基于BIM的高職建筑力學(xué)課程教學(xué)改革

李巍娜

廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西南寧 530007

建筑力學(xué)是建筑工程技術(shù)專業(yè)中的一門基礎(chǔ)性課程，主要包含理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)三個(gè)方面的內(nèi)容。在日常教學(xué)中，可以通過現(xiàn)代化技術(shù)手段的運(yùn)用、創(chuàng)新教學(xué)模式與教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)熱情，保證課堂教學(xué)效果。如何利用BIM解決以往教學(xué)中存在的不足，提升學(xué)生專業(yè)知識學(xué)習(xí)效果呢？本文就此進(jìn)行分析。

1 BIM相關(guān)內(nèi)容

1.1 BIM技術(shù)

BIM(Building Information Modeling)的全稱為建筑信息模型，主要是以建筑工程項(xiàng)目相關(guān)信息為基礎(chǔ)，通過運(yùn)用信息技術(shù)手段構(gòu)建的建筑模型，將建筑物所具備的信息以直觀具體的方式呈現(xiàn)出來。BIM技術(shù)作為數(shù)據(jù)化工具，在建筑工程技術(shù)專業(yè)課程中運(yùn)用，可以將抽象的理論知識以直觀的方式呈現(xiàn)出來，使學(xué)生對建筑工程形成更加具體的了解，增加課堂教學(xué)效果的同時(shí)，優(yōu)化理論知識教學(xué)過程，提升教育工作水平。

1.2 BIM技術(shù)在教育中運(yùn)用的優(yōu)勢

第一，實(shí)現(xiàn)可視化教學(xué)。在建筑力學(xué)中，BIM技術(shù)手段的運(yùn)用能夠?qū)⒄n本中的內(nèi)容以三維立體的方式呈現(xiàn)出來，可以讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的快樂，獲得更多積極的情感體驗(yàn)。以往課堂教學(xué)中，教師主要是以理論灌輸?shù)姆绞?，將課本中的內(nèi)容直接傳授給學(xué)生。BIM技術(shù)的運(yùn)用，可以為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)可視化的學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠讓學(xué)生快速投入課本知識學(xué)習(xí)中，使其利用理論知識分析學(xué)習(xí)模型，借助理論知識解決問題，觀察數(shù)據(jù)模型的變化，以此深化建筑力學(xué)課本知識學(xué)習(xí)效果，為學(xué)生全面發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

第二，實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)式教學(xué)。在課堂教學(xué)中，教師可以利用BIM技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)建建筑模型，為學(xué)生布置個(gè)性化學(xué)習(xí)任務(wù)，使其在實(shí)踐的過程中感受文化知識生成過程，豐富學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，以此提升課本知識學(xué)習(xí)效果。此外，教師可以結(jié)合課本知識內(nèi)容，為學(xué)生設(shè)計(jì)建筑項(xiàng)目模型，并引導(dǎo)學(xué)生自主分配項(xiàng)目角色或者學(xué)習(xí)任務(wù)，參與理論知識學(xué)習(xí)中，使其對建筑工程相關(guān)內(nèi)容形成更加深刻的認(rèn)識與理解，為學(xué)生接下來學(xué)習(xí)做好鋪墊。

第三，強(qiáng)化學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)效果。對于高職學(xué)生來講，建筑力學(xué)內(nèi)容過于抽象，會因?yàn)闊o法理解課本知識而出現(xiàn)消極的學(xué)習(xí)情緒。BIM技術(shù)的運(yùn)用，為學(xué)生創(chuàng)建真實(shí)的建筑模型，可以輔助教師進(jìn)行針對性教學(xué)，能夠讓學(xué)生獲得更多積極的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而提升基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)效果，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力與素質(zhì)培養(yǎng)的目的。鑒于此，提升對BIM技術(shù)的運(yùn)用，借此創(chuàng)新教學(xué)手段與教學(xué)過程，促使學(xué)生更好的學(xué)習(xí)建筑力學(xué)知識。

2 高職建筑力學(xué)教學(xué)中存在的問題

2.1 教學(xué)知識難度較大

在建筑力學(xué)課程中，各個(gè)環(huán)節(jié)理論知識之間的聯(lián)系比較密切，學(xué)生不僅要完成基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，同時(shí)還要掌握實(shí)踐操作方法，以此實(shí)現(xiàn)知識的學(xué)習(xí)效果。但是在課堂教學(xué)中，各個(gè)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容比較復(fù)雜，若是某一個(gè)知識點(diǎn)沒有掌握，那么就會影響學(xué)生接下來的學(xué)習(xí)。當(dāng)前建筑力學(xué)教材中的知識點(diǎn)跨度較大，有一定的學(xué)習(xí)難度，不能保證學(xué)生基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)效果，增加教學(xué)的難度。

2.2 教學(xué)手段單一

課堂教學(xué)中，教師一般會采用板書結(jié)合PPT的方式組織教學(xué)。這一教學(xué)方法的運(yùn)用，雖然完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)課本知識教學(xué)的目的。但是無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生真正地參與課堂學(xué)習(xí)中。在現(xiàn)代化教學(xué)模式下，要求教師采用多元化教學(xué)手段開展基礎(chǔ)知識教學(xué)，將課本知識以生動(dòng)有趣的方式呈現(xiàn)出來，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生能力與素質(zhì)的目的，為學(xué)生更好學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。單一教學(xué)方法的運(yùn)用，不僅無法實(shí)現(xiàn)高職院校人才培養(yǎng)的目的，同時(shí)還會影響基礎(chǔ)知識教學(xué)效果，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)。

2.3 學(xué)生自身問題

高職建筑力學(xué)課程教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是高質(zhì)量教育工作的保障，也是推動(dòng)高職人才培養(yǎng)工作順利實(shí)施的重要前提。通過對建筑力學(xué)課程教學(xué)情況的分析，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度消極、參與理論知識學(xué)習(xí)熱情不高。經(jīng)分析，造成這一問題的因素主要有以下幾點(diǎn)：第一，教材內(nèi)容難度大，增加學(xué)生學(xué)習(xí)壓力。部分高職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較薄弱，對理論性較強(qiáng)的課本知識會產(chǎn)生抵觸心理，沒有自信。第二，低沉的教學(xué)氛圍，無法激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)熱情。在課堂教學(xué)中，師生之間的互動(dòng)較少，主要是課本知識交流為主。在這一學(xué)習(xí)氛圍下，學(xué)生認(rèn)為建筑力學(xué)課程過于沉悶，無法從中獲得快樂，失去學(xué)習(xí)的熱情。在教學(xué)改革中，不僅要做好專業(yè)知識教育工作，同時(shí)還要結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，選擇適合的方法開展教學(xué)，只有這樣才能滿足學(xué)生文化知識學(xué)習(xí)需求，改變當(dāng)前學(xué)生消極的態(tài)度，為高質(zhì)量教育工作開展提供支持。

2.4 教學(xué)評價(jià)問題

在建筑力學(xué)教育工作中，教師會在理論知識后，利用考試的方式檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，了解學(xué)生基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)情況?，F(xiàn)代教育中，要求教師對學(xué)生進(jìn)行文化知識、業(yè)務(wù)素養(yǎng)等多方面的評價(jià)，讓學(xué)生在教師的評價(jià)下形成積極發(fā)展的意識。結(jié)果性評價(jià)方式雖然可以幫助教師了解學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握情況，但是無法使教師了解學(xué)生文化素養(yǎng)與能力培養(yǎng)的情況，不能為專業(yè)人才培養(yǎng)工作開展提供支持。若仍以這一教學(xué)評價(jià)方式對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評判，會影響教育改革，無法激發(fā)學(xué)生自我發(fā)展與成長意識。

3 BIM在高職建筑力學(xué)教學(xué)改革中的運(yùn)用

3.1 創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，豐富學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)

高職是培養(yǎng)技術(shù)型人才的重要場所，擔(dān)任著為社會輸送高素質(zhì)技能型人才的重要責(zé)任。在建筑力學(xué)課程教學(xué)中，需要以學(xué)校人才培養(yǎng)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，對教材內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，為學(xué)生營造輕松學(xué)習(xí)氛圍，實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。當(dāng)前建筑力學(xué)教材中理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)三個(gè)方面的知識比較抽象、零散。日常教學(xué)中，教師并沒有根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，過分依賴教材內(nèi)容，出現(xiàn)與學(xué)生認(rèn)知規(guī)律不符的情況。BIM的運(yùn)用，可以幫助教師將分散的理論知識整合在一起，設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)方案，讓學(xué)生在基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的過程中綜合素質(zhì)與能力得到提升。

以理論力學(xué)知識為例，該內(nèi)容要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中形成建模能力、分析能力、計(jì)算能力與判斷能力。對學(xué)生進(jìn)行建模能力培養(yǎng)時(shí)，教師可以根據(jù)教材內(nèi)容，利用BIM為學(xué)生設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)模型，引導(dǎo)學(xué)生在模型探究中理解課本知識，并進(jìn)行實(shí)踐，形成建模能力。此外，教師可以在原有知識基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展與延伸，為學(xué)生呈現(xiàn)與建筑力學(xué)有關(guān)的內(nèi)容，讓學(xué)生在信息技術(shù)的支持下了解更多與專業(yè)知識有關(guān)的內(nèi)容，為實(shí)踐運(yùn)用做好鋪墊。這樣一來，不僅可以強(qiáng)化基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)效果，同時(shí)能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，為學(xué)生更好學(xué)習(xí)與發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。BIM技術(shù)可視化功能的運(yùn)用，豐富教學(xué)內(nèi)容，拓展學(xué)生的知識范圍。日常教學(xué)中，應(yīng)加強(qiáng)對該技術(shù)手段的運(yùn)用，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)過程與能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

3.2 創(chuàng)新課堂方法，提升教育工作質(zhì)量

在高職建筑力學(xué)教學(xué)改革中，需要對教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動(dòng)參與課本知識學(xué)習(xí)中，為學(xué)生理論素養(yǎng)與實(shí)踐能力培養(yǎng)提供內(nèi)在支持。日常教學(xué)中，轉(zhuǎn)變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生在教師的引導(dǎo)下主動(dòng)參與理論知識學(xué)習(xí)，構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡(luò)。課堂活動(dòng)中，教師可以利用BIM工程案例開展教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生呈現(xiàn)與課本知識相關(guān)的案例，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，使其在實(shí)踐學(xué)習(xí)中提升自身解決問題能力，為實(shí)踐操作能力培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

例如，進(jìn)行“材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能”教學(xué)時(shí)，教師可以利用BIM技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)建真實(shí)的建筑模型，將此作為教學(xué)案例，講解材料的拉伸和壓縮，并為學(xué)生演示低碳鋼、其他塑性材料、鑄鐵的拉伸，利用模型與理論結(jié)合的方式，使學(xué)生了解什么是力學(xué)性能，并在教師演示的過程中掌握各個(gè)類型材料的力學(xué)性能，為了提升學(xué)生參與熱情，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合BIM模型自主實(shí)踐操作，利用三維立體模型，鞏固材料在拉伸和壓縮時(shí)力學(xué)性能相關(guān)知識，讓學(xué)生在課堂知識學(xué)習(xí)中獲得更多成就感，真正地理解課本知識，為學(xué)生專業(yè)發(fā)展助力。

在日常教學(xué)中，靈活運(yùn)用BIM技術(shù)，創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，為學(xué)生營造真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題，讓學(xué)生獲得更多實(shí)踐學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)與感受，以此提高課堂教學(xué)質(zhì)量，為教育工作改革創(chuàng)新提供更多的經(jīng)驗(yàn)支持。

3.3 加強(qiáng)BIM的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在建筑力學(xué)課程教學(xué)改革中，應(yīng)注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)，結(jié)合基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)情況，根據(jù)教材內(nèi)容，選擇有趣的方法開展教學(xué)活動(dòng)，將難以理解的課本知識以生動(dòng)形象的方式呈現(xiàn)出來，為學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課堂教學(xué)中，教師可以將課本中平面知識以三維立體的方式呈現(xiàn)出來，利用圖片、模型、動(dòng)畫等方式開展教學(xué)，加深學(xué)生對理論知識的理解，增加理論知識與實(shí)際的聯(lián)系，為學(xué)生學(xué)好課程知識提供支持。

BIM技術(shù)手段的運(yùn)用，可以為學(xué)生創(chuàng)建三維模型，將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)受力分析與計(jì)算過程變得更加直接，加深學(xué)生對結(jié)構(gòu)受力分析的認(rèn)知。實(shí)際教學(xué)中，教師可以將教材內(nèi)容與實(shí)際聯(lián)系在一起，為學(xué)生創(chuàng)建生活中常見建筑的模型，如教學(xué)樓、圖書館等，將此作為教學(xué)模型，為理論知識講解提供模型支持。這一教學(xué)方法的運(yùn)用，可以激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生認(rèn)識到理論知識與實(shí)際生活之間的關(guān)聯(lián)，形成運(yùn)用知識解決問題的良好品質(zhì)。此外，教師可以利用BIM開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方法，解決實(shí)驗(yàn)室教學(xué)器材不全的問題。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比，BIM實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的運(yùn)用，增加教學(xué)的直觀性，同時(shí)可以滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作的需求，無形中提升教育工作質(zhì)量與水平。

在“靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析”教學(xué)中，教師可以利用BIM技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的媒介，輔助學(xué)生認(rèn)識軸向拉壓桿、扭轉(zhuǎn)軸、平面彎曲梁、平面剛架、平面桁架、平面組合結(jié)構(gòu)、三鉸拱。當(dāng)學(xué)生認(rèn)識上述內(nèi)容后，教師可以為學(xué)生展示三維立體模型，讓學(xué)生說出上述內(nèi)容所在的位置，并說出其作用與功能。當(dāng)實(shí)踐結(jié)束后，可以引導(dǎo)學(xué)生選擇自己熟悉的建筑物，并分析該建筑物中包含的結(jié)構(gòu)，以此強(qiáng)化基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)效果。直觀教學(xué)方法的運(yùn)用，改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)情況，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)高效課堂構(gòu)建。

3.4 創(chuàng)新教學(xué)評價(jià)，促使學(xué)生全面發(fā)展

在BIM的支持下，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的創(chuàng)新，促使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)專業(yè)知識。課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)評價(jià)方式，結(jié)合學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生進(jìn)行全過程評價(jià)，讓學(xué)生在文化知識學(xué)習(xí)中綜合素質(zhì)與能力得到發(fā)展，為學(xué)生更好學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。首先，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價(jià)。在教學(xué)評價(jià)中，對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、思維品質(zhì)等進(jìn)行多方面的評價(jià)，并借助BIM可視化的方式，將學(xué)生每個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)情況體現(xiàn)出來，使學(xué)生對自身學(xué)習(xí)狀態(tài)形成清晰的認(rèn)識，將此作為學(xué)生專業(yè)知識學(xué)習(xí)的指導(dǎo)，為學(xué)生全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。其次，對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，讓學(xué)生對自身基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)能力產(chǎn)生初步的認(rèn)識，并參考教師的建議，進(jìn)行針對性學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)自身學(xué)習(xí)上的不足，提升專業(yè)知識學(xué)習(xí)效果。最后，創(chuàng)新教學(xué)評價(jià)主體。在教學(xué)改革背景下，以教師為主的教學(xué)評價(jià)方式，不僅無法體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位，同時(shí)也不利于建筑力學(xué)創(chuàng)新發(fā)展。因此，教師可以在原有的教學(xué)評價(jià)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新評價(jià)主體，邀請學(xué)生參與評價(jià)中，對自身學(xué)習(xí)情況、其他人學(xué)習(xí)能力、教師教學(xué)水平進(jìn)行評價(jià)，使學(xué)生在評價(jià)中認(rèn)識到自身的課堂主人公地位，獲得更多的成就感與自信心，為專業(yè)知識學(xué)習(xí)提供內(nèi)在動(dòng)力。

結(jié)語

在高職建筑力學(xué)課程教學(xué)中，教學(xué)改革勢在必行，是培養(yǎng)現(xiàn)代化優(yōu)秀人才，提升學(xué)生綜合素質(zhì)的重要舉措。日常教學(xué)中，將BIM技術(shù)運(yùn)用在教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新與教學(xué)方法創(chuàng)新中，發(fā)揮該技術(shù)手段的優(yōu)勢，激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)意識，使學(xué)生在輕松的學(xué)習(xí)范圍中，理論知識學(xué)習(xí)能力與實(shí)踐能力得到提升。創(chuàng)新教學(xué)評價(jià)方式，激發(fā)學(xué)生自我發(fā)展意識，為學(xué)生專業(yè)能力與素質(zhì)培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。