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新工科背景下BIM技术融入土木工程施工课程教学模式的探索

彭军 朱洪涛 邱新生 晏方
  
一起文学
2022年14期
河南省信阳市新七大道西段信阳学院土木工程学院 464000

摘要:当前

社会发展的过程中,行业更加细化,越来越多的行业需要新型的复合型人才,在这一过程中,高校作为为社会输送高素质人才的主要阵地,为了更好地适应科技革命与产业革命的发展,更好地支持创新驱动发展的国家战略,在土木工程施工课程教学中,基于新工科背景融入BIM技术进行教学,通过这样的改革能够极大的丰富土木工程施工课程教学的教学资源,也能够创新课程教学方法。但从当前的实际情况来看,新工科背景下土木工程施工课程本身存在一系列问题,这给BIM技术的融合增加了一定的难度。因此,要针对课程教学中存在的问题进行分析,才能更好的将BIM技术融入其中。

关键词:新工科;BIM技术;土木工程施工课程;教学模式

引言:

社会生产力飞速发展的当下社会分工不断细化,这样的发展特点导致传统的工科专业已经难以适应社会和行业的发展需要。针对这样的社会需求变化,高校在专业建设以及学科建设的过程中开始对传统的工科专业进行细化分类,因此,新工科专业逐渐出现改变了以往的专业课程和育人模式,更好的适应了社会发展对人才的需求。在这一过程中,基于新工科背景,将BIM技术融入到土木工程施工课程教学中,能够构建完善的教学模式,更好的调整育人目标。这一变化体现了新工科“以互联网和工业智能化为核心”的学科建设理念。而要想更好的达成这样的目标,首先要分析当前高校土木工程施工课程教学中存在的问题,这样才能结合实际对BIM技术进行融合。

一、新工科背景下BIM技术融入土木工程施工课程教学的特点

土木工程施工课程主要研究土建类工程项目建设过程中的统筹安排和系统管理的客观规律,从而制定出最为合理且最为合适的施工组织与管理方案。在新工科背景下,该课程教学的目的是为了让学生通过学习更好的掌握土建类工程项目施工组织设计的基本原理以及方法和施工管理等等。并通过这一学科的教学,培养学生的工程创新意识以及运用流水施工原理,网络计划技术和工程规范,解决土木工程施工中的相关问题,并具备与之相应的能力。土木工程施工课程的内容较为广泛,主要涉及施工组织概论、流水施工原理、网络计划技术、施工组织总设计、单位工程施工组织设计、建设工程项目管理规划概述等六大主要内容。从该课程的教学特点来看,该课程设计的概念和计算相对较多,且各类图表复杂,抽象性强,理论面知识广阔,各个章节之间的学科跨度较大,具有较强的综合性,与此同时,也要求学生在学习的过程中具备知识的应用能力以及较强的实践能力,使学生通过较强的逻辑推理和组织协调能力,来把所学的知识应用于实践中,因此该课程也具有较强的实践性。

二、新工科背景下BIM技术融入土木工程施工课程教学的问题

(一)教学方式相对落后

新工科背景下土木工程施工课程教学的内容更加丰富,人才培养的目标和理念也发生了一系列变革,这就需要教师在土木工程施工课程教学中,针对教学方法进行创新,从而构建完善的教学模式,以适应人才培养的需要和学生的学习发展需要。而BIM技术与土木工程施工课程教学的融合,更需要教师以多元化的教学方式展开教学活动,这样才能使课程教学模式更加立体,更好的将BIM技术融入其中。但从当前课程教学的实际情况来看,大多数教师在教学互动中采用课堂面对面教学为主,采用大班授课,与此同时在教学活动中教师更加注重课程内容和知识的讲解与传授,并且采用灌输式的教学方法展开教学活动,这使得学生在课堂上始终处于被动地位,难以主动的接收知识加之课程教学内容本身具有较强的抽象性和复杂性,导致教学内容直观性较差,学生缺少必要的实训操作使得学生很难将理论与实践相联系,虽然在教学活动中教师采用了一系列教学策略,调动学生的积极性和主动性,但实际上由于课程教学任务中,课程教学任务少等诸多因素的影响导致课堂教学反响不够热烈。这样的课程教学现状下,BIM技术的融入无从谈起。

(二)教材过于陈旧

教材是展开教学活动的基础和前提,在新工科背景下要想很好的将BIM技术融入到土木工程施工课程教学中,教师必须要基于BIM技术的内容,选择合适的教材展开教学活动。但从实际情况来看,教材内容过于陈旧阻碍了BIM技术与土木工程施工课程教学的融合。一方面现有的BIM技术在进入高校这一环节中,各个出版社和各个公司出版的丛书内容有所不同,这导致高校在教材选择方面陷入困境。另一方面现有的土木工程施工课程教学中,课程教材内容更新换代的速度赶不上现代工程施工技术和施工工艺的发展变化,大多数高校课堂采用的教材内容相对成就与现场施工的工艺和技术差别较大,这导致学生在学校学习了一系列技术之后,进入行业中仍然难以适应新技术、新理念的发展需要。这导致学生学习的一系列施工方法,施工工艺早已被淘汰,不仅浪费了学生的学习经历和学习时间,还导致学生所学的知识与工程实践脱节,难以适应新工科背景下行业细分和行业发展的需要。

(三)教师教学经验不足

教师对学生的引导起到了重要的作用,作为课堂教学的组织者与引导者,教师自身的专业能力与综合素质,对于土木工程施工课程教学的有效性起到了重要的影响。BIM技术融入土木工程施工课程教学,这一环节中更需要教师基于新工科的背景,具备先进的教学理念和先进的教学方法,与此同时结合课程教学的内容,选择合适的BIM技术进行教学。因此,教师一方面要具备较强的教育教学组织能力和教学管理能力,能够以多样化的教学方法实施有效的教学活动,另一方面教师还要掌握更多的BIM技术知识内容,并将之作为课堂教学资源,以及课程教学内容在课堂教学中展开教学活动,但从实际情况来看,大多数教师缺少相关工程建设一线的实践锻炼缺乏工程现场经验,普遍存在理论强,实践弱的现象,这导致教师在教学活动中,由于自身的专业能力与教育教学组织能力差,无法很好的将BIM技术与土木工程施工课程教学相结合,极大的影响了教学的效果。

(四)实践教学形式化

正如上文所说,土木工程施工课程不仅具有较强的理论性,与此同时也具备较强的实践性,教师在教学活动中应当引导学生将理论联系实际才能更好的适应新工科环境下的需要。 BIM技术本身也是如此,不仅具有众多的理论知识,与此同时学生还要在实践中对 BIM技术进行灵活的运用,才能发挥技术价值。但从实际情况来看,通常情况下为了更好的实现教学效果增强学生对工程施工的感性认知,激发学生的学习兴趣和求知欲望,会设置一系列的课程设计和生产实践实习环节。但实际上实践环节在执行的过程中,由于实训基地较远,出于学生安全考虑,影响实际工程进度,实习时间短等多种不确定因素,会导致生产实习环节中学生无法真正的参与实践活动中来这导致实践过程大多走马观花流于形式,学生在经历了实践环节之后,仍然对实际的工程工艺流程,施工方法不够了解,因此实践效果较差,除此之外在BIM技术融入到土木工程施工这一环节中,由于受上述因素的影响以及学生自身的积极性较差,不愿意主动思考,动手能力差等因素的影响,告知学生在参与实践的过程中没有对BIM技术进行深入的学习与实践,最终整个实践环节教学流于形式。

三、新工科背景下BIM技术融入土木工程施工组织课程教学新模式的探索与实践

(一)构建线上+线下教学的新模式

随着互联网和信息技术飞速发展,高校的课程教学方法和课程教学模式在信息化时代的今天已经发生了深刻的变革,通过“互联网+教育”改变了以往的教育格局,在这一过程中结合新工科的内涵将BIM技术融入其中,可以采用线上加线下混合式教学的方法为土木工程施工课程教学寻找新的思路。

1.线上教学

首先,教师在教学活动中通过互联网搭建网络教学平台,建设一系列在线精品课程并在这一过程中标出每一个章节的重点和难点知识,与此同时将线下教学 PPT以及相应的辅助教学动画、视频、练习题、BIM技术理论知识、BIM技术操作过程、工程实践案例等各种学生需要接触到的内容上传至在线课堂中,通过网络教学资源平台为学生提供学习内容。在每一节线下课程教学开始时,教师可以向一些初相难懂的知识点,通过网络教学平台发送给学生,然后下达预习任务,要求学生完成之后上传至网络平台中,教师通过分析学生的课前预习情况和自主学习情况,了解学生的学习现状,在此基础上融入相应的重难点进行教学,这样能够极大地提高土木工程施工课程教学的效果。

2.线下教学

土木工程施工课堂教学中,在线下课堂上可以引入多媒体进行教学,这样可以使教学内容图文并茂,与此同时,BIM技术在线下教学的过程中,通过电子白板或多媒体来呈现,能够使每一步的操作内容更加立体,从而使学生更好的掌握应用方法和操作步骤等。在教学中教师把教学内容中相关的理论、公式、流程、网络计划图、施工进度图等各种学生需要掌握的内容制作成 PPT课件,通过电子白板进行形象的画面演示是课程中的静态画面转换为动态教学内容,通过这样的方法不仅可以帮助学生培养学习兴趣,更能够增强学生学习的主动性。学生在掌握了这一部分理论知识之后,能够基于BIM技术的需要,增强理论与实践的联系。

总的来说,采用线上线下混合的教学模式,可以使教师不受教学时间和地点的限制,学生也能够拓展学习的时间和空间,给予了学生更多的学习和交流机会,从而使学生能够不断的提高学习的效果。

(二)及时更新课程教材

课程教材是指导学生进行学习的重要基础,在教学活动中教师要基于土木工程施工课程教学的内容,选择相应的BIM丛书作为课程教学内容进行教学,这也需要教师在更新教材内容的同时成为好的课程建设者和开发者确保教学内容能够适应学生专业课程的学习需要。具体来说,教师要深入工程一线,参加本专业的建设论坛,与此同时深入市场深入考察调研,选择适合学生学习的BIM丛书,在此基础上将BIM技术与学生的课程教学相结合,这样才能在及时更新课程教材内容的基础上采用新工艺、新技术和新方法、新理论展开教学,使课堂教材与工程实践与时俱进,这样才能够在最大程度上保证教学活动与工程实践同步。

(三)强化BIM实训操作环节

BIM技术具有较强的实践性,在土木工程施工课程教学中,教师要为学生增加更多的实践训练环节,才能够满足学生的学习需要。总的来说在课程教学中,教师要增加BIM建模软件实训操作环节,在这一过程中采用任务教学的方法构建教学模式,把学生分成单位小组,然后给每一个学生赋予不同的角色,让学生进行项目工程建模、施工方案拟定等多种流程来训练学生的实践操作能力,打破以往教学中学生的被动学习状态,从而更好的培养学生的学习兴趣,使学生能够在这样的同步工程施工课堂中产生身临其境的体验,能够深入实际了解土木工程施工组织的本质,提高学生的综合能力与实践能力。

(四)打造实习基地

培养新工科人才的最终目的是为社会和国家输送高素质的综合性人才。回归到土木工程施工课程教学本质来说,在教学中为了更好的融合BIM技术构建有效教学模式,教师还应当打造实习基地,让学生在实习基地中培养良好的实践能力与综合素质。在这一过程中要充分发挥校企合作的作用,通过校企合作构建协同育人机制,从而实现教学模式的完善。学校发挥自身的理论教学优势,企业发挥自身的实践优势,通过学校与企业之间的优势互补,资源共享等方法,构建完善的建设实习基地,让学生能够清理现场,深入一线,了解新技术和新工艺。学生在进入实习基地之后给学生分配企业导师或者让学生进行庭长时期,让学生在这一过程中把BIM技术以及土木工程施工相关的真实进行灵活运用。在此基础上建立有效的反馈机制,考察学生的实习结果,对学生进行评估,在对教学模式进行针对性的优化,从而更好的提高育人的效果。

结语:

综上所述,在新工科背景下,高校土木工程施工课程教学发生了一系列变革,在这一过程中教师要审视以往课程教学中存在的不足,结合新工科人才培养的方向和目标,针对性的融入BIM技术,在丰富课程教学内容的同时,创新课程教学方法,从而构建完善的教学模式,提高人才培养的效果,从而更好的适应行业和领域的人才需求。

参考文献:

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[4]侯振华,唐琳,尚金钊,等.“新基建”背景下高校创新创业人才培养研究[J].中国市场,2020(32):177-178.

【基金项目】河南省教育科学规划一般课题“新工科背景下BIM技术融入土木工程施工课程教学模式研究”(2021YB0404)

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