高校課程問題式教學探索與實踐

［摘要］在當今數(shù)字化建筑時代，建筑信息模型（BIM）技術(shù)的應用日益廣泛，對具備BIM技能的專業(yè)人才需求也日益迫切。高校作為人才培養(yǎng)的重要陣地，“BIM建模與應用”課程的重要性不言而喻。深入探索高?！癇IM建模與應用”課程中的問題式教學方法。對該課程傳統(tǒng)教學模式進行分析，指出其存在的不足，進而引入問題式教學理念。詳細闡述了問題式教學在“BIM建模與應用”課程中的具體實施步驟，包括問題的設計、學生的自主探究、小組合作討論以及教師的引導與評價等環(huán)節(jié)。實踐證明，問題式教學能夠有效提高學生的學習積極性、主動性和創(chuàng)新能力，提升該課程的教學質(zhì)量，為培養(yǎng)適應新時代需求的BIM專業(yè)人才提供了有力的教學方法支持。

［關(guān)鍵詞］BIM建模與應用；教學質(zhì)量；問題式教學；BIM模式；教學改革

［中圖分類號］G642［文獻標志碼］A［文章編號］2096-0603（2025）06-0161-04

傳統(tǒng)的教學模式在該課程的教學中逐漸暴露出一些問題，如學生學習積極性不高、實踐能力培養(yǎng)不足、創(chuàng)新思維缺乏等。為了更好地適應時代發(fā)展需求，提高教學質(zhì)量，探索新的教學方法勢在必行。問題式教學作為一種以問題為導向、以學生為中心的教學方法，近年來在教育領域受到廣泛關(guān)注。它強調(diào)通過問題的提出、探究和解決，激發(fā)學生的學習興趣和主動性，培養(yǎng)學生的批判性思維和創(chuàng)新能力。將問題式教學引入“BIM建模與應用”課程，有望為該課程的教學帶來新的活力和突破。本文旨在對高?！癇IM建模與應用”課程的問題式教學進行深入探索與實踐。通過對問題式教學的理論研究和實際教學案例分析，總結(jié)出一套適合該課程的問題式教學方法，為高?！癇IM建模與應用”課程教學改革提供參考和借鑒。

一、“BIM建模與應用”高校教學研究思路

（一）研究背景

在當今社會，知識經(jīng)濟迅速發(fā)展，對人才的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力提出了更高的要求。高校作為人才培養(yǎng)的重要基地，其課程教學改革勢在必行。傳統(tǒng)的教學模式往往注重知識的傳授，而忽視了學生的主動思考和實踐能力的培養(yǎng)。這種模式在一定程度上限制了學生的創(chuàng)新思維和解決實際問題能力的發(fā)展。問題式教學作為一種新型的教學方法，強調(diào)以問題為導向，激發(fā)學生的學習興趣和主動性，培養(yǎng)學生的批判性思維和解決問題的能力。在高校課程教學改革中，問題式教學具有重要的意義，它能夠打破傳統(tǒng)教學的束縛，讓學生在解決問題的過程中獲取知識、提升能力。

（二）研究目的

BIM建模作為一種數(shù)字化的建筑設計和管理手段，在建筑行業(yè)中的應用日益廣泛，它能夠?qū)崿F(xiàn)建筑信息的集成與共享，提高設計效率和質(zhì)量。本研究旨在深入剖析問題式教學在高校課程中的應用效果。通過對具體課程案例的分析，評估問題式教學對學生學習積極性、知識掌握程度、實踐能力等方面的影響。同時，探究其在應用過程中可能存在的問題，如問題設計的合理性、教師引導的有效性、學生參與度的不均衡等，并提出相應的優(yōu)化策略。期望通過本研究，為高校課程中問題式教學的推廣和改進提供有益的參考，進一步提升高校課程教學質(zhì)量，培養(yǎng)適應社會需求的創(chuàng)新型人才。

二、問題式教學的理論基礎和特點

（一）問題式教學的理論基礎

建構(gòu)主義學習理論涵蓋“學習的含義”（即關(guān)于“什么是學習”）與“學習的方法”（即關(guān)于“如何進行學習”）兩個方面。強調(diào)知識并非由教師直接傳授給學生，而是在特定情境中，學生通過自身的經(jīng)驗和與環(huán)境的交互作用主動建構(gòu)的。例如，學生在解決實際問題時，會調(diào)動已有的知識和經(jīng)驗，并在新的情境中對其進行調(diào)整和完善，從而實現(xiàn)知識的建構(gòu)，而問題式教學通過創(chuàng)設真實的問題情境，學生在師傅的指導下學習，從而更好地掌握知識與技能，并且在問題的指導下，思考與領悟教學之重，這恰恰是脫離“填鴨式”教學的一大進步。

（二）問題式教學的特點

1.民主性特點的體現(xiàn)

在問題式教學課堂中，師生之間是平等的對話關(guān)系。例如，在關(guān)于“BIM模型在建筑節(jié)能設計中的應用”的學習中，教師提出了“如何通過優(yōu)化BIM模型中的窗戶參數(shù)來提高建筑的節(jié)能效果”這一問題。學生紛紛發(fā)表自己的看法，有的認為可以調(diào)整窗戶的尺寸和位置，有的則提出選擇節(jié)能型的窗戶材料。教師并沒有直接給出標準答案，而是引導學生進一步探討不同方案的優(yōu)缺點，鼓勵學生相互交流和辯論。這種平等的對話氛圍，激發(fā)了學生的積極性和創(chuàng)造性，讓學生感受到自己的觀點被尊重，從而更愿意參與到問題的討論和解決中。

2.深化學生學習自主性

在問題式教學中學生的主動參與對知識的獲取具有至關(guān)重要的作用。當學生主動思考和解決問題時，他們會更加深入地理解知識。比如，在“BIM建模與應用”課程中，教師提出“如何利用BIM技術(shù)解決建筑施工中的進度管理問題”，學生為了找到答案，會主動查閱資料、進行實踐操作，并與同學交流討論。在這個過程中，學生不僅掌握了BIM技術(shù)在進度管理方面的應用知識，還培養(yǎng)了主動獲取知識的能力和解決問題的思維方式。這種主動學習的經(jīng)歷會讓學生在未來的學習和工作中更加自信和獨立。

三、“BIM建模與應用”課程分析

（一）BIM建模的基本操作

1.軟件界面與功能

BIM建模常用的軟件，如Revit，其界面布局清晰直觀，頂部菜單欄包含文件、編輯、視圖等基本操作選項?！皩傩浴睓谟糜诓榭春托薷哪Ｐ驮氐膮?shù)，“項目瀏覽器”方便快速定位和選擇不同的視圖和構(gòu)件。功能方面，建模工具豐富多樣，還有參數(shù)化建模功能，可通過設置參數(shù)來快速生成和調(diào)整模型。此外，軟件還具備強大的族庫功能，用戶可以調(diào)用和自定義各種構(gòu)件族，提高建模效率。

2.建模實例演示

以一個簡單的住宅建筑為例，首先創(chuàng)建項目文件，設置項目的基本信息和單位。然后開始繪制軸網(wǎng)，確定建筑的布局。接著繪制墻體，根據(jù)設計要求設置墻體的類型、高度和厚度。在繪制柱子時，選擇合適的柱類型和尺寸，并放置在相應位置。對于梁和板的建模，同樣要根據(jù)結(jié)構(gòu)設計進行精確繪制。在建模過程中，要注意構(gòu)件之間的連接和對齊，確保模型的準確性。同時，合理運用復制、鏡像等操作，可以快速完成相似部分的建模。

（二）BIM技術(shù)應用的領域與案例

1.設計階段的應用

在建筑設計階段，BIM技術(shù)具有顯著優(yōu)勢。它能夠?qū)崿F(xiàn)三維可視化設計，更直觀地展示設計理念，便于與業(yè)主溝通和修改。例如，通過BIM技術(shù)可以快速生成多種設計方案，并進行對比分析，選擇最優(yōu)方案。同時，BIM技術(shù)還能進行能耗分析，為綠色建筑設計提供依據(jù)。在某商業(yè)綜合體設計項目中，利用BIM技術(shù)進行日照模擬和通風分析，優(yōu)化了建筑的朝向和布局，提高了室內(nèi)舒適度，降低了能耗。

2.施工與運營階段的應用

在施工階段，BIM可用于施工進度模擬和施工場地布置規(guī)劃。通過創(chuàng)建4D模型，將施工進度與三維模型相結(jié)合，能夠提前發(fā)現(xiàn)施工中的潛在問題，優(yōu)化施工順序，減少延誤。在運營階段，BIM模型可以集成設備信息，方便進行設備維護管理和空間管理。例如，某醫(yī)院項目在運營中，借助BIM模型快速定位設備故障位置，提高了維修效率，降低了運營成本。

四、問題式教學在“BIM建模與應用”課程中的設計原則

（一）問題設計原則

在BIM課程中，設計有效的問題需遵循以下原則：首先，問題應具有針對性，緊密圍繞BIM建模與應用的核心知識點和技能點，確保能夠引導學生深入理解和掌握關(guān)鍵內(nèi)容。其次，問題要具有啟發(fā)性，能夠激發(fā)學生的好奇心和探索欲望，促使他們主動思考和尋找解決方案。例如，在講解BIM模型的參數(shù)化設置時，可以提問“如何通過調(diào)整參數(shù)實現(xiàn)建筑構(gòu)件的快速變更，以適應不同的設計需求？”問題還應具有層次性，從簡單到復雜，逐步引導學生深入思考。比如，先讓學生思考“基本構(gòu)件的參數(shù)如何設置”，再進一步探討“復雜組合構(gòu)件的參數(shù)關(guān)聯(lián)如何處理”。同時，要注重問題的開放性，鼓勵學生從不同角度思考和回答，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。如“在一個特定的建筑項目中，如何利用BIM技術(shù)優(yōu)化能源消耗？”通過“基礎—發(fā)散”“單調(diào)—多元”的遞進式深入能夠強化高校學生思維認知。

（二）提問樣式互動設計初衷

在“BIM建模與應用”課程的教學中，引導學生思考和互動至關(guān)重要。教師可以通過創(chuàng)設情境，引發(fā)學生的興趣和疑問，例如展示一個存在問題的BIM模型，讓學生主動發(fā)現(xiàn)并提出改進的方向。當學生提出問題或觀點時，教師要給予積極反饋和鼓勵，增強學生的自信心和參與度。同時，組織小組討論，讓學生在交流中互相啟發(fā)，共同解決問題。教師在小組討論中適時巡視和指導，引導學生關(guān)注重點和難點問題。此外，利用多媒體資源，輔助學生理解問題，激發(fā)他們的思考。鼓勵學生上臺展示自己的解決方案，促進學生之間的互相學習和交流。

五、問題式教學實踐中的問題與對策

（一）遇到的問題與挑戰(zhàn)

1.學生能力差異

在問題式教學實踐中，學生能力的差異表現(xiàn)較為明顯。一些學生具備較強的自主學習能力和問題解決能力，能夠迅速理解問題并提出有效的解決方案。然而，另一些學生可能在基礎知識、思維能力和實踐操作方面相對薄弱，面對問題時感到困惑，無從下手，導致參與度不高，學習效果不佳。

2.教學資源不足

教學資源的不足也對問題式教學造成了一定的限制。首先，BIM相關(guān)的教材和參考資料可能不夠豐富和及時，無法滿足學生深入學習和解決復雜問題的需求。其次，軟件更新?lián)Q代較快，而學校的硬件設施和軟件版本可能無法跟上最新的技術(shù)發(fā)展，影響學生對前沿技術(shù)的掌握和應用。此外，實踐教學中的案例和項目資源有限，難以涵蓋各種類型和規(guī)模的建筑項目，導致學生在實際操作中遇到的問題類型較為單一。

（二）解決對策與改進措施

1.實施因材施教

在“BIM建模與應用”課程中，教師以一個住宅小區(qū)的BIM建模項目為例進行問題設計。首先，提出“如何根據(jù)小區(qū)的地形和規(guī)劃要求，合理布局建筑物的位置和朝向”的問題，引導學生考慮采光、通風等因素。接著，針對建筑結(jié)構(gòu)設計，提出“怎樣選擇合適的結(jié)構(gòu)體系以確保建筑的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性”，促使學生對比不同結(jié)構(gòu)的特點和適用場景。在建筑設備建模環(huán)節(jié)，拋出“如何優(yōu)化給排水系統(tǒng)的設計以提高水資源利用效率”的問題，讓學生思考環(huán)保和節(jié)能方面的需求。將學生分成若干小組，每個小組承擔項目的不同部分。小組成員共同討論問題解決方案，分工協(xié)作完成各自的任務。例如，在解決“如何優(yōu)化小區(qū)景觀設計，提高居民的生活品質(zhì)”這一問題時，有的學生負責收集居民需求，有的負責調(diào)研市場上的景觀材料，有的學生則運用BIM軟件進行景觀建模和效果展示。教師在小組合作過程中定期檢查進度，給予指導和建議，促進小組之間的交流與分享。

此時基于學生的回答，可以充分掌握學生的學情狀況，問題導學后，還能因材施教，實施個性化教學指導。教師在課程開始前對學生進行全面的能力評估，了解每個學生的優(yōu)勢和不足。對于能力較強的學生，提供更具挑戰(zhàn)性的問題和項目，鼓勵他們創(chuàng)新；對于能力較弱的學生，給予更多的基礎輔導和分步指導，幫助他們逐步建立信心和提高能力。例如，為能力較弱的學生制訂專門的學習計劃，安排一對一的輔導時間，耐心解答他們的問題。同時，組織學生成立學習小組，讓能力強的學生帶動能力弱的學生，促進他們共同進步。

2.優(yōu)化教學資源

為了解決教學資源不足的問題，需要多方面優(yōu)化和拓展資源。一方面，學校應加大對BIM教學資源的投入，及時更新軟件和硬件設施，購買最新的教材和參考資料。另一方面，教師可以積極收集和整理網(wǎng)絡上的優(yōu)質(zhì)資源，豐富教學內(nèi)容。比如在橋梁類目教學過程中，教師可以提問“你認為橋梁設計如何與BIM技術(shù)結(jié)合”“在BIM建模過程之中，關(guān)注的重點在哪里呢”，此時學生會基于上述要素進行思考，任課教師再展開教學，利用BIM技術(shù)設計鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)，能夠事倍功半。

在鐵路橋梁案例講解前，任課教師根據(jù)BIM技術(shù)對鐵路橋梁施工進行模擬，及時發(fā)現(xiàn)鐵路橋梁工程施工過程中可能出現(xiàn)的各種問題，并針對這些問題進行研究，給出相應的解決對策。利用BIM技術(shù)不僅能夠?qū)﹁F路橋梁設計結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，而且能夠盡可能地減少鐵路橋梁施工中安全質(zhì)量問題的發(fā)生，同時也有利于對施工材料、機械設備和任課教師進行管控。如若在鐵路橋梁施工中出現(xiàn)未曾遇到過的問題，便能夠根據(jù)BIM技術(shù)對解決方案進行模擬，以此來判斷解決效果。

除了BIM技術(shù)以外，鐵路橋梁工程施工安全質(zhì)量管理還應用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)等各種先進的信息技術(shù)，通過鐵路橋梁工程的現(xiàn)代化施工進一步提高其整體的安全性和穩(wěn)定性。若擔心問題教學過程之中，學生代入感不強，可以加強與企業(yè)的合作，獲取實際項目中的數(shù)據(jù)和案例，讓學生接觸到真實的工作場景和問題。鼓勵學生自主開發(fā)和分享教學資源，如制作教學課件、錄制操作視頻等，營造良好的學習氛圍。

3.培養(yǎng)創(chuàng)新思維

總的來說，“BIM建模與應用”課程對于培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維具有重要意義，通過對BIM模型的不斷調(diào)整和優(yōu)化，學生從不同角度思考問題，嘗試新的方法和技術(shù)。這種反復的問題解決過程激發(fā)學生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生在面對挑戰(zhàn)時主動尋找解決方案的能力。

學生在問題式教學中創(chuàng)新思維得到了培養(yǎng)。比如，在一個關(guān)于BIM模型在綠色建筑設計中的應用項目中，學生不再局限于傳統(tǒng)的設計理念，而是提出了利用BIM技術(shù)模擬不同季節(jié)的日照和風向，從而優(yōu)化建筑的自然通風和采光系統(tǒng)。還有學生創(chuàng)新性地將BIM與虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合，為客戶提供更加直觀的建筑效果展示。這些想法不僅體現(xiàn)了學生對課程知識的深入理解，也展示了他們運用所學知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神。

又比如說，設計開放性的問題，鼓勵學生從不同角度思考解決方案。例如，“如何利用BIM技術(shù)提高建筑的可持續(xù)性？”這樣的問題沒有固定答案，引導學生探索各種可能性，激發(fā)創(chuàng)新思維。此外還可引入實際項目問題驅(qū)動，帶動學生形成知行合一的工程思維。實際項目中的問題更具真實性和復雜性，能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，尋找獨特的解決方案。例如，關(guān)于一個歷史建筑的改造項目，引導學生思考如何在保留歷史風貌的同時利用BIM技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)代化的功能需求。這樣，學生對BIM建模技術(shù)也將理解得更加深刻。

六、結(jié)論與展望

通過對問題式教學在“BIM建模與應用”課程中的實踐研究，我們?nèi)〉昧孙@著成果。問題式教學有效激發(fā)了學生的學習積極性和主動性，使學生在解決實際問題的過程中，深刻理解和掌握了BIM建模與應用的知識與技能。學生的創(chuàng)新思維和實踐能力得到了顯著提升，能夠更好地將BIM技術(shù)應用于實際項目中。同時，問題式教學促進了學生之間的合作與交流，培養(yǎng)了團隊協(xié)作精神。

未來，在問題式教學模式的應用中，我們可以進一步深入探索以下幾個方向。首先，加強與行業(yè)的緊密結(jié)合，引入更多真實且復雜的工程項目案例，使教學內(nèi)容更貼近實際工作需求。其次，借助人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)，為問題式教學提供更精準的學情分析和個性化的學習支持。再次，優(yōu)化教學評價體系，不僅僅注重學生的學習成果，更要注重學生解決問題過程中的思維能力、創(chuàng)新能力等方面的評價。此外，開展跨學科問題式教學研究，將BIM建模與應用與其他相關(guān)學科進行融合，培養(yǎng)學生的綜合應用能力。最后，加強教師培訓，提升教師在問題式教學中的引導能力和專業(yè)素養(yǎng)，以更好地適應教學改革需求。相信通過不斷探索和實踐，問題式教學在“BIM建模與應用”課程中將會發(fā)揮更大的作用，為培養(yǎng)高素質(zhì)的BIM技術(shù)人才提供有力支持。

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◎編輯張慧

作者簡介：劉丹（1993—），女，漢族，遼寧阜新人，講師，碩士研究生，研究方向：BIM建模技術(shù)。