謝 軒,涂勁松
(皖西學(xué)院 建筑與土木工程學(xué)院,安徽 六安 237012)
伴隨著建筑信息化技術(shù)的發(fā)展,智能化建筑成為發(fā)展的主流,尤其以BIM技術(shù)應(yīng)用最為典型[1],相關(guān)課程已成為高校建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生提升重點(diǎn)。BIM系列課程知識(shí)點(diǎn)具有涉及專業(yè)廣、操作難度大等特點(diǎn),同時(shí)對(duì)授課教師要求較高,有別于其他專業(yè)課程。如何充分利用高校課程資源,深度挖掘?qū)I(yè)師生教學(xué)潛力,形成系統(tǒng)性的教學(xué)閉環(huán),最終提升課程教學(xué)效果,是教學(xué)質(zhì)量改革提升工程中研究的熱點(diǎn),也是教學(xué)授課環(huán)節(jié)上不可回避的問(wèn)題。
面對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用,我國(guó)的建筑行業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的變化,各類高校也紛紛把BIM技術(shù)融入到教學(xué)中[2]。課程主要由BIM理論及軟件實(shí)操組成,同時(shí)具有跨專業(yè)、多學(xué)科融合的特點(diǎn),但由于教學(xué)技術(shù)難度較大,教師本身往往未能吃透知識(shí)難點(diǎn)。在實(shí)際的教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中,沒(méi)有行之有效的手段來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)所知,最終導(dǎo)致授課過(guò)程浮于表面,學(xué)生仍停留在對(duì)BIM相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的初級(jí)階段,無(wú)法適應(yīng)和滿足社會(huì)及用人單位的需求。
BIM系列課程包括BIM理論知識(shí)講授和課內(nèi)軟件實(shí)操環(huán)節(jié),但在面對(duì)龐大的BIM課程體系時(shí),授課教師往往容易受限于課本內(nèi)容,在課程課時(shí)與知識(shí)點(diǎn)講授的選擇上難以權(quán)衡,無(wú)法在有效課時(shí)內(nèi)傳授BIM系列前沿理論知識(shí)與操作重點(diǎn),BIM的授課內(nèi)容缺乏前瞻性。特別是在在以REVIT及PKPM系列軟件的教學(xué)授課環(huán)節(jié)上,往往只追求課本內(nèi)容給定模型的翻模操作訓(xùn)練,學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的預(yù)期性過(guò)于容易達(dá)成,知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和總結(jié)缺乏主動(dòng)性和目的性,授課效果不佳。
缺乏前瞻性的建筑學(xué)BIM系列課程成果可以預(yù)期,以教材內(nèi)給定的建筑模型進(jìn)行翻模教學(xué),并通過(guò)學(xué)生的翻模結(jié)果對(duì)教學(xué)成果進(jìn)行評(píng)價(jià),其成果具有可預(yù)期性和同一性。學(xué)習(xí)能力不同的學(xué)生之間往往無(wú)法在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)自身成果進(jìn)行反思與對(duì)比,課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)定位較為模糊,不能形成對(duì)學(xué)習(xí)成果的多角度評(píng)判,教學(xué)效果必定與社會(huì)需求,甚至與同類院校之間存在較大差距,學(xué)生對(duì)所學(xué)所知在沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)類競(jìng)賽及實(shí)踐項(xiàng)目的檢驗(yàn)下缺乏應(yīng)用自信,沒(méi)有實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)將最終導(dǎo)致學(xué)生在應(yīng)用此項(xiàng)技能時(shí)有畏縮情緒。
高校在BIM系列課程的教學(xué)過(guò)程中,多采用結(jié)合相關(guān)專業(yè)競(jìng)賽來(lái)強(qiáng)化學(xué)生BIM技能應(yīng)用這一手段,這些措施一定程度上有利于提高學(xué)生相關(guān)技能水平并產(chǎn)生良好的效果,但多數(shù)手段止步于此,同時(shí)由于對(duì)授課結(jié)果缺乏系統(tǒng)性的總結(jié)凝練,對(duì)成果無(wú)反饋,不能形成良性發(fā)展的教學(xué)體系。其教學(xué)效果只在競(jìng)賽成果中有所體現(xiàn),沒(méi)有進(jìn)一步挖掘優(yōu)秀學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力和教師的指導(dǎo)效果,課程授課成果類型較為單薄,且每年重復(fù),影響教師授課的積極性和學(xué)生對(duì)專業(yè)技能未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的重視程度。
BIM技術(shù)作為建筑行業(yè)的前沿技術(shù),知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,實(shí)踐要求較高,在建筑學(xué)專業(yè)的教學(xué)過(guò)程中有一定的授課難度。在目前的部分高校中,BIM課程的教學(xué)評(píng)價(jià)重點(diǎn)偏向于學(xué)生與教材,過(guò)分依賴課件內(nèi)容的流水式講授,而技術(shù)操作難點(diǎn)和重點(diǎn)的解析不夠深入,特別是與實(shí)際工程案例的結(jié)合基本沒(méi)有。
造成這一現(xiàn)象的原因主要是因?yàn)锽IM課程教學(xué)對(duì)教師的評(píng)價(jià)及要求較低,作為課程主導(dǎo)對(duì)BIM技術(shù)認(rèn)識(shí)不足,BIM項(xiàng)目難點(diǎn)了解不深,沒(méi)有吃透教材,更沒(méi)有系統(tǒng)性的培訓(xùn)學(xué)習(xí),甚至沒(méi)有參與過(guò)實(shí)際的BIM項(xiàng)目,教學(xué)內(nèi)容受限于書本,最終影響到教學(xué)效果。
BIM系統(tǒng)本身就是一個(gè)完整成熟的技術(shù)體系,在教學(xué)過(guò)程中,不僅要求師生要有對(duì)BIM技術(shù)知識(shí)重難點(diǎn)的把握,還要有相關(guān)的專業(yè)競(jìng)賽對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行實(shí)踐。同時(shí)針對(duì)掌握較好的學(xué)生,應(yīng)有相應(yīng)的BIM項(xiàng)目進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,讓學(xué)生能夠更加宏觀的感受和掌握BIM技術(shù)的核心應(yīng)用魅力。在具備一定的理論和實(shí)操基礎(chǔ)之后,應(yīng)通過(guò)如BIM中心這樣的技術(shù)平臺(tái)對(duì)成果進(jìn)行總結(jié)凝練,讓學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)的后期能夠繼續(xù)延伸知識(shí)脈絡(luò),探尋BIM技術(shù)的未來(lái)發(fā)展的方向和可能性。
如果僅僅針對(duì)其操作技能方面進(jìn)行講授,很容易讓學(xué)生對(duì)BIM技術(shù)形成狹隘的認(rèn)識(shí)觀點(diǎn),這種觀點(diǎn)一旦形成,則很難再系統(tǒng)的看待BIM技術(shù),無(wú)法形成完整的教學(xué)閉環(huán),學(xué)生之前所掌握的相關(guān)知識(shí)可能會(huì)逐漸淡化,最終影響教學(xué)效果。
為切實(shí)提升BIM課程教學(xué)效果,在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)緊緊圍繞“三驅(qū)兩點(diǎn)一環(huán)”這一原則,針對(duì)建筑學(xué)BIM課程整體環(huán)節(jié)進(jìn)行梳理。所謂“三驅(qū)兩點(diǎn)一環(huán)”原則,是指以“專業(yè)競(jìng)賽、縱橫向科研課題及BIM技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新中心平臺(tái)”三個(gè)方面為教學(xué)驅(qū)動(dòng),抓住教學(xué)過(guò)程中的“教師與學(xué)生”這兩個(gè)重要參與點(diǎn),用系統(tǒng)的眼光看待BIM課程的整個(gè)教學(xué)過(guò)程,使授課環(huán)節(jié)中的各個(gè)教學(xué)要素形成一個(gè)系統(tǒng)性的教學(xué)閉環(huán),具體見圖1。
圖1 基于“三驅(qū)兩點(diǎn)一環(huán)”原則下的教學(xué)效果閉環(huán)及要素Fig.1 Closed loop and elements of teaching effect based on the principle of"three drives,two points and one ring"
BIM以其可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、項(xiàng)目全周期的信息集成優(yōu)化性等諸多優(yōu)勢(shì)而被建筑市場(chǎng)和重視[3]。對(duì)于這門應(yīng)用型很強(qiáng)的專業(yè)課程,效果評(píng)價(jià)不應(yīng)僅以結(jié)課成果為標(biāo)準(zhǔn),更應(yīng)該考慮將學(xué)習(xí)效果在專業(yè)技能大賽中進(jìn)行驗(yàn)證,相關(guān)的專業(yè)競(jìng)賽如安徽省大學(xué)生BIM技術(shù)應(yīng)用大賽及中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽,這類教育廳承認(rèn)的AB類學(xué)科競(jìng)賽,具有很強(qiáng)的權(quán)威性和指導(dǎo)性,能夠?qū)虒W(xué)成果進(jìn)行指導(dǎo)驗(yàn)證。在教學(xué)環(huán)節(jié)上引入競(jìng)賽機(jī)制進(jìn)行講授,教賽結(jié)合,以競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式,方能強(qiáng)化學(xué)生所學(xué),檢驗(yàn)學(xué)生成果,樹立課程信心和教學(xué)基本目標(biāo)。
BIM技術(shù)應(yīng)用可結(jié)合綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái),在應(yīng)用點(diǎn)上進(jìn)行BIM項(xiàng)目的技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐[4]。在專業(yè)競(jìng)賽和縱橫向科研項(xiàng)目成果實(shí)踐的基礎(chǔ)上,建立相應(yīng)的BIM技術(shù)協(xié)同應(yīng)用研究中心平臺(tái),通過(guò)中心去吸納對(duì)BIM技術(shù)有需求的教師及學(xué)生成員,形成穩(wěn)定的BIM團(tuán)隊(duì),對(duì)競(jìng)賽及項(xiàng)目成果進(jìn)行總結(jié)凝練,進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化,與本土科研企業(yè)及單位合作,完成技術(shù)轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。同時(shí)建立國(guó)家BIM技能等級(jí)考試考點(diǎn)平臺(tái),增強(qiáng)學(xué)生及教師隊(duì)伍的BIM技術(shù)權(quán)威性和規(guī)范性,擴(kuò)大高校BIM技術(shù)應(yīng)用及成果的影響力,產(chǎn)生品牌效應(yīng),強(qiáng)化學(xué)生及教師對(duì)BIM課程的自信心,在科研及技能考試平臺(tái)驅(qū)動(dòng)的影響下,將教學(xué)過(guò)程的被動(dòng)性轉(zhuǎn)化為自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
建筑學(xué)專業(yè)的BIM系列課程不同于常規(guī)的理論及實(shí)踐課程,其核心內(nèi)容不僅限于對(duì)技術(shù)軟件的實(shí)操,還包括對(duì)BIM理論及前沿態(tài)勢(shì)發(fā)展的了解和把握。為了培養(yǎng)應(yīng)用型的BIM人才,除了熟練掌握軟件操作技能之外,授課教師還需要具有深厚的工程實(shí)踐背景[5],BIM課程教學(xué)環(huán)節(jié)必須提高對(duì)教師能力的重視,教師在授課之前,須有較為充分的課前準(zhǔn)備。這種準(zhǔn)備一是指對(duì)課程內(nèi)容重難點(diǎn)的熟練掌握,二是需要在以BIM技術(shù)為主要手段的企業(yè)及科研單位進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn),以了解BIM系統(tǒng)的整個(gè)流程,方能在教授學(xué)生的過(guò)程中做到不片面、不狹隘,讓學(xué)生形成系統(tǒng)的BIM技術(shù)理念。
針對(duì)建筑學(xué)學(xué)生而言,BIM系列課程學(xué)習(xí)不應(yīng)局限于對(duì)課內(nèi)知識(shí)點(diǎn)的掌握,同時(shí)還應(yīng)主動(dòng)參與學(xué)術(shù)講座以及專業(yè)競(jìng)賽,對(duì)BIM項(xiàng)目也應(yīng)有所涉及。與此同時(shí),課外的自我提升也非常重要,利用學(xué)校平臺(tái),積極進(jìn)行專業(yè)技能等級(jí)認(rèn)證考試,主動(dòng)融入BIM創(chuàng)新協(xié)同中心團(tuán)隊(duì),在實(shí)操中進(jìn)行跨專業(yè)多平臺(tái)的演練,方可在課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)BIM技術(shù)形成系統(tǒng)和發(fā)展的眼光,從質(zhì)的角度提升專業(yè)技術(shù)水平。
對(duì)建筑學(xué)課程而言,不論專業(yè)理論課還是設(shè)計(jì)實(shí)踐課,形成一個(gè)完整的教學(xué)閉環(huán)是課程效果提升的重要手段。這就要求必須立足高處,縱觀整個(gè)BIM教學(xué)過(guò)程及環(huán)節(jié),在競(jìng)賽、項(xiàng)目和平臺(tái)建設(shè)三個(gè)驅(qū)動(dòng)基本成型之時(shí),重點(diǎn)圍繞建筑學(xué)BIM課程特點(diǎn),結(jié)合授課實(shí)際情況,與課程發(fā)展無(wú)縫對(duì)接,最終形成行之有效的教學(xué)閉環(huán)。
首先應(yīng)結(jié)合課程進(jìn)度及內(nèi)容來(lái)對(duì)教學(xué)成果目標(biāo)進(jìn)行預(yù)期安排。在授課初期,依托專業(yè)類競(jìng)賽,組成參與各類大賽的學(xué)生團(tuán)隊(duì),明確以專業(yè)競(jìng)賽成果為結(jié)課內(nèi)容的課程目標(biāo),在授課過(guò)程中針對(duì)參與不同競(jìng)賽的學(xué)生進(jìn)行分類指導(dǎo),讓學(xué)生在競(jìng)賽及學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)BIM課程教學(xué)內(nèi)容做到“學(xué)有所用,賽有所獲”。
其次在課程中后期,結(jié)合教學(xué)過(guò)程及競(jìng)賽效果,遴選學(xué)生成員參與教師主導(dǎo)的相關(guān)科研及教研項(xiàng)目,對(duì)涉及到的橫向課題有選擇性的安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐,強(qiáng)化學(xué)生BIM技能的專業(yè)性和競(jìng)爭(zhēng)力。
最后教師與學(xué)生應(yīng)依托三個(gè)教學(xué)驅(qū)動(dòng)形成常態(tài)化聯(lián)系。在建筑學(xué)五年的學(xué)習(xí)生涯中不斷積累反饋,并認(rèn)真總結(jié)完善,優(yōu)化驅(qū)動(dòng)發(fā)展,方能讓BIM課程形成具有實(shí)踐意義的教學(xué)系統(tǒng)閉環(huán),達(dá)到BIM課程在建筑學(xué)專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)。
在進(jìn)行教學(xué)改革前,BIM系列課程目標(biāo)不夠明確,結(jié)課形式單一,成果匱乏,學(xué)生在沒(méi)有經(jīng)歷競(jìng)賽檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果的情況下往往缺乏專業(yè)自信,技能知識(shí)掌握不牢。同時(shí)由于競(jìng)賽與課程內(nèi)容脫節(jié),造成“課內(nèi)無(wú)指向,課后無(wú)實(shí)踐”的不良后果,學(xué)生無(wú)法鞏固所學(xué)所知。專業(yè)平臺(tái)建設(shè)方面也是一片空白,學(xué)生及教師專業(yè)技能應(yīng)用范圍狹窄,學(xué)生基本未參與過(guò)教師縱橫向科研項(xiàng)目,專業(yè)基礎(chǔ)薄弱,行業(yè)及地區(qū)影響范圍小,專業(yè)品牌認(rèn)同低。
牢牢把握“三驅(qū)兩點(diǎn)一環(huán)”的教學(xué)原則,建筑學(xué)BIM課程改革效果與以往相比有了多項(xiàng)提升。通過(guò)教學(xué)改革,BIM系列課程形成完整閉環(huán),其中在部分環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)了零的突破,僅課程與競(jìng)賽的結(jié)合點(diǎn)就有四項(xiàng)之多,完全滿足學(xué)生對(duì)不同競(jìng)賽類別和專業(yè)技能知識(shí)點(diǎn)的掌握與需求。專業(yè)平臺(tái)建設(shè)從無(wú)到有,分別成立BIM技術(shù)應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新研究中心和安徽省BIM技能等級(jí)一級(jí)考試考點(diǎn)平臺(tái),學(xué)生參與項(xiàng)目比例明顯上升,改革前后效果對(duì)比總覽具體見表1。
表1 BIM課程教學(xué)改革前后效果總覽Tab.1 Overview of the effects before and after the BIM course teaching reform
通過(guò)對(duì)高校建筑學(xué)專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐,不僅提升學(xué)生的專業(yè)技能和BIM思維養(yǎng)成,也使得授課教師在教學(xué)過(guò)程中不斷進(jìn)步,不斷成熟。
在BIM課程教學(xué)備課環(huán)節(jié)中,利用行業(yè)資源,依托BIM技術(shù)企業(yè)對(duì)教師進(jìn)行BIM技術(shù)培訓(xùn),通過(guò)培訓(xùn),授課教師獲得BIM行業(yè)認(rèn)證的BIM結(jié)業(yè)資格證書。同時(shí)為進(jìn)一步提升教師授課質(zhì)量,多位教師獲得BIM等級(jí)考試考評(píng)員資格證書,為建筑學(xué)學(xué)生的BIM專業(yè)學(xué)習(xí)打造基礎(chǔ),做出表率。
建筑學(xué)學(xué)生在BIM課程開設(shè)的過(guò)程中,以BIM技能等級(jí)考試為基本要求,僅2019年,本??键c(diǎn)就有40名學(xué)生參加技能考試,通過(guò)率接近50%,在校階段即獲得專業(yè)技能等級(jí)資格認(rèn)證,強(qiáng)化了學(xué)生的專業(yè)自信。
BIM課程結(jié)課成果評(píng)價(jià)以競(jìng)賽作品為主,學(xué)生在指導(dǎo)老師的組織下參加專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽,如安徽省大學(xué)生BIM建筑設(shè)計(jì)大賽、中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽等,并自選競(jìng)賽主題組隊(duì)完成賽項(xiàng)。從近三年的競(jìng)賽結(jié)果來(lái)看,學(xué)生參與度逐年升高,獲獎(jiǎng)面及獲獎(jiǎng)等級(jí)不斷攀升,BIM大賽多次包攬全省一等獎(jiǎng),計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽作品更是在2019年獲得全國(guó)一等獎(jiǎng),結(jié)課作業(yè)質(zhì)量及完成率接近100%,競(jìng)賽成果見圖2。
圖2 BIM課程影響下的專業(yè)競(jìng)賽部分成果一覽Fig.2 A list of the results of professional competitions under the influence of“BIM”courses
吸納學(xué)有余力的學(xué)生參與縱橫向科研課題,在近三年的教學(xué)實(shí)踐中,團(tuán)隊(duì)圍繞教學(xué)共完成六安市衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑BIM咨詢方案1項(xiàng),為本土地區(qū)完成建筑改造方案3項(xiàng),同時(shí)借助競(jìng)賽品牌效應(yīng)與企業(yè)合作,為山河工業(yè)城二期提供建筑BIM裝配式拆解方案1項(xiàng)。橫向課題助力縱向科研,在近三年中,教學(xué)團(tuán)隊(duì)在BIM相關(guān)的教研及科研課題中也取得了很好的突破,獲得多項(xiàng)校級(jí)及省級(jí)項(xiàng)目,這些項(xiàng)目,不僅有專業(yè)教師的身影,同時(shí)也離不開BIM課程教學(xué)過(guò)程中學(xué)生團(tuán)隊(duì)的參與,具體成果見表2。
表2 近三年“BIM”教學(xué)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目及科研成果Tab.2 “BIM”teaching team projects and scientific research results in the past three years
在專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽及實(shí)踐項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)下,在專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下,BIM團(tuán)隊(duì)依托學(xué)校資源,成立皖西學(xué)院BIM技術(shù)應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新研究中心,中心配置高性能專用工作站,吸納了一大批優(yōu)秀的學(xué)生加入,涵蓋建筑學(xué)、給排水、土木工程等BIM相關(guān)專業(yè),形成良好的跨專業(yè)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)。中心助力BIM課程教學(xué)后端發(fā)展,為BIM相關(guān)的學(xué)科專業(yè)競(jìng)賽、縱橫向課題研究以及跨專業(yè)多學(xué)科的交流提供了優(yōu)質(zhì)平臺(tái)。依托此平臺(tái),截至2020年7月已完成橫向課題1項(xiàng),專業(yè)競(jìng)賽省級(jí)一等獎(jiǎng)多項(xiàng),國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)1項(xiàng),并主持完成多項(xiàng)省級(jí)及校級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。
在學(xué)校的指導(dǎo)下,BIM課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)接專業(yè)技能考試,成立安徽省BIM考試考點(diǎn),為建筑學(xué)及其他相關(guān)專業(yè)的學(xué)生及社會(huì)從業(yè)者提供便捷的技能等級(jí)考試服務(wù),擴(kuò)大了地區(qū)及行業(yè)中的影響力,樹立了良好的品牌形象,為高校與兄弟院校之間及行業(yè)間提供了穩(wěn)定的溝通渠道,具體平臺(tái)成果見表3。
表3 BIM協(xié)同中心及BIM考點(diǎn)平臺(tái)部分成果Tab.3 The results of the“BIM”collaboration center and“BIM”test center platform
創(chuàng)新性教育是當(dāng)代教育發(fā)展的指向標(biāo)[6],BIM系列課程的開設(shè),是對(duì)高校教師提升教學(xué)質(zhì)量效果的一項(xiàng)重要考驗(yàn)。在教學(xué)過(guò)程中,牢固樹立“三驅(qū)兩點(diǎn)一環(huán)”的教學(xué)原則,并將各項(xiàng)舉措落到實(shí)處,方能將課程精華傳授給學(xué)生,并達(dá)到BIM課程開設(shè)的核心目標(biāo)。在未來(lái)的BIM課程教學(xué)中,應(yīng)重點(diǎn)依托BIM協(xié)同中心平臺(tái),融合多專業(yè)跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì),將BIM系列課程的教學(xué)質(zhì)量效果提升到更高的層次。