1+X證書制度下給排水工程識圖課程改革探究★

梅 鋼

(武漢交通職業(yè)學院，湖北 武漢 430065)

1 1+X設備類專業(yè)概述

1+X證書制度主要是將畢業(yè)證書和職業(yè)技能等級證書結(jié)合起來，實現(xiàn)教學和考證互相融合、互相促進的一種方式[1]，其目的在于培養(yǎng)智能化時代所需要的復合型技術(shù)技能人才。與建筑設備類課程相匹配的證書是建筑信息模型(BIM)中級建筑設備類專業(yè)應用，建筑設備類專業(yè)包括給排水、消防、采暖、電氣、通風空調(diào)、弱電等專業(yè)，覆蓋的專業(yè)面廣、涉及的課程多，而且各個專業(yè)之間又存在交叉現(xiàn)象，和土建、裝飾專業(yè)還需要協(xié)調(diào)配合。為了做好建筑設備類課程與BIM等級證書的銜接，實現(xiàn)1+X課證融通，就必須在課程中植入BIM，將BIM技術(shù)與課程融合。利用BIM技術(shù)使學生更直觀地理解課程內(nèi)容，掌握相關專業(yè)技能，也能更好地應對BIM考核。1+X(BIM)中級設備主要考核建筑設備專業(yè)方向的BIM建模、管線的碰撞檢查和深化設計、施工方案和設備運行模擬等，在具備基本建模施工圖識讀和BIM建模能力后，需要加強設備圖紙的識讀和BIM建模能力，通過水、電、暖各專業(yè)與土建模型之間的碰撞檢查，做出管線綜合分析并進行優(yōu)化設計。

2 《給排水工程識圖》課程教學存在的問題

1)授課內(nèi)容滯后。給排水工程識圖課程還是以傳統(tǒng)的識別給排水圖紙為主，教師對一套給排水施工的設計說明、圖例、平面圖、系統(tǒng)圖、詳圖等進行分析，讓學生認識給排水各個衛(wèi)生器具的圖例、看懂平面圖和系統(tǒng)圖、讀懂給排水管道的管徑和標高等內(nèi)容，一般學生很難掌握基本的看懂圖紙的能力，對于圖紙中管道的空間走向、衛(wèi)生設備的實體特性理解起來很困難，學生很難將平面的圖紙與三維的實體產(chǎn)生關聯(lián)。而BIM技術(shù)的運用剛好可以很好地彌補這個問題，因此有必要將BIM證書制度融入到給排水課程中去進行改革。

2)教學方法單一。給排水工程識圖教學主要采用傳統(tǒng)的書本理論知識和工程實際案例結(jié)合的方式，教師以多媒體展示PPT課件、施工圖紙、管道及衛(wèi)生設備圖片、施工動畫、現(xiàn)場施工視頻，學生主要以觀看多媒體為主，對于給排水專業(yè)中給排水流程、給水方式、連接形式等很難進行參與設計，不能切身融入到專業(yè)知識的剖析、模型的搭建、問題的查找過程中去。對于學生來說，缺少參與、互動，完全單一地去看圖識圖是比較枯燥乏味的，很難把老師所講的專業(yè)知識吸收到。

3)非過程化考核。傳統(tǒng)的課程考核方式就是教師通過平時課堂的考勤、問答、作業(yè)以及線上學習組成，期末考試以傳統(tǒng)紙質(zhì)試卷考核為主，學生根據(jù)給定的圖紙回答相應的問題。傳統(tǒng)考核方式很少注重學生平時學習情況的跟蹤了解，會導致學生存在知識掌握不扎實、對專業(yè)理解深度不夠的弊端，教師很難去掌握學生的動態(tài)學習狀況。

3 BIM技術(shù)應用于《給排水工程識圖》課程教學

3.1 課程體系任務分解

我們將給排水工程識圖分解為以下幾個任務：

任務1：識讀衛(wèi)生器具及其屬性；任務2：識讀給排水管道及其屬性；任務3：識讀某建設工程項目給排水工程給排水平面圖和系統(tǒng)圖。

3.2 Revit模型搭建

以某建設工程項目給排水工程為例，利用Revit軟件搭建部分該工程給排水模型，如圖1所示，模型搭建好后將以三維立體模型展示給學生。在任務1執(zhí)行過程中，通過觀察圖1給排水模型可以認識工程中的洗臉盆、立式小便器、坐式大便器、蹲式大便器、拖布池、地漏、清掃口等衛(wèi)生器具，了解其衛(wèi)生器具的形狀、安裝高度、材質(zhì)、安裝位置等屬性值。在任務2執(zhí)行過程中，通過觀察圖1模型中管道的布置位置及方式，可以了解到給排水管道的管徑、長度、材質(zhì)、安裝高度以及管道與衛(wèi)生器具的連接形式等屬性值。在通過模型識讀不同的衛(wèi)生器具、給排水管道后，再重新識讀CAD圖紙，在圖紙中確定衛(wèi)生設備、管道的平面位置以及屬性值，通過模型與圖紙結(jié)合的方式來達到熟練識圖的目的。

學生通過提前打開教師下發(fā)的Revit給排水模型，對照CAD圖紙，按照給排水水流的方向逐項去識別圖紙中的衛(wèi)生設備和管道，在讀懂CAD圖紙的前提下利用Revit軟件重新進行建模[4]，模型搭建的過程是考驗學生前面識圖能力的一種很好的方式，教師通過學生搭建模型的準確性來判斷學生掌握專業(yè)知識的情況。學生最終要求完成整個項目工程的給排水模型，如圖2所示。

3.3 Navisworks情景模擬

利用Navisworks軟件的動畫制作、漫游、施工模擬功能[5]，可以將前面使用Revit搭建好的給排水模型以動畫視頻的形式生成，學生借助手機、平板等工具通過掃二維碼讀取模型動畫，讓學生近距離操縱和觀察模型，會帶給學生身臨其境的感受，激發(fā)學生對專業(yè)的興趣，同時加強學生吸收消化課堂知識的程度。將Revit給排水模型導入到Navisworks軟件中去，利用軟件的漫游功能，可以清楚近距離地觀察項目工程中給排水管道的空間走向情況，各個衛(wèi)生設備的放置位置以及衛(wèi)生設備如何與管道連接的，如圖3所示。而且可以切換觀察的模式為實體渲染和著色，讓管道及衛(wèi)生器具以實體形式呈現(xiàn)在眼前，通過視點保存的方式來顯示整個項目工程的給排水模型，如圖4所示。

通過Navisworks軟件可以將模型進行渲染轉(zhuǎn)換成實體形式，同時將純粹的文字描述轉(zhuǎn)換成動態(tài)的情景模擬[6]，完成了由平面教學過渡到立體教學、課本教學過渡到信息化教學的改革。

4 《給排水工程識圖》課程改革

4.1 BIM融入專業(yè)課程

結(jié)合目前高職院校開設的給排水識圖課程以及BIM證書考評大綱需要，將BIM應用系統(tǒng)性地嵌入原有課程方案，重視理論與實踐結(jié)合，重新調(diào)整后的給排水工程識圖課程的教學內(nèi)容方案見表1。

表1 BIM融入《給排水工程識圖》課程方案

在課程教學內(nèi)容中課證融通內(nèi)容包括補修和強化兩種方式，補修是指在原有的課程體系中新增能夠滿足BIM中級設備專業(yè)應用的技能，強化是指通過BIM獨立設課和BIM融入專業(yè)核心課程及實訓課程的方式實現(xiàn)課證融通。

4.2 BIM豐富課程教學

1)傳統(tǒng)與BIM現(xiàn)代化授課方法結(jié)合。授課方法的正確選擇能促進教師與學生之間更好地信息交流，傳統(tǒng)手段與BIM現(xiàn)代化手段各有優(yōu)勢，要合理地去選擇。《給排水工程識圖》中給排水系統(tǒng)的基礎知識、組成、分類、給水方式等知識，教師可以采取傳統(tǒng)的信息化+板書的方式來進行講解，學生可以依據(jù)教材更快地去接受和消化。在后期的工程施工圖識讀教學過程中，教師可以運用BIM技術(shù)手段來輔助教學，借助Revit，Navisworks等相關的BIM軟件來搭建模型、碰撞檢查、優(yōu)化管線、制作動畫、模擬施工，學生通過掃碼的方式可以在手機上進行觀察、識讀等操作。通過傳統(tǒng)與BIM現(xiàn)代化教學方法結(jié)合，能夠極大地提高學生的學習興趣，增強能力的提升。

2)識讀圖紙化難為簡。給排水施工圖的識讀是《給排水工程識圖》的一個教學重點，熟練識讀給排水圖紙是學生能夠進行后期的算量、建模工作打下基礎的保障，利用Revit軟件對給排水管道、衛(wèi)生器具、附件等進行參數(shù)化設置，可以讓學生切身接觸管線的設計過程，對管道管徑、標高、材質(zhì)、顏色等的設置可以讓學生更加直觀地觀察管道變化情況，從而更加加深了對整個系統(tǒng)的理解程度。利用BIM技術(shù)可以提高學生學習效率，加深對課程內(nèi)容的理解。

3)鞏固傳統(tǒng)教學手段。《給排水工程識圖》課程中的給排水基礎知識以及給水方式的講解中，利用傳統(tǒng)的信息化教學手段按照給水的路徑逐步進行描述，可以更好地幫助學生理清思路，理解給水與管道變化的關系，以及管道上一些閥門、法蘭等附件的作用，讓學生能跟隨老師的思路靈活分析理解問題。

4.3 課程考核方式改革

《給排水工程識圖》傳統(tǒng)的考核方式為圖紙+試題的方式，給定學生紙質(zhì)的給排水圖紙，通過識讀圖紙來回答試題中相應的問題，試題內(nèi)容大多為問答題的形式，這種方式能夠考察學生基本知識點的掌握程度，但是對于專業(yè)知識的靈活運用起不到考察的目的，同時也不能應對BIM中級設備證書的考核要求。在傳統(tǒng)考核方式的基礎上添加BIM應用，考察的方式可以通過機考來實現(xiàn)，可以給定學生電子施工圖紙及試卷，試卷內(nèi)容包括理論和實操兩部分。其中理論部分包括單選、多選、判斷、填空等題型，主要考察給排水識圖的理論知識，考察學生對于課本知識的掌握程度，可以設置40%的分值；實操部分主要為建模題，可以要求學生搭建圖紙某個區(qū)域或者局部的模型，模型內(nèi)容可以涵蓋衛(wèi)生器具、給排水管道、閥門法蘭等構(gòu)件的繪制及其屬性值的設置，通過學生模型搭建的準確性和完整性來給定分數(shù)，可以設置60%的分值。

5 結(jié)語

1+X證書制度是職業(yè)教育基本制度的一次重要變革，對于傳統(tǒng)課程的革新有很大的促進作用，本文主要以《給排水工程識圖》課程為例，分析該課程在內(nèi)容、方法、考核方式中存在的教學問題，將BIM引入課程教學中去，運用Revit和Navisworks軟件搭建模型的優(yōu)勢來輔助教學，達到優(yōu)化教學的目的。將BIM中級設備證書融入到課程教學中去，開設BIM獨立課程，利用BIM技術(shù)引領信息化課程教學，制定給排水識圖的課程教學方案，實現(xiàn)課證融通的目的。