建筑工程識圖課程混合式教學改革探討＊

顏紅專 付小紅 王 露

（武昌工學院，湖北 武漢 430065）

1 22G101平法圖集解析

22G101平法全稱為混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖，從1996 年到2022 年，平法圖集發(fā)展經(jīng)歷了一次次的突破，使得設(shè)計工作量大大降低，而效率越來越高，同時在造價方面也有很大的突破。平法圖集從16G101到22G101的這次升級，具有很明顯的特征，主要體現(xiàn)在以下幾點：

（1）安全性

22G101 圖集的編制依據(jù)里新增了GB 55001-2021《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》和GB 55002-2021《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》兩條規(guī)范，使得其安全性更高。

（2）明確性

在參照以往圖集時，常常有很多爭論不休的問題。比如梁錨入柱問題，到底是按梁的標號計算錨固還是按柱的標號計算錨固，22G101圖集里給了明確的答復，肯定取錨固區(qū)的混凝土強度等級，也就是肯定取柱的混凝土標號。

（3）精確性

新圖集在文字描述方面用詞更加準確，同時圖集還新增了很多內(nèi)容，比如增加了梁兩層鋼筋之間的凈距離，并增加了兩層梁的箍筋類型，這樣使得箍筋長度可以更加精準計算出來，包括有些優(yōu)化的內(nèi)容，比如獨立基礎(chǔ)表達方式等。

（4）適用性

新平法圖集在材料、構(gòu)造等多方面都越來越接近工程實際情況，比如刪除了型號為HRB335的鋼筋和標號C20混凝土。以前三根并筋的柱子沒有合適的圖集依據(jù)，新圖集里增加了三根并筋的情況，同時增加了三根并筋的箍筋類型。新圖集把平時遇到過沒有依據(jù)的東西盡量給了標準依據(jù)。以前沒有分梁寬范圍內(nèi)和梁寬范圍外，使得施工時看圖不方便，而新圖集里直接分開了，使得看圖更便利。

2 建筑工程識圖課程的定位

對于土木工程專業(yè)學生來講，掌握建筑結(jié)構(gòu)施工圖是必備技能。平法設(shè)計是混凝土結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計表達方法的重大變革，其表達方法更加數(shù)字化、標準化、符號化，整體構(gòu)件分類明確的標識在施工圖中不僅層次清晰，不同構(gòu)件間相互關(guān)聯(lián)，而且直觀易懂，因此，在高校土木工程及相關(guān)專業(yè)開設(shè)建筑工程識圖課程十分必要。

自20 世紀90 年代開始，平法經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已逐漸被廣大的建筑業(yè)設(shè)計者所青睞。作為建筑類專業(yè)的學生，必須學習平法識圖的相關(guān)課程，才能看懂、讀懂施工圖，這也是其今后踏上建筑工程設(shè)計、施工、監(jiān)理、工程管理及工程造價等崗位時所具備的基本能力，故而高校建筑類專業(yè)開設(shè)建筑工程識圖這門課非常有必要。除此之外，相較傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)施工圖的表示方法，平法圖集用較少的圖紙展示同樣多的信息，其創(chuàng)造性設(shè)計部分和標準設(shè)計部分涇渭分明。學生在掌握其制圖規(guī)則的基礎(chǔ)上，標準構(gòu)造詳圖部分剖析了不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件及鋼筋使用部位與種類。同時，鋼筋工程量的計算需以平法結(jié)構(gòu)施工圖為基礎(chǔ)，二者聯(lián)系緊密，故相關(guān)專業(yè)學生必須進行系統(tǒng)的學習才能夠看得懂鋼筋的排布。建筑工程識圖課程作為一門多專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，相關(guān)專業(yè)學生應能理解鋼筋的基本知識，掌握基礎(chǔ)、梁、柱、板、剪力墻、樓梯等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平法識圖和鋼筋構(gòu)造的技能。了解鋼筋算量的基本思路，從而進一步理解設(shè)計人員的設(shè)計意圖，增強學生對圖紙的認知，提高學生對未來工作崗位的適應能力和解決實際案例中的復雜問題的能力。在最新的22G101 圖集中，對學生掌握平法識圖的能力有了更多新的要求。但在以往的傳統(tǒng)教學中，一直存在著許多問題，不管是老師的教學還是學生的收獲，都不能達到預定預期目標，所以該課程的改革迫在眉睫。

3 建筑工程識圖課程的教學現(xiàn)狀

目前，很多高校在建筑工程識圖這門課的教學上，大多還是采用比較單一的傳統(tǒng)教學模式，如多媒體演示加工程圖片演示。該方法對于建筑工程識圖這門課來講，學生通過看二維圖形難以與實際工程中的案例結(jié)合起來，內(nèi)容太過抽象。加上鋼筋節(jié)點構(gòu)造復雜、實際施工圖片的清晰度及圖片匱乏、實踐操作少、考核模式單一等特點，導致學生學習動力不足，積極性低，最終學習效果不理想。除此之外，還有以下方面的原因。

3.1 教材方面

隨著建筑行業(yè)日新月異的發(fā)展及社會大環(huán)境的變化，一些法規(guī)、規(guī)范更新較快，但一本優(yōu)質(zhì)的教材從立項到出版卻需要很長的一段時間，很多時候教材的內(nèi)容跟不上變化，一些新的技術(shù)、標準及規(guī)范等難以在教材里得到體現(xiàn)，從而導致教材里的內(nèi)容有些陳舊。比如現(xiàn)如今已出臺了22G101圖集了，但很多教材還是以16G101 圖集來編制，這導致教材上出現(xiàn)一些與現(xiàn)行規(guī)范標準不符的地方。如前面的22G101 圖集較之16G101圖集，變化還是較大，這樣很容易導致學生出現(xiàn)一些基本概念上的理解差異及計算的錯誤。長此以往，這樣的現(xiàn)象會給學生在自學和預習中產(chǎn)生自我矛盾和誤解，導致失去對課程學習的動力和積極性，甚至產(chǎn)生厭學情緒。

3.2 教學設(shè)計方面

從事建筑工程行業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員，需要掌握會看懂圖和構(gòu)造，還要會計算和精準施工管理的技能。首先，如果課堂上是單純地利用PPT 展示一遍工程圖片，學生多做練習方式，那么針對學生沒有現(xiàn)場實踐經(jīng)驗這一短板，腦海很難建立各種構(gòu)件中鋼筋具體布置的三維空間模型，并且老師的這種講授方法很容易使學生注意力不集中，缺乏學習熱情，學習效率低；其次，針對這門課，很多高校沒有安排對應的課程設(shè)計或?qū)嵱?，或者實踐時間及學時安排不合理，使得學生更加難以將理論知識聯(lián)系實踐，在今后的工作中難以推陳出新；最后，考核方式單一，常規(guī)的考核方法就是以試卷的形式設(shè)置單選題、判斷題、填空題和畫圖題等幾種題型進行期末考試。多年的數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)學生臨考前抱佛腳，最終考高分的不一定學好了這門課，考低分的也不一定很差，這也預示這種考核方式是不夠全面和科學的，畢竟這種模式下得出的成績的好壞不能代表其對知識的運用能力。

4 信息化技術(shù)與課程融合的混合式教學

隨著科學技術(shù)和社會的發(fā)展，信息技術(shù)在高校課堂作為一種教學輔助被廣泛應用。信息技術(shù)既是一種教學手段，也是一種學習方式，可較好地改善高校學生的學習方法，提高教學效率，從而提升整體的教學質(zhì)量。同時，信息技術(shù)手段的運用可為課堂營造良好的學習環(huán)境，增添一些教學趣味，激發(fā)學生的學習興趣。信息技術(shù)知識就像教學和學習過程中的一種耦合劑，美國學者科勒和米什拉在Shulman 提出的學科教學知識的基礎(chǔ)上提出了TPACK 教學理念。TPACK 教學框架包含三個核心要素和四個復合要素，其中，三個核心要素分別為學科內(nèi)容知識（CK）、教學法知識（PK）和技術(shù)知識（TK）；四個復合要素分別為學科教學知識（PCK）、整合技術(shù)的學科內(nèi)容知識（TCK）、整合技術(shù)的教學法知識（TPK）、整合技術(shù)的學科教學知識（TPACK）。對TPACK的研究結(jié)果表明，教師應當具備這種TPACK教學能力。技術(shù)和教學從來不是孤立的，想取得較好的教學效果就必須將兩者相融合，即技術(shù)與教學內(nèi)容和方式的整合。適當?shù)剡\用現(xiàn)代化信息技術(shù)設(shè)備，能更好幫助學生理解抽象的概念，直觀形象地接受新知識。在現(xiàn)如今的教育信息化時代，信息技術(shù)與課程的深度融合就是用新技術(shù)構(gòu)建學生為中心的課堂，從而革新教與學的方式。

4.1 信息化教學手段

在建筑工程識圖課程里，通過運用BIM技術(shù)，基于其良好的可視性、可模擬性，能夠很好地將因施工流程而隱蔽的建筑構(gòu)造層次進行完整展示。如現(xiàn)在的Revit、廣聯(lián)達、青橙量筋合一等軟件都能夠?qū)A(chǔ)、框架結(jié)構(gòu)、板式樓梯等在空間上進行整體直觀展示和細節(jié)內(nèi)部展示，形成整個結(jié)構(gòu)的立體模型和細部鋼筋算量。就憑這一點，是傳統(tǒng)的教學方式所達不到的。在《建筑工程識圖》課程教學中，就可用BIM技術(shù)來解決整體建筑模型展示和細部鋼筋布置模擬，如圖1~圖4所示。

圖1 抗震樓層框架梁KL縱筋三維鋼筋構(gòu)造

圖2 剪力墻BKL與LL重疊時的三維鋼筋構(gòu)造

圖3 無梁樓蓋ZSB和KZB的縱筋三維構(gòu)造

圖4 FT型樓梯的鋼筋三維構(gòu)造圖

通過三維模型圖，教師可更直觀地給學生講解構(gòu)件內(nèi)部的鋼筋排布情況，并加深學生對構(gòu)件鋼筋排布的理解。在課程教學內(nèi)容設(shè)置上，可以以本校教學樓工程為教學案例，通過智能識別DWG 圖紙、一鍵導入BIM 設(shè)計模型、云協(xié)同等方式建立BIM 三維鋼筋模型，從而建立基于BIM的三維鋼筋建模實訓課程項目。通過該實訓項目，學生可以通過新建工程、新建樓層、新建軸網(wǎng)、主體構(gòu)件建模等方式建立BIM三維模型，真正完成構(gòu)件的識圖及鋼筋算量，并從中可加深學生對鋼筋混凝土構(gòu)件布置、鋼筋排布、鋼筋計算原理等的理解。在構(gòu)件三維鋼筋模型中，可清晰查看鋼筋的三維排布和一些節(jié)點部位。不僅能夠快速提高學生的三維空間想象力，而且能使學生正確識讀工程圖紙，加深對平法制圖規(guī)則的理解和運用，從而降低對比較抽象知識的學習難度。同時，通過建模軟件可快速構(gòu)建三維模型，匯總計算相關(guān)工序的工程量，并能結(jié)合用戶需求導出主要材料明細表、門窗表等。學生可通過電算與手算結(jié)果對比，查缺補漏，提高手工算量的精準性，從而提升學生的工程實踐能力。

4.2 多樣化的教學方式

首先，針對學生學習能力參差不齊的情況，一般教師的授課進度難以同時滿足所有學生的要求。但作為高校大學生，其本身具備較強的自主學習能力，如何充分激發(fā)每個學生的潛力首當其沖。因此，可在泛雅超星學習通、中國慕課、國家智慧平臺等學習平臺上建立線上課程資料，并可鏈接一些建筑工程識圖的其他精品課程網(wǎng)站和電子文獻查閱網(wǎng)站。在每次的授課內(nèi)容設(shè)置時，以成果目標為導向設(shè)計教學內(nèi)容，以“學什么、為什么學、怎么教”來開展教學。教師可預先在超星泛雅學習平臺等在線平臺提前設(shè)置學習任務，并標明重難點及目標，學生可利用課后碎片化時間來完成學習任務，并可在線上平臺與教師進行互動交流，教師可隨時掌握學生的預習情況。在線下教學過程中，課程內(nèi)容以每一課程模塊為單位協(xié)同推進。教學上進行分組，每組4～5 個人，選出一個溝通、協(xié)調(diào)和接受能力較強的學生做組長，每位組長亦可根據(jù)實際情況進行組內(nèi)動態(tài)調(diào)整。在組長帶領(lǐng)下共同識圖、討論、解決問題，培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作精神，若遇解決不了的問題由老師統(tǒng)一解答。授課方式可采用四段三點式，具體操作步驟如下：①老師根據(jù)前期的預習情況，有選擇性地講授每一堂課的目標知識點，然后將內(nèi)容進一步分解，設(shè)置問題，布置任務；②在組長帶領(lǐng)下，組長進一步分配任務給組員，小組成員自主探討結(jié)構(gòu)施工圖紙上的問題，并討論匯總難點；③老師根據(jù)匯總的問題進行答疑解惑，并引發(fā)深入地思考問題；④學生接受反饋，進行實踐訓練，根據(jù)電子圖分組或各自完成識圖習題，或按一定比例實物搭建構(gòu)件三維鋼筋模型。通過以上四段三點式教學步驟，基本能夠做到及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，達到教學目標。同時，討論及重難點問題將會被記錄在超星泛雅平臺，另外，線上發(fā)布作業(yè)，及時反饋學生的學習情況。教師既可提升教學效果，學生又可利用碎片化時間進行學習與交流。

其次，以賽促學。作為新時代的大學生，需勇于砥礪奮斗，練就過硬本領(lǐng)，培養(yǎng)堅韌品格，鍛造工匠精神。很多學校都是大力支持學生積極參加專業(yè)技能大賽，一方面希望能夠通過良性競爭、獎勵機制有效提高學生學習興趣，另一方面也能加強德育品質(zhì)培養(yǎng)。在建筑工程識圖這塊，內(nèi)容涉及平法規(guī)則的掌握、結(jié)構(gòu)施工圖的識圖及鋼筋工程量的計算、鋼筋翻樣等多個知識點。一些建筑行業(yè)里有影響力的企業(yè)和協(xié)會，如圖學會、廣聯(lián)達公司、中建三局等，每年都會舉辦一些專業(yè)技能競賽，以便提升學生的專業(yè)技能水平，加深學生對行業(yè)的認識及對專業(yè)知識的理解。在賽事準備過程中，學生除了能接觸到最新的識圖算量及BIM 技術(shù)應用知識之外，還能有與別的高校優(yōu)秀學生同臺競技的機會。此外，很多比賽設(shè)置都是團體賽，需要學生分工合作完成，有助于提高學生的團隊協(xié)作能力、自主學習能力和學習熱情。比如，可積極引導學生參加由中國建設(shè)教育協(xié)會及中建三局等央企聯(lián)辦的全國建筑院校鋼筋平法應用技能大賽，不僅能夠激發(fā)學生的學習興趣、分析問題能力和動手操作能力，還能加強各高校學生間的土建類專業(yè)識圖與算量實踐能力的經(jīng)驗交流，真正做到以賽促學。同時，教師反過來可根據(jù)行業(yè)需求來調(diào)整教學內(nèi)容，適應學生在未來所需要掌握的技能，做到以賽促教、以賽促改的目的。并可將比賽的各項規(guī)則、文件、比賽技巧、企業(yè)對人才的要求等內(nèi)容進行整理并豐富，投放到在線學習平臺，以便學生查閱。

最后，學生通過競賽接觸到一些行業(yè)的最新知識，進一步提升學生的專業(yè)實踐技能水平，故而提倡大力鼓舞學生參加各類BIM 技能大賽。在備賽過程中，學生能接觸到最新的識圖算量及BIM技術(shù)應用知識。此外，比賽一般都需要學生以團隊分工合作的方式進行，在備賽過程中還能夠提高學生團隊的協(xié)作能力。通過參加BIM 技能競賽，達到以賽促學、以賽促教的目的，提升學生的自主學習能力和學習熱情。

4.3 科學的考核評價方式

建筑工程識圖這門課的傳統(tǒng)課堂考核方式為期末考試（60%）+平時成績（40%），期末考試比重較大，一次考高分或低分有一定的運氣成分，不能真實檢驗學生的學習成果。新的考核方式中首先在平時成績里引入小組綜合表現(xiàn)30%，平時成績占30%，過程考核占30%，期末考核占40%，形式不局限于試卷，可以是圖紙識讀或翻圖樣方式。平時成績中包含出勤、小組綜合表現(xiàn)、任務完成情況等；過程考核以實際工程的平法施工圖的識讀和鋼筋工程量的計算為主，考核學生對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的特點、部位及構(gòu)造配筋的掌握程度，并進一步檢驗其進行鋼筋翻樣的能力，同時考察學生的構(gòu)件鋼筋三維建模能力；期末考核主要考核其對于平法規(guī)則的理解、掌握和運用能力。不管是哪個考核環(huán)節(jié)，嚴格去執(zhí)行，設(shè)置適當?shù)莫剟顧C制，使學生充分規(guī)范學習過程中的一些不良行為，加大重視程度。

5 結(jié)語

隨著社會對應用技能型人才的需求，教學內(nèi)容在確保系統(tǒng)性、實用性、夠用的前提下，需進一步強化學生識讀結(jié)構(gòu)圖的能力。以成果導向為線，積極將BIM技術(shù)等信息化技術(shù)運用在識圖課堂改革中，有助于提高課堂的教學效果，培養(yǎng)學生的學習興趣。同時，融入多種教學方法，配合科學的考核評價機制，使學生真正做到實踐與理論相結(jié)合，為以后的就業(yè)創(chuàng)造新的機遇。