基于BIM成果的臨場式教學改革研究

岳巍

摘? 要 全面提高建筑業信息化水平，是一項充滿不確定性和極具探索空間的系統工程，為職業教育教學內容和教學模式開辟了廣闊空間。BIM技術既是教學成果，又是教學手段，通過設定項目目標，借助VE項目分析、VR學習體驗與VR項目匯報，基本形成OBE教育模式的雛形，豐富了臨場式教學模式，為破解課程教學中存在的一些難題提供了借鑒。

關鍵詞 BIM技術;臨場式教學改革;室內燈光設計;VR

中圖分類號：G712? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）04-0092-03

Abstract To comprehensively improve the informationization levelof the construction industry is a systematic project full of uncertainty and great exploration space， which opens up a broad space for the teaching content and teaching mode of vocational education. BIM technology is not only a teaching achievement but also a teaching method. By setting project objectives， using VE project analysis， VR learning experience and VR project reporting， the formation of the OBE education model has been basically formed， enriching the on-the-spot teaching mode and providing a reference for solving someproblems in vocational education.

Key words BIM technology; teaching reform in field; interior ligh-ting design; VR

1 前言

《2016—2020年建筑業信息化發展綱要》指出，發展目標是要在“十三五”時期全面提高建筑業信息化水平，著力增強BIM、大數據、智能化、移動通信、云計算、物聯網等信息技術集成應用能力。在建筑業信息化進程中，人才是第一資源。隨著BIM技術革命裹挾著大數據、人工智能、VR等一系列新技術呼嘯而來，BIM技術的優勢逐漸被越來越多的人認可，對于BIM技術人才的需求呈現爆發式增長。BIM技術既成為職業院校教學的目標，又成為一種教學手段而不斷地被挖掘。

2 教學改革背景：BIM時代的啟示與探索

黨的十九大報告指出，要推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。伴隨著國家經濟產業結構調整，傳統行業正在發生日新月異的變化，建筑業自然也包含在內，與信息化的結合是必然結果。高等職業教育長期以來就是以專業對接行業，人才的培養方式和培養目標也緊緊圍繞行業的發展需求。在全面提高建筑業信息化水平的進程中，BIM技術是無法繞開的一個內容，將BIM技術應用作為高等職業教育的基礎課程也是必然需求。

在信息化時代，高職學生不僅需要掌握信息化基礎理論和運用能力，還應該深入學習信息化軟件操作能力和融合能力。在信息化時代，學生的學習習慣和學習思維也在發生改變，主動或被動地在推動課程教學手段的不斷創新且越來越深入地對接生產。深入挖掘信息化在課程改革中的著力點，不斷改革教學內容和教學方式，以實現傳統課程與信息化的深度融合，成為課程改革的基本方向。

3 臨場式教學改革的基本思路

BIM的英文全稱是Building Information Modeling，國內較為一致的中文翻譯為建筑信息模型。可視化、模擬性、可出圖、參數化等是BIM技術的基本特征。臨場式教學即將課程內容項目化，把BIM技術中的VE（IES ）和VR（Virtual Reality）運用到教學內容中，作為一種教學手段去完成項目，再通過VR進行項目匯報（考核）。臨場式教學通過最終成果為基礎的反向設計，把課程和教學聚焦在整個學習成果中，在某種意義上是OBE教育模式的一種體現。美國學者斯派帝在《基于產出的教育模式：爭議與答案》一書中把OBE教育模式定義為“清晰地聚焦和組織教育系統，使之圍繞確保學生獲得在未來生活中獲得實質性成功的經驗”。按照這個邏輯，學生自學習開始便知道學習后所能夠實現的預期或得到的結果，學習的成果是學生通過使用這些知道的、學到的知識或者技能確實能夠干什么[1]。

1）基于學情分析。以建筑室內設計（中澳聯合培養）專業學生為例，他們具備一定的識圖制圖能力、收集資料能力和審美水平，但是理論基礎不扎實，不具備建模能力，學習動力不強，知識篩選及整合能力較弱。

2）兌現教學目標。以室內燈光設計課程為例，教學目標是：加強學生對燈光設計理論知識的理解;依托信息化手段，提高學生燈光設計能力，增強學生燈光設計的實踐操作技能;培養學生團隊協作能力，提高溝通交流能力，加深學生對設計行業的了解，掌握行業風向標。

為實現教學目標，確保課程內容不走樣，明確課程改革思路的同時，必須制定系統的課程教案、科學的任務目標書、清晰的課程進度表。

4 臨場式教學改革的主要內容

以室內燈光設計課程為例，燈光照明設計是室內設計的重要組成，該門課程也被明確為該項目的核心課程，具有理論性高、實操性強的特點。在教學中，采用課堂教學、小組研討和實訓教學相結合的方法，加強學生對燈光種類、布局、照度、色彩等理論知識的理解，通過VE項目分析和VR教學體驗，讓知識可感知、可觸摸、可量化，增強教學效果。

課前準備? 做好前期準備，將信息化、規范化融合到每項工作，主要包括：制作并發布課程任務書;搜集行業標準、行業規范、技術資料等;師生共建項目模型。在課堂中，壓縮灌輸式講授的比重，提高對VE和VR的運用和實際操作比例，以提高課堂教學質量。

VE項目分析

1）創建模型。建模的過程既是對軟件應用能力的鍛煉，又是對相關知識學習平臺的搭建。有兩種方法可以實現。方法一：利用IES 的手動建模能力，建立三維物理模型。IES 作為建筑性能分析的專業軟件，本身具有建立模型的功能。手動建模技術被廣泛應用到規整型、樓層可復制的一般建筑，但在異形建筑中的應用成本極高，且難度較大。方法二：從AutoCAD中讀入DXF格式的平面圖，自動生成三維模型。AutoCAD是在建筑信息化領域被廣泛應用的基本制圖軟件之一，彌補了IES 在異形建筑建模中適用的不足。通過將建筑的CAD平面圖導入IES 中，利用IES 特有的模型生成路徑，可快捷實現異形建筑建模。

2）日照模擬。完成建筑模型后，在IES 軟件中選定建筑模型的地理位置及建筑朝向，利用軟件通過數據庫分析特定時間段內目標地理位置的均光照數據，模擬出建筑模型日照變化軌跡，以用來分析建筑全年任意時刻的日照狀況，將建筑內外的日照效果同時表現出來。

3）采光分析。在LightPro軟件中，通過素材庫選擇不同照度、不同型號的燈光，布置照明位置。照明位置布置完成后，在FlucsPro軟件中定量展示照度、光通量、日光因數等，模擬室內光照效果，讓理論知識更直觀地呈現出來。

4）能耗模擬。完成建模后，根據項目需求，設定人員活動情況、水電使用情況、建筑材料配備情況、圍護結構參數等，結合氣象參數等因素，生成共用化數據包。根據數據包，借助IES 系統詳細設定，進行動態負荷模擬、CIBSE負荷計算、ASHRAE負荷計算，讓軟件來匯報動態負荷、設計負荷、能耗水平、舒適指示、通風換氣、二氧化碳排放等內容。

VR教學體驗? 學生拿到任務書后，將項目的CAD圖紙導入Revit中進行建模，細化模型內部，完善家具、軟裝等細節。準備到位后，在細化好的模型中布置燈光，根據前期所講的理論知識，合理選擇燈光的種類、風格、數量及擺放位置等。將完成燈光設計后的模型導入VR，學生借助VR技術實際體驗項目設計效果，找到優化提升的空間。同時，教師借助VR軟件進行實例分析、講解。完成以上教學內容后，還可以在課后利用QQ、微信等社交軟件進行討論，借助VR帶領學生參觀優秀樣板間設計案例，進行課后提升。

優化考核方式? 對傳統的知識考試進行升級優化，考核內容分考試、階段性考核和項目匯報，其中考試占比30%，階段性考核占比30%，項目匯報占比40%。

OBE教育模式還強調學生的個性化評價，即根據學生個體之間的差異，制定相應的評定等級和培養方式，能夠及時對教學內容和方法進行修正。從這個理念出發，將考核分為三個部分。

1）考試的內容側重于基礎理論知識和行業前沿知識，引導學生關注最新技術成果和行業動向，確保學生的知識儲備扎實到位。

2）將日常練習納入考核，逐一匯報成果并評價定檔。將課堂項目訓練和考勤作為平時考核的構成內容，提高學生日常學習動力。

3）以項目成果為學期考核內容，教師借助VR進入學生設計的模擬場景，進行整體評價，直接對標教學目標。項目匯報占比最高，確保學生能夠通過該門課程的學習，掌握一定的建模能力、知識應用與整合能力，實現教學目標。

教學成果延伸? 臨場式教學的核心是將課程內容項目化，把VE和VR運用到教學內容中去完成項目。階段性的教學任務成果不止理論學習，還是一個完成的項目成果。根據職業教育培養方式方法創新，實現“學”“練”“賽”“考”相結合，以賽促學。當前，該門課程改革成果已多次參加VR比賽，在全國及省級比賽中獲得優異成績。

5 臨場式教學改革的效果評估

黨的十九大提出“辦好人民滿意的教育”新目標。2017年1月，國務院印發的《國家教育事業發展“十三五”規劃》明確指出，“加快發展現代職業教育”“把適應經濟社會發展作為評價教育質量的根本標準”“改進高校人才培養質量評價，構建科學的職業教育評價制度”。我國高等職業教育有著較為曲折的發展過程，但發展速度和取得的成績有目共睹，肩負著傳承技術技能、培養“大國工匠”的重要職責[2]。

類似的探究式教學模式創新，提到其有助于學生獲取“非確定性知識”。這種學習模式能夠改變短促單一的、以教師為中心的教學方法，它強調長期的、跨學科的教學，并結合現實問題與實踐[3]。基于BIM成果的臨場式教學改革，以傳承技術技能、培養“大國工匠”為職責，同樣著眼于跨學科的理論與實踐相結合，著眼于應用技術，著眼于非確定性的知識和問題，力圖加快發展現代職業教育。為確保改革是有效的、科學的，對于該項改革內容進行面向相關學生的問卷調查，學生滿意率達96%。

6 結語

信息化深入融合傳統課程教學還有很大的發展空間，室內燈光設計課程作為一個示范，提供了可供參考、復制的經驗。學生的學習習慣和學習思維發生一定改變，倒逼課程教學手段的不斷創新，在教師的引導下也能夠越來越深入地對接生產。當然，基于BIM成果的臨場式教學改革還只是圍繞燈光設計課程進行的微觀探索，還需要進一步圍繞“辦好人民滿意的教育”的新目標不斷改革，培養更多高素質應用型人才。

參考文獻

[1]陸青霜.成果導向在課程教學中的應用：以《商務禮儀》為例[J].當代教育實踐與教學研究，2018（4）：168-169.

[2]李永健，李夢玲，黃東顯.“人民滿意”的高職教育辦學質量評價體系詮釋與構建[J].中國職業技術教育，2018（13）：77-83.

[3]胡文龍.基于CDIO的工科探究式教學改革研究[J].高等工程教育研究，2014（1）：163-168.