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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与实践

彭军 朱洪涛 邱新生 晏方
  
一起电力科技
2022年3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:为了更好地适应新一轮的科技革命与产业革命发展,更好地支持服务创新驱动发展等一系列战略。高校教育教学也引发了新一轮的变革,在土木工程施工课程教学中开始融入BIM技术教学。就建筑领域来说,当前 BIM技术已经成为建筑行业信息化发展的必然趋势,高校作为为社会输送高素质人才的主要阵地,在土木工程专业教学中出现一批具有VR技术的高素质人才,逐渐成为教育教学改革的发展方向。因此高校应当积极转变育人观念,构建育人体系,更好地将BIM技术融入到土木工程施工课程教学中,构建完善的教学模式,达成育人目标。

关键词:新工科; BIM技术;土木工程施工;教学模式

引言:

随着社会生产力的不断发展,以及社会分工的不断细化,传统的工科专业人才培养模式,逐渐难以适应社会发展的需要,因此,为了更好地应对新兴产业的发展,一系列针对工科专业进行细分的新兴产业的新工科专业逐渐出现。新工科专业的出现,以互联网和工业智能为核心实现人才的培养,通过人才培养更好地适应当前的发展战略。在这样的背景下,高校土木工程施工课程教学模式发生了深刻的变革,在构建育人模式和教学模式的过程中融入BIM技术,深刻地体现了“以互联网和工业智能为核心”的学科建设理念。因此,高校应当积极探索将BIM技术与土木工程施工课程教学模式相融合的新路径,从而构建更为完善的课程教学模式,提高人才培养的质量。

一、新工科背景下BIM技术融入土木工程施工课程教学的现状

为了更好地适应当下行业的发展与变革,培养一批具有新技术、新理念的,能够适应行业所需要的高素质人才。高校在教育教学中也开始积极转变传统的育人观念和育人模式并开始积极将BIM技术融入到土木工程施工课程教学中来,并围绕BIM技术开展一系列教学应用等工作。当前各大高校在BIM技术融入土木工程施工课程教学的过程中逐渐构建了完善的教学体系,也融入了相应的教学资源和内容,取得了一定的成果,但从实际情况来看,在这一过程中也出现了一些新问题。具体来说,新工科背景下BIM技术融入土木工程施工课程教学有以下几个方面的问题。

(一)BIM教学缺少与之配套的土木工程施工课程教学的教材

从早期BIM技术推广和发展来看,主要是通过各大软件公司举办的会议以及应用培训方式获得,在这一过程中,BIM技术未能很好地推广到高校。在新工科背景下,为了更好地加强土木工程相关专业学科的建设,培养能够应用BIM技术人才,越来越多的企业开始与高校合作,针对高校各学科的特点,出版了一系列与BIM技术相关的丛书。其主要内容包括 BIM的理念和相关的系列工具,这在一定程度上拓展了BIM教学的资源,为学科建设以及学科教学模式的构建提供了坚实而有力的基础。但从实际情况来看,当前市面上有多个出版社和多家企业出版的图书,虽然这些图书内容丰富,技术也较为深入,但实际上与高校土木工程施工课程的内容不相适应,难以满足教学的需要。

(二)土木工程施工专业课程教学中的BIM教学缺乏连贯性

土木工程是一个系统的专业,专业中分为多个学科知识内容,土木工程施工课程教学活动中应用到的BIM技术与其他专业课程教学中应用到的BIM技术存在重合的地方,而在教学活动中没有对这些重复的地方进行优化,导致学生学了的知识还会再学一遍,这影响了学生学习的效率,与此同时也加大了资源的投入,导致教学质量和效率受到影响。另一方面当前针对不同的课程内容采用的教学模式区别不大,每一门课程教学中都会融入, BIM的理念虽然普及率在不断提高,但教学不够深入,由于专业课程设计缺乏延续性,导致BIM教学也缺乏连贯性。

(三)教学实践中基于BIM技术应用的工程案例参与程度不高

高校土木工程施工课程具有较强的实践性,通过课程教学使学生能够利用专业课程中所学的理论知识解决实际问题。基于实践性的特点,在BIM技术融入专业教学的过程中,也应当给学生创造更多的实习以及见习机会,让学生去施工现场实地参观,实地学习,体会BIM技术在实际工程中的应用,这样才能获得更好的更实际的教学效果。但从实际情况来看,由于施工现场一般距离学校较远,不仅要考虑时间成本,安全因素,还要考虑现场的复杂环境,这都会影响到学生的学习体验,因此,大多数专业课的工程案例只是靠教师在课堂上进行理论讲解,导致学生难以认识很多局部的实际施工细节。

二、 BIM技术融入土木工程施工课程教学模式的优势及改革思路

(一)应用优势

首先,将BIM技术与土木工程施工课程教学相结合,能够培养出建筑领域中所需要的,适应新工科理念的人才。相较于传统的课程教学,BIM技术的融入丰富了土木工程施工课程教学的内容,同时也转变了课程教学的理念,教师在教学中也能够创新方法,从而使人才培养体系和教学模式更加完善。

其次,BIM技术的应用能够提高教师的专业能力和教学水平,从而提高课堂教学质量和教学效果。在教学活动中,为了更好地实现BIM技术与土木工程施工课程教学的结合,教师不仅要转变以往的教学观念,还要积极主动地探索BIM技术以及与之相关的知识,在此基础上通过对教学资源的整合实施有效的教学活动,从而提高学生多方面的能力与素质。

最后,BIM技术与土木工程施工课程相结合,能够更好地加快新工科的建设,构建完善的基于新工科理念的学科教学体系。在融合BIM技术的过程中,教师能够积极审视以往的土木工程施工课程教学中存在的不足,并且以新工科理念丰富教学内容,构建完善的教学模式,使教学内容更加完善,人才培养目标更加明确,进一步提高人才培养的效果。

(二)改革思路

首先,应当结合新工科发展的趋势以及高校育人体系的方向制定完善的人才培养方案。在此基础上对土木工程专业课程教学内容进行优化,融入BIM技术以及相关内容,这样才能够使学生在学习的过程中丰富自身的知识,获得与之相应的技能,以适应课程学习的需要。在这一过程中针对土木工程专业施工课程教学的内容对BIM技术进行细化分类,避免BIM技术的融合与专业的其他课程教学相重合,从而加重学生的学习负担。

其次,在传统的专业课程教学中植入模块化的BIM课程内容。针对土木工程专业施工课程教学来说,在教学活动中基于课程教学的内容以及课程教学的特点,以典型的工程案例为切入点融入BIM相关的内容进行教学,这样可以极大地提高课程教学的针对性,在缩短教学周期的同时,有效地提高课堂教学的质量。

最后,结合土木工程施工课程教学的内容搭建BIM实践教学平台,加强学生理论与实践的联系。在教学活动中,首先加强土木工程施工课程教学,在此基础上以任务为驱动,以问题为导向,让学生针对学习的内容进行探索,在学生完成问题探索这一任务环节中融入对应的BIM内容,搭建BIM实践教学平台,使学生在这样的实践平台上完成任务,解决问题,从而让学生在这样的环境中学会利用所学的理论知识来解决工程案例中的实际问题,从而增强理论与实践的联系,更好地培养学生的能力与素质。

三、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与实践路径

(一)加快课程内容的构建,编写相关的BIM丛书

与传统的软件操作丛书有所不同的是,在土木工程施工课程教学中融入 BIM技术需要引入一些典型的工程案例,涵盖土木工程施工课程教学中的各个知识点,在此基础上将学生需要学习的专业理论知识和BIM技术软件操作相结合,有了这样的基础,才能更好地编写针对性的BIM系列丛书,从而使学生在学习的过程中,既能够很好地掌握本专业的理论知识,也能够掌握BIM技术内容,从而在增强学生的理论知识的同时,也极大地强化了学生的实践能力,使学生在学习的过程中能够直观地了解到土木工程施工中BIM技术应用的全过程。通过这样的方式才能够更好地解决土木工程专业施工课程教学中课程资源不足的问题,在丰富的资源支持下,学生才能够掌握更多的知识内容,进而有效地提高学习的效果,也能够为培养新工科人才奠定坚实而有力的基础。

(二)不断强化师资队伍建设,加强师资力量建设

以往的土木工程施工课程教学活动中,教师主要围绕本专业课程教学的内容展开教学活动,同时基于人才培养目标,完成教学计划和任务。在这一过程中,要求教师具备多方面的专业教学能力,在教学活动中引导学生了解土木工程施工等行业发展,以及相关知识内容,同时培养学生的实践能力。而新工科背景下要求学生能够成为复合型的专业人才,而这一过程中,BIM技术的融入不仅对学生提出了更高的要求,对于任课教师也提出了更高的要求。对于教师来说,在土木工程施工课程教学活动中,不仅要掌握与土木工程相关的专业知识,与此同时教师还要掌握与BIM技术相关的专业知识,这样才能依托课程教学模式,实现有效的教育教学,达到人才培养的目标。因此教师的专业能力发展在这一过程中发挥出了重要的作用。具体来说,促进教师专业发展要从多个方面进行,首先应当立足于BIM技术的实际情况,聘请行业的专家学者进入校园进行讲座,通过讲座的方式传播新的理念,与此同时,增强教师的专业知识,丰富教师的教学。

其次,可以选派骨干教师外出学习,参加全国层面的BIM学术交流会和应用技术培训会,通过这样的方法使教师掌握前沿理论和前沿知识,然后将这些知识内容传播到学校,更好的实施教学活动。不仅如此,为了更好的提高教师的专业能力,在这一过程中还要促进教师与教师之间的教学交流与研讨,通过教师之间的有效沟通和交流,能够丰富教师的教学理论,也能够使教师审视自己的教学方法,通过对教学方法的改进以及教学内容丰富,使教师既能够掌握BIM相关的技术,也能够具备较高的教育教学组织能力,以及课程开发和创新能力。教师具备相应的专业化能力,才能够使BIM技术能够更好地与土木工程专业施工课程教学相结合。

(三)整合多样化培养方式,普及BIM技术理念

对于高校来说,新工科人才的培养不能只局限于专业课程教学活动,而是要为学生提供更多的学习平台和成长平台,让学生能够真正利用自己所学的知识去解决实际问题,这样才能够使学生能够掌握过硬的技能,适应新工科理念下社会发展对人才的需求。具体来说,学校要为学生搭建有效的学习平台,充分运用互联网和信息技术,构建有效的在线教学模式让学生通过线上线下混合学习的方法,接触更多的与BIM技术相关的内容,在此基础上使学生通过实践对这些理论知识进行融会贯通。另一方面,在BIM教学的过程中,还应当拓展多样化的教学方法,BIM技术的虚拟仿真教学形式较为新颖,能够激发学生学习的主动性。因此,在教学活动中可以通过BIM技术与专业课程的结合为学生提供更多的学习途径,让学生在探索与学习的过程中更好地掌握与之相应的技能。

(四)倡导学生自主学习,提供多样化学习方式

为了更好的实现BIM技术与土木工程施工课程的融合还应当充分激发学生的主观能动性,使学生在主动学习,主动参与的过程中掌握知识与技能。在提供多样化学习方式,这一环节中,学校可以积极鼓励学生参与各类BIM技能比赛,通过这样的方法使课外的技能比赛与课堂内的教学相结合,学生为了更好地参与这些活动,在课堂学习活动中,不断地主动地学习相应的知识,这样能极大地促进了学生的自主学习效果,更能够使学生在自主学习与实践应用的过程中促进理论与实践的统一,从而更好的完成课程知识的学习,高校也能够依托这样的教学模式,提高人才培养的效果。另外,还可以在教学中成立社团和小组为学生引入典型的工程案例,让学生利用学习的知识以及BIM技术来解决案例中的问题。通过学生在课后探索以及课堂教学学习来完善教学模式,更好地达到人才培养的目标,提高人才培养的水平。

结语:

综上所述,新工科背景下高校教育教学中发生了深刻的变革,在学科建设以及人才培养体系方面,都应当结合新工科的需要,加快学科体系建设,强化教学资源构建。在高校土木工程施工课程教学中融入BIM技术是新工科发展的大势所趋。在教学活动中要融入有效的教学资源,制定多样化的教学方法,完善人才培养体系,促进学生自主学习,强化理论学习与工程实践的联系,才能更好地达成人才培养的目标。

参考文献:

[1]孙 伟.基于BIM技术的土木工程专业实践教学路径探索[J].高等教育,2020(02):219-220.

[2]郭闪闪.基于BIM技术的土木工程专业实践教学改革探索[J].教育现代化,2019(04):51-52.

[3]李 昕.BIM技术在新工科建设土木工程专业中的应用研究与探索[J].黑龙江工程学院学报,2020(05):73-75.

【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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