公路BIM技术应用课程教学改革探索

公路 BIM技术应用课程教学改革探索

杨群 1， 谢立广 2

1.成都师范学院，成都 611130； 2.四川交通职业技术学院，成都 611130

[摘要]BIM技术实训课程是高职院校竞相开设的新课程，传统的教学方法恐不能适应新的岗位需求；本文以公路BIM技术应用基础课程的创建过程为例，重点阐述了课程的教学内容、教学方法和具体实施，旨在总结BIM类实训课程教学改革过程中的经验得失,可供同类实训课程教学参考。

[关键词]高职院校；BIM技术；教学改革；任务驱动

1.引言

BIM，即Building Information Modeling，具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等优点，可以用于设计、建造、管理，支持建筑工程的集成管理环境，使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大幅减少风险。BIM在建筑行业发展已经非常迅速和广泛，但是在交通行业发展相对还是比较缓慢和落后的。

作为技术应用的先驱和人才培养的摇篮，许多高校或新建BIM技术应用研究中心，或将BIM技术应用纳入相关专业的课程体系；如笔者所在的学院，自2018年起面向骨干专业新开设“公路BIM技术应用基础”实训课程，也汇入到BIM课题教学的洪流之中。

然而，掌握和应用BIM技术确实有相当的难度，尤其在公路领域，BIM技术应用尚处于起步阶段，而且技术发展非常快，因此课堂教学的总体目标，不仅要引导学生掌握相关的入门技能，而且更重要的是，注重培养学生的自学能力，以适应技术发展的形势；新课草创，本无成熟的教学经验可循，若按传统的教学模式又恐难满足岗位需求，故开展教学改革，尝试新的教学方法甚为必要。

2.课程的教学内容和教学方法

2.1教学内容

课程教学内容及顺序安排要契合BIM的行业特色，要考虑学生的接受能力及发展状况。课程建设主要面向公路土建领域，教学的主要内容涉及了公路常见的结构物，诸如路基、桥梁、隧道和涵洞，教学顺序遵循了循序渐进、由浅入深、从简到繁的规律，主要的教学内容及顺序安排为：开始→导论→软件入门→建模基础→路基、桥梁、隧道、涵洞建模→综合实训→结束。

其中“导论”和“软件入门”，虽然不是课程的主要内容，但应起到非常关键的作用；首先要使学生充分地理解学习BIM的意义，如此才能激发学生的学习动力，其次在内容上，要使学生深刻地认识到BIM技术与其他专业知识的联系和不同，要有克服困难的思想准备，最后在教学方法上，要有过渡的过程，要使学生逐步习惯“以我为主”的学习方式和环境。

2.2教学方法

BIM课程教学采用任务驱动法。根据教学心理学的观点，在学习过程中，如果仅仅让学生简单地重复已经学过的东西，或者是去学习力不能及的过难的东西，学生都不会感兴趣。只有在学习那些“半生不熟”、“似懂非懂”、“似会非会”的东西时，学生才感兴趣而迫切希望掌握它。所以

将实训内容以任务形式下发以此激发学生的学习动力。整个实训教学程序分为：下达任务→学生自学→师生交流→提交成果→成绩评定，为提供充足的自学时间，需在每次课堂结束之前下达新的实训任务。

其中“师生交流”包括作业点评、课前测试、操作演示、课堂辅导等教学活动，由老师根据实际情况灵活掌控；“提交成果”和“成绩评定”比较重要且牵涉面广，为减少老师工作量和加强教学管理，需借助信息化教学手段；值得一提的是，曾尝试课外“提交成果”，本意是期望更完善的作品；但实践证明，课内“提交成果”的课堂表现整体要好很多。

3.课程实施

3.1实训任务分解

为激发学生的学习动力，实训任务相关要求应具有一定的难度和梯度，结合学生的具体情况，将任务共分为18个，其中3个任务选做。限于篇幅，截取部分内容表示，见表1。

表1 实训任务

注：只截取部分内容，序号不连续

3.2操作范例

对高职院校的学生而言，在学习过程中，相应的操作范例是非常必要的，实践证明，大多数学生很难接受全凭自己研究和摸索的学习方式；操作范例的难度需明显低于实训任务的要求，否则学生会觉得索然无味。本文以绘制隧道衬砌模型为例，总结其主要步骤，如表2所示，老师在教学过程中，作简单操作演示即可。

表2 绘制隧道衬砌模型的主要步骤

3.3教学资源

为尽量避免抄袭，有必要积累丰富的教学资源。其中可包括：（1）工程识图课中多种实体的三视图和相应的三维模型，利用学过的的课程，可以帮助记忆和理解；（2）日程生活中的多种物品的三维模型，如房子、桌子、椅子等，有利于锻炼和发挥空间想象力；（3）各种常见的工程构筑物的设计图纸和三维模型，如路基、桥梁、隧道等，可增强工程识图能力和对专业课知识的理解；（4）其他必要的资源，如地形图，施工现场常用设备的三维模型等。

3.4学生实训作品集

BIM课程的实训任务相对较多，2019-2020学年第2学期，笔者带2个班，共有学生114人；在学期结束时，共计收到大约1700份作品，其中有很多作品具有创作的色彩而不是单纯的模仿；这些作品无不凝结着学生的智慧和汗水，还有笔者的倾心关注； 本文仅列举部分比较典型的作品，并作相应的分析，以反映学生掌握的建模技能，和教学改革对学生的影响。

图6 基本实体

图6是第1次任务（基本实体）两个学生的作品，第1次任务内容相对简单，老师未作演示，完全由学生摸索；左图学生在右下角加了个人LOGO，反映了学生的乐趣所在；右图学生将实体摆放得整整齐齐，体现了学生认真的态度。

图7 梁桥模型

第8次任务（梁桥模型），或许是任务内容限制了学生的想象力，又或许是任务过半，学生有些疲惫，总体上表现较为平庸，没有跳出老师示范的框架，当然也有出彩之处，如图7中两位学生的作品，左图桩基的倒影，右图桥上明亮的灯光和桥下潺潺的流水，都给人留下深刻的印象。

图8 隧道洞门 图9 综合实训

在第9次任务（隧道洞门）中，比较普遍的问题是，缺乏设计资料对学生的影响是比较大，大多数学生选择老师提供的设计图纸，提交作品雷同的比较多，当然也有少数例外，图8即是其中的佼佼者；所以积累足够的设计资料，对今后的教学是非常重要的。

最后一次任务（综合实训）的难度相对较大，大多数学生虽然比较认真，但也只是单纯的模仿；学生普遍关注的是视觉效果，如图9，而不是设计功能；从专业的角度来看，掌握设计功能也是非常重要的，需在今后的教学过程中予以强化；可通过降低学习难度，提高教学趣味性和改进考评内容等途径实现。

综上所述，通过学生提交的作品可以看出，大多数学生掌握了基本建模技能；在课程学习过程中，照搬照抄的很少，大多数作品中能体现自己的想法，很好的锻炼了学生的自学能力，提高了学生的综合素质。本次教改实现了最初拟定的教学目标，总体上是成功的。

4.结语

教学改革的实践证明，上述课程设计的总体构想是正确的，主要内容是可行的，能够有效地解决学习过程中的“动力”问题，教学质量也有较为明显的改观，如课堂纪律明显加强、学习氛围日渐浓厚、自学能力有大幅提升。虽然取得一定成效，但也存在不足，教学改革采用的教学模式，需要丰富的教学资源；现阶段积累的教学资料极为有限，尤其是没有一本适合自学的参考教材，亟待完善。

参考文献

[1]盛超，靳会武，戚豹.高职路桥专业BIM教学研究，无线互联科技，2020（2）：81-83

[2]周慧文，刘晓立，司文静等，BIM在道桥专业教学改革实践与思考，北华航天工业学院学报，45-47

[3]张驰，王建伟，沈照庆，徐晟．公路BIM及设计案例[M]．北京：人民交通出版社，2018

[4]蒋杰．翻转课堂教学法在BIM基础课程教学中的实践与研究[J]．教育现代化，2019，6(36)：74-76

［基金项目］2020年四川省社会科学重点研究基地、四川省教育厅人文社会科学重点研究基地——四川高等职业教育研究中心资助项目“高职院校公路BIM技术应用实训课程教学改革研究”。（项目编号：GZY20B38）