期的工程施工圖識(shí)讀教學(xué)過程中，教師可以運(yùn)用BIM技術(shù)手段來(lái)輔助教學(xué)，借助Revit，Navisworks等相關(guān)的BIM軟件來(lái)搭建模型、碰撞檢查、優(yōu)化管線、制作動(dòng)畫、模擬施工，學(xué)生通過掃碼的方式可以在手機(jī)上進(jìn)行觀察、識(shí)讀等操作。通過傳統(tǒng)與BIM現(xiàn)代化教學(xué)方法結(jié)合，能夠極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)能力的提升。

2)識(shí)讀圖紙化難為簡(jiǎn)。給排水施工圖的識(shí)讀是《給排水工程識(shí)圖》的一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)，熟練識(shí)讀給排水圖紙是學(xué)生能夠進(jìn)行后期的算量、建模工作打下基礎(chǔ)的保障，利用Revit軟件對(duì)給排水管道、衛(wèi)生器具、附件等進(jìn)行參數(shù)化設(shè)置，可以讓學(xué)生切身接觸管線的設(shè)計(jì)過程，對(duì)管道管徑、標(biāo)高、材質(zhì)、顏色等的設(shè)置可以讓學(xué)生更加直觀地觀察管道變化情況，從而更加加深了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的理解程度。利用BIM技術(shù)可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。

3)鞏固傳統(tǒng)教學(xué)手段?！督o排水工程識(shí)圖》課程中的給排水基礎(chǔ)知識(shí)以及給水方式的講解中，利用傳統(tǒng)的信息化教學(xué)手段按照給水的路徑逐步進(jìn)行描述，可以更好地幫助學(xué)生理清思路，理解給水與管道變化的關(guān)系，以及管道上一些閥門、法蘭等附件的作用，讓學(xué)生能跟隨老師的思路靈活分析理解問題。

4.3 課程考核方式改革

《給排水工程識(shí)圖》傳統(tǒng)的考核方式為圖紙+試題的方式，給定學(xué)生紙質(zhì)的給排水圖紙，通過識(shí)讀圖紙來(lái)回答試題中相應(yīng)的問題，試題內(nèi)容大多為問答題的形式，這種方式能夠考察學(xué)生基本知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，但是對(duì)于專業(yè)知識(shí)的靈活運(yùn)用起不到考察的目的，同時(shí)也不能應(yīng)對(duì)BIM中級(jí)設(shè)備證書的考核要求。在傳統(tǒng)考核方式的基礎(chǔ)上添加BIM應(yīng)用，考察的方式可以通過機(jī)考來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以給定學(xué)生電子施工圖紙及試卷，試卷內(nèi)容包括理論和實(shí)操兩部分。其中理論部分包括單選、多選、判斷、填空等題型，主要考察給排水識(shí)圖的理論知識(shí)，考察學(xué)生對(duì)于課本知識(shí)的掌握程度，可以設(shè)置40%的分值；實(shí)操部分主要為建模題，可以要求學(xué)生搭建圖紙某個(gè)區(qū)域或者局部的模型，模型內(nèi)容可以涵蓋衛(wèi)生器具、給排水管道、閥門法蘭等構(gòu)件的繪制及其屬性值的設(shè)置，通過學(xué)生模型搭建的準(zhǔn)確性和完整性來(lái)給定分?jǐn)?shù)，可以設(shè)置60%的分值。

5 結(jié)語(yǔ)

1+X證書制度是職業(yè)教育基本制度的一次重要變革，對(duì)于傳統(tǒng)課程的革新有很大的促進(jìn)作用，本文主要以《給排水工程識(shí)圖》課程為例，分析該課程在內(nèi)容、方法、考核方式中存在的教學(xué)問題，將BIM引入課程教學(xué)中去，運(yùn)用Revit和Navisworks軟件搭建模型的優(yōu)勢(shì)來(lái)輔助教學(xué)，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)的目的。將BIM中級(jí)設(shè)備證書融入到課程教學(xué)中去，開設(shè)BIM獨(dú)立課程，利用BIM技術(shù)引領(lǐng)信息化課程教學(xué)，制定給排水識(shí)圖的課程教學(xué)方案，實(shí)現(xiàn)課證融通的目的。