水利类专业BIM实训教学模式探讨及实践

    唐栋 蒋中明 李毅 鲍海艳

    

    摘 要：BIM实训可以使学生熟练掌握BIM相关软件的建模流程，锻炼学生对专业图纸的识读能力以及自觉学习的综合能力，为后续将BIM应用于其他课程设计及毕业设计打下基础。而BIM技术作为一种新兴的技术，在高校工程类专业教学体系中的存在时期尚短，BIM课程的教学模式并不如传统的课程教学模式一般明确和系统。长沙理工大学水利工程学院探索了个人与团结建模相结合的BIM实训课程教学模式，并对实训成果进行了量化，取得了良好的教学效果。

    关键词：BIM实训;教学模式;水利工程;团队协作

    1 绪论

    目前，BIM教学越来越受到重视。然而在开设课程的各高校中，BIM教学并没有形成统一的模式。虽然BIM教学模式与内容没有形成共识，但其教学目标可以基本总结为：通过模拟项目设计、实施全过程来提高教学质量;培养学生在BIM环境下的多专业协作能力;培养学生的实践能力。从教学模式的角度来看，美国高校主要采用的单一课程、交互式教学、多课程联合和毕业设计模式[1]。我国的本科院校也进行了BIM教学改革的尝试，方式多种多样，有的在实践课程中加入BIM内容，有的采用专业选修课形式进行理论教学，有的要求进行BIM环境下的毕业设计以及邀请专家讲座等[2，3]。鲍海艳[4]、孙明[5]、黄梦琪[6]、朱德良[7]研究了任务驱动教学模式在教学中的应用，发现通过实施基于任务驱动的“教学实践一体化”教学模式，教学效果得到了明显的改进，同时此教学模式也可供其他专业同类课程的教学参考。王多平[8]研究了“以赛促学，以赛促教”教学模式在教学中的应用，认为该模式对于提升学生学习成效、教师教学能力发挥着不容忽视的推动作用。胡煜斌探索了校企合作+BIM实训室的方式，通过建立BIM技术合作平台，让学生们地掌握专业知识，提高实践能力。曹丽萍对常见的BIM教学模式进行总结，认为应该通过综合考虑确定教学模式。总的说来，BIM技术作为一种新兴的技术，在高校工程类专业教学体系中的存在时期尚短，因此在高校工程类专业教学体系中，BIM课程的教学模式并不如传统的课程教学模式一般明确和系统。

    实训是教学计划的重要环节，是学生接触实际、了解社会的重要途径，是培养学生实践能力、提高学生综合素质的重要手段。BIM实训可以使学生熟练掌握BIM相关软件的建模流程，锻炼学生对专业图纸的识读能力以及自觉学习的综合能力，为后续将BIM应用于其他课程设计及毕业设计打下基础。

    使学生满足工程专业认证所要求的“能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的资源与工具，并理解其局限性”的毕业要求。为此，长沙理工大学水利工程学院对BIM实训课程的教学模式进行了有益的探索，试行了个人与团结建模相结合的BIM实训课程教学模式，本文将对该实训过程中的内容及方式进行介绍。

    2 实训的内容和要求

    BIM实训课程包括知识串讲、实训指导、大作业三个环节。通过关键知识的串讲，回顾在《水工CAD及BIM设计》课程中所学的BIM建模知识;通过实训指导，熟练掌握常见建模方法及技巧，并解答疑难问题;通过大作业，培养工程项目建模整体概念，将所学单个建模技巧融会贯通。

    上图给出了部分BIM实训大作业任务。其中，大作业分为两个部分。第一个部分是个人房建工程建模，要求结合指导老师讲解，独自完成别墅建模，该部分主要是锻炼学生对基本操作的熟练程度。图中所示别墅项目为地上两层钢筋混凝土结构，独立基础，是比较常见的结构形式。建筑總面积为281.9m2，高度为6.94m，项目总体较齐全，体量不大，适合练习。

    第二个部分是团队进阶建模，要求组队合作完成，团队可以根据成员对建模知识的掌握情况，选择难度适当的任务。团队建模既锻炼学生对知识的融会贯通能力，又培养学生的团队合作能力。根据学生所学专业知识，实训过程中选取了水工模型试验槽、水闸、渡槽、压缩空气储能试验系统、水封油库地下洞室等不同难易程度的项目作为任务。

    本次实训的目标是：掌握Revit的操作界面、操作方法、项目设置及模型创建;掌握设计必备的各构件图元的创建、编辑方法和图纸画法要点;掌握族类型及其相应创建方法和使用要点。

    为保证实训目标的实现，实训要求如下：实训过程中要求记实训日记（包括本次实训的自我鉴定）;实训结束时要求完成反映本次实训内容及真实感想的实训报告。

    课程实训地点安排在校内机房，要求每天固定时间到达机房进行答疑。除指定的时间外，应充分利用课余时间加强练习。

    3 实训成果及考核

    实训结束后要求学生提交实训日记和1500字左右的实训报告。实训日记要求记录每日实训内容及建模进展。实训报告要求具有个性，图文并茂，包括实训内容简述及心得体会等，如有雷同现象，成绩作不及格处理。

    指导老师根据学生实训中的表现、实训笔记（日志）及实训报告等成果，通过综合考查评定学生的成绩。具体评分标准如下：

    考勤（20%）：缺勤两次（含）以下的，给满分100分，缺勤次数增加1次，减5分。由于学校机房装有考勤软件，学生必须登录之后才能使用电脑，因此考勤数据比较准确，有效杜绝了作弊的情况。

    个人建模（40%）：根据个人建模提交的成果进行打分。这一部分可能出现的异常情况是一部分学生的成果雷同，对于这部分学生，只要发现，该部分成绩记为0分。

    团队建模（40%）：根据分组后各组选择的题目难易程度及完成情况进行打分，每个组给出一个分值，组内成员均获得该分数。同时，组长考虑其贡献，统一给95分。

    这样，可以根据以上成绩综合量化计算出一个分数。但是上述分数也有存在反映学生学习成果不完全的情况，因此根据最后提交的实训日记和实训报告对成绩进行调整。实训日记和实训报告基本上反映的是学生在实训过程中的态度，如果实训日记和实训报告完成情况和前面出勤、个人建模、团队建模过程中表现基本一致，就采用前面计算出来的综合成绩。如果实训日记和实训报告完成超出预期，则对前面计算出来的综合成绩适当调高。如果实训日记和实训报告完成很差，则对前面计算出来的综合成绩适当调低。调整幅度基本保持在10分以内。

    通过以上方式，定性和定量相结合的方式，最后的得分基本上可以反映学生的学习效果。

    4 实训情况总结

    本次实训的内容难度适中，大部分学生基本上能够较好掌握，积极参与团队建模工作。少部分学生存在态度不够端正的情况，个人建模存在抄袭现象，消极应对团队建模任务。大部分学生能够认真做好实训日记和实训报告，内容丰富，图文并茂。也有少部分同学存在态度不端正，寥寥数字，应付了事。考虑到本次实训持续两个星期，要求学生一直呆在机房也不现实，因此并未硬性要求一直在机房。在固定答疑时间则要求全体学生出勤，出勤情况记入了平时成绩，但是实际上还是有一部分学生缺勤情况严重，而这部分学生不管在个人作业还是团体作业中表现得都不是很积极。总体上，个人与团体建模相结合的教学模式取得了良好的教学效果。

    参考文献：

    [1]宫培松，郭聖昱，郭海湘.高校工程管理专业BIM教学改革探索[J].内蒙古电大学刊，2017（02）：96-100.

    [2]胡煜斌.BIM实训室在高院建筑信息化教学中的研究[J].知识经济，2018（16）：148-149.

    [3]曹丽萍，巩晓花.高职建筑工程技术专业BIM技术的教学研究[J].西部素质教育，2018（8）：121.

    [4]鲍海艳，张贵金.基于任务驱动的“教学实践一体化”教学模式研究[J].中国电力教育，2013（10）：65-66.

    [5]孙明，胡妮妮.BIM技术融入CAD课程的教学改革研究与实践[J].图学学报，2017，38（01）：109-113.

    [6]黄梦琪.任务驱动教学模式在高职理论教学中的实践研究——以水利工程类专业“水利工程CAD与识读”课程为例[J].岳阳职业技术学院学报，2014（6）：54-57.

    [7]朱德良，黎恒杆.基于项目驱动式的BIM教学研究[J].福建建筑，2019（04）：118-120.

    [8]王多平.水利工程CAD课程“以赛促学，以赛促教”教学模式探索[J].产业与科技论坛，2018（17）：100.