疫情期間基于BIM技術(shù)的線上教學(xué)實踐研究

葛翠萍 馮有良 馮曉慶

【摘? ? 要】本文首先介紹疫情期間高校線上教學(xué)的現(xiàn)狀，再結(jié)合BIM技術(shù)就落實“停課不停教，停課不停學(xué)”的總體要求，解決如何在教學(xué)環(huán)節(jié)運用BIM技術(shù)提升教學(xué)質(zhì)量，強化教學(xué)過程管控問題。

【關(guān)鍵詞】線上教學(xué)? BIM技術(shù)? 教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.11.202

一、線上教學(xué)現(xiàn)狀

新型冠狀病毒全球肆虐，人們正常生產(chǎn)生活方式受到極大影響，全國各地嚴格疫情防控與推進復(fù)產(chǎn)復(fù)工多措并舉。當前態(tài)勢下，全國各大高校均未明確具體開學(xué)時間，為使受疫情影響的教學(xué)秩序、教學(xué)質(zhì)量損失降至最低，教育主管部門提出“停課不停教，停課不停學(xué)”的總體要求，全國各地高校積極響應(yīng)紛紛開展線上教學(xué)活動。

（一）前期在線課程建設(shè)較完善的高校，依托已有課程資源、建課經(jīng)驗及教學(xué)管理經(jīng)驗，線上教學(xué)效果良好

此部分高校積極響應(yīng)教育主管部門號召，通過前期打造國家級、省級精品在線開放課程，打造“金課”淘汰“水課”，實施一流課程“雙萬計劃”積累了豐富的課程資源和建課經(jīng)驗，且在線上教學(xué)管理過程中方法得當，取得事半功倍的效果。

（二）前期在線課程建設(shè)準備不足的高校，充分利用已有的在線課程資源，采取多種形式，也取得一定的教學(xué)效果

鑒于打造上述的各級精品課程需要一定的平臺、足夠的人力、物力、財力，過硬的教學(xué)團隊，以至于相當一部分高校沒有充足的相關(guān)資源。此部分高校需充分利用目前已有的成熟的線上課程資源，采用同步SPOC、異步SPOC等多種方式，結(jié)合自身學(xué)生層次和教學(xué)需求開展線上教學(xué)。

（三）線上教學(xué)面臨的重要問題是如何使學(xué)生積極主動地參與及提升教學(xué)質(zhì)量

線上教學(xué)通過錄制教學(xué)視頻、上傳教學(xué)課件、布置隨堂作業(yè)及測驗等方式鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)。對于自律性強、學(xué)習(xí)意愿主動的學(xué)生在線學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)效果幾乎沒有差別;但是平臺數(shù)據(jù)也反映出部分學(xué)生未能按照時間要求參與學(xué)習(xí)。因此，線上教學(xué)的時空特殊性使得提高學(xué)生線上學(xué)習(xí)參與度，提升線上教學(xué)質(zhì)量成為亟待解決的問題。

二、BIM技術(shù)及特點

BIM是Building Information Modeling（建筑信息模型）或者Building Information Management（建筑信息管理）的英文縮寫。BIM技術(shù)起源于20世紀70年代，進入21世紀開始廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)領(lǐng)域。BIM技術(shù)作為信息化技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用，是繼CAD技術(shù)之后工程建設(shè)領(lǐng)域的又一次變革。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+的成熟與發(fā)展，以及建設(shè)智慧城市的需求，BIM技術(shù)必將發(fā)揮更加重要的作用。工程建設(shè)一線的設(shè)計、施工、監(jiān)理企業(yè)急需熟練掌握BIM技術(shù)的畢業(yè)生，國內(nèi)已有數(shù)所高校開設(shè)智能建造專業(yè)，培養(yǎng)行業(yè)急需人才。

BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等特點。傳統(tǒng)的二維設(shè)計是通過平面圖、立面圖、剖面圖及節(jié)點詳圖等反映建筑產(chǎn)品的整體形態(tài)，直觀性、可模擬性、可優(yōu)化性比較差且不具備可視化特點。BIM技術(shù)作為三維數(shù)字化技術(shù)克服了二維設(shè)計的上述缺點，使得項目各相關(guān)方基于同一個平臺進行全生命周期項目管理。尤其是對于建筑造型復(fù)雜、施工技術(shù)難度大、工程規(guī)模大的項目，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠更加高效、科學(xué)的解決設(shè)計、施工環(huán)節(jié)的諸多難題。

三、BIM技術(shù)在線上教學(xué)中的應(yīng)用實踐

全國普通高等院校本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案幾乎每兩年就會進行局部修訂，每四年整體修訂，及時迎合社會各個行業(yè)對專業(yè)人才的需求。以工程管理專業(yè)為例，2019年新修訂的人才培養(yǎng)方案中明顯增加了BIM技術(shù)課程的數(shù)量，且在基礎(chǔ)課程模塊、主干課程模塊、拓展課程模塊和實踐課程模塊中，對于相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容也增加了BIM技術(shù)教學(xué)的要求。通過上述舉措力求達到《全國高等學(xué)校土建類專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案及主干課程教學(xué)基本要求——工程管理專業(yè)》指導(dǎo)意見中人才培養(yǎng)的各項教學(xué)要求。筆者結(jié)合疫情期間六個教學(xué)周的線上教學(xué)經(jīng)歷，認為要做好以下幾個方面的工作來提高線上教學(xué)效果。

（一）將BIM技術(shù)融合到基礎(chǔ)課程教學(xué)環(huán)節(jié)

BIM技術(shù)通過應(yīng)用不同的軟件實現(xiàn)三維設(shè)計、建造的思想，常用的軟件多達幾十種。高校的基礎(chǔ)課程大多安排在第1～4學(xué)期，這就意味著學(xué)生要在兩年左右的時間熟悉運用多種軟件。通過在相關(guān)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)植入軟件學(xué)習(xí)內(nèi)容，循序漸進地達到熟練應(yīng)用的目的。建筑工程概論、畫法幾何、工程制圖與計算機繪圖、房屋建筑學(xué)等都屬于工程管理專業(yè)基礎(chǔ)課程，在上述課程中分別植入BIM技術(shù)發(fā)展、二維設(shè)計與BIM設(shè)計、相關(guān)軟件與建模方法。力爭用兩年左右的時間使學(xué)生掌握BIM技術(shù)思想及主要軟件。

（二）BIM技術(shù)在主干課程教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

工程結(jié)構(gòu)、土木工程施工、工程項目管理等課程屬于工程管理專業(yè)的主干課，也是該專業(yè)學(xué)生重點學(xué)習(xí)和掌握的最核心的專業(yè)知識。通過在基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)過程中打下的良好軟件基礎(chǔ)，線上教學(xué)環(huán)節(jié)可基于軟件操作來實現(xiàn)部分教學(xué)內(nèi)容。在工程結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過程中，利用REVIT軟件構(gòu)建不同基礎(chǔ)類型、梁、樓板、柱子等構(gòu)件的三維模型并按照教學(xué)要求配置鋼筋，然后進行承載力計算和校核。土木工程施工課程教學(xué)環(huán)節(jié)，將構(gòu)建好的三維模型導(dǎo)入NAVISWORKS軟件，結(jié)合編制好的施工進度計劃，生成4D進度控制模型，進行工程項目進度控制及不同施工方案演示。工程項目管理課程教學(xué)過程中，可利用BIM5D平臺進行具體項目案例的進度、成本、質(zhì)量控制，及施工現(xiàn)場、工程材料、安全生產(chǎn)等方面的管理。利用具體軟件可以實現(xiàn)在操作過程中保存階段性成果，及讓學(xué)生分階段、分部分完成項目內(nèi)容，保證了學(xué)生完成作業(yè)的獨立性，也便于教師及時掌握每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

（三）BIM技術(shù)在實踐課程教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)用

實踐教學(xué)學(xué)分占到專業(yè)全部學(xué)分的近30%，基礎(chǔ)課程模塊、主干課程模塊、拓展課程模塊的相關(guān)課程均安排課程設(shè)計，而且第7、8學(xué)期的生產(chǎn)與管理實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計都屬于實踐教學(xué)。疫情期間畢業(yè)班的學(xué)生不能按時返校進行畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計的現(xiàn)場教學(xué)，為了確保學(xué)生能夠按時且高質(zhì)量的畢業(yè)，線上教學(xué)過程中通過組建QQ群、微信群，及時掌握每個畢業(yè)學(xué)生的動態(tài)和畢業(yè)設(shè)計的進度情況。通過發(fā)布畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，讓學(xué)生按照任務(wù)書要求分階段、分步驟地提交開題報告、中期檢查等階段性設(shè)計成果。畢業(yè)設(shè)計過程中嚴格按照“一人一題一套圖紙”的要求，讓學(xué)生搭建建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、MEP模型。模型搭建完成指導(dǎo)教師審核階段性成果合格后，學(xué)生進入運用構(gòu)建模型進行工程項目管理階段，解決進度、質(zhì)量、成本控制的具體問題以及材料、合同、信息管理的問題，最終形成完整的畢業(yè)設(shè)計。通過運用BIM技術(shù)，使得指導(dǎo)教師能夠及時掌控每個學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的進度和質(zhì)量，可以對每個學(xué)生遇到的問題和實際情況進行針對性的指導(dǎo)，通過嚴格的過程控制確保實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量。【本文是2018年教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目：“基于BIM技術(shù)的《工程結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)改革”的階段性研究成果之一】