核心素养视野下对中职《建筑识图》教学的实践研究

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　　摘 要：现阶段，精益求精的中国工匠精神使“中国制造”正逐渐走向“中国创新”，国家层面的发展需要青少年的创新力。核心素养是构建中国特色教育的理论基石，要求教师在理解学科结构的基础上，运用新颖的教学理念和教学方法，使学生能更有效地掌握知识。根据建筑业信息化发展趋势，分析目前《建筑识图》课程教学中存在的问题，提出相应的教学目标。通过BIM三维教学识图法、BIM三维建模绘图法、BIM三维漫游感知法等教学方法及课程设计教学途径，对《建筑识图》课程教学进行改革探讨，提高教师教学效率，促进学生识图能力提升。
　　关键词：建筑识图工匠精神核心素养 BIM技术
　　重视学生核心素养的培养已成为世界各地课程发展的基本指导思想，而核心素养落地的主战场在课堂。如何让核心素养走向课程，却因对核心素养理解的不同而有不同的路径。“新技能+教育”，应该产生的是化学变化，更是产生新方法+新技术。随着社会信息化的发展，获取、处理和利用信息的能力已成为人类生存的基本能力，知识的获得可以通过学校以及信息化等多种途径。在这种情况下，学校须重新审视新时代下的技术、教师须重新界定自己的作用，进一步丰富与拓展其内涵，转变教学观念与教学行为。
　　《建筑识图》课程是中职建筑类专业基础课程之一，意在培养学生能掌握建筑施工图识读的基本方法，让学生注重理论与实践的结合。在传统建筑地图教学过程中，多采用二维制图教学。更因为课程内容比较枯燥，学生对学习缺乏兴趣，地图阅读能力也没有显著提高。为了提高学生的制图能力，有必要突破传统的教学方法，尝试在核心素养视野下将BIM技术引入传统的《建筑识图》课程中，通过BIM动画演示，直接将建筑模型融入教学过程，对内容实际化，从而形成理论实践一体的多元化课堂。核心素养视野下让学生用BIM技术在《建筑识图》辅助教学可以提高学生对建筑施工图纸的识读能力，学生通过教、学、看、做相互結合，对建筑工程施工图纸有更深一步的认识，解决教师在平面图教学中遇到的瓶颈问题。
　　一、《建筑识图》课程传统教学存在的问题
　　《建筑识图》课程教学分为课堂理论教学和课后实训教学两个环节，理论教学环节主要内容有三视图、轴测图、建筑施工图等构配件等部分的基础教学;实训教学环节主要是对建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图、建筑节点详图构配件识读等内容。[1]
　　1.理论教学环节方面
　　《建筑识图》这门课程知识点较多，课程教学时间有限。学生要在一个学期之内完成教学任务，时间紧张。另外，中职学生自学能力差，课前基本不预习，上课容易开小差，再加上书本的知识枯燥乏味，教师在上课过程中无法做到面面俱到，更难以保证所有学生的学习质量。
　　《建筑识图》课程所使用的图纸都是二维图纸，学生在识读图纸过程中二维与三维之间形象转换存在困难，学生难以理解这些二维图纸的由来。建筑是个空间物体，如果只凭图片或者只有文字让学生凭空想象建筑模型的组成形式或者某些节点部位的图纸是比较困难的。建筑制图本身是一门比较容易让学生学习的课程，但由于缺乏想象力，教室枯燥、枯燥、难学、枯燥。最后，它对学习失去了兴趣，导致以后的课程出现困难。
　　《建筑识图》教学中，如果老师不能全面地理解知识，而让学生单独理解知识的一部分，而不考虑对整个建筑的影响，那是不现实的。在上课时按照课本中章节教学，而每个章节之间的知识点之间联系不紧密，学生很难把各个部分联系起来，也不可能形成整体的、系统的理解，而学生的思维对知识点是非常空洞的，更是乏味的。
　　2.实训教学环节方面
　　《建筑识图》的实训教学环节主要是对建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图、建筑节点详图构配件识读等内容，能够准确地识读建筑施工图首先要让学生了解施工图是如何形成的，这一过程需要学生具有一定的空间想象，例如建筑剖面图的形成，它是假想用一个或者多个与外墙轴线垂直的铅锤剖切平面将房屋剖开，移去靠近观察者的部位，对剩余部分所作的正投影图。为了准确地阅读配置文件，必须结合方案，并有一定的空间思维。这对现在的中学生来说是一个困难。[2]
　　随着建筑行业信息化的不断发展，不同的新技术、新产品不断涌现，各种不同的建筑软件纷纷进入各中职实训室。然而，目前建筑企业行业信息化主流建模软件是BIM，目的是让学校所培养的毕业生能与建筑行业信息化发展相与时俱进。[3]
　　二、BIM技术在建筑专业教学应用现状
　　BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性五个特点。BIM技术已经得到了全世界的广泛认可。它可以快速实现建筑信息的集成，从设计、施工、运营到建筑生命周期的结束。各种信息总是集成在一个三维模型信息数据库中。设计和施工人员可以在基础之上协同工作，提高工作效率，节约资源，降低成本，实现可持续发展。被誉为自互联网信息技术革命和制造业信息技术革命之后的第三次全球信息技术革命。目前BIM在国际上的发展十分迅猛，因此需要尽快将BIM引进课堂。[4]
　　曾经风靡一时的CAD技术实现了工程设计领域的第一次信息革命，但它只是让设计师们甩掉了手中的图板，从传统手工绘图转向了计算机辅助制图。BIM是一种技术、一种方法、一种过程，它不仅可以在设计中应用，还可应用于各种建设工程项目的全寿命周期中;BIM的核心是数据信息与模型的互通，建立高效联系，通过模型可以对施工进度、材料费用及各项成本进行规划及作出修改的可行性分析等。信息的范围则可依据模型进行扩展，目前已经探索成熟的有5D。由于BIM的数据库是动态变化的，在应用过程中不断在丰富、更新和充实。BIM技术也广泛应用于国内外，并且受到一致好评。
　　BIM在国外的应用：
　　德国慕尼黑的宝马世界（BMW Welt）、梅赛德斯-奔驰博物馆（Mercedes-Benz Museum），以及位于斯图加特的保时捷博物馆等许多世界知名建筑也是运用此技术完成。 　　BIM在国内的应用：
　　1.著名的上海中心，业主要求必须使用BIM进行设计、施工等各过程;
　　2.奥运“水立方”的建设均采用BIM技术;
　　3.上海世博会场馆中，由于其设计的复杂性，很多场馆都采用了BIM技术，例如德国的“和谐城市”馆，芬兰的“冰壶”馆等;
　　4.中建国际、现代集团、华通设计、中国建筑院等单位在一些项目中已经成功运用BIM，且均将BIM作为重要发展方向;
　　5.奥运村空间规划及物资管理信息系统;
　　6.南水北调工程;
　　7.香港地铁项目。
　　三、BIM在教学过程的技术辅助优势
　　BIM技术是教师的好助手。通过研究学生，他们可以快速建立建筑模型，形成空间思维。而《建筑识图》中的三视图正是学生需要利用空间思维能力才能完成的。在传统的教学中，教师只能借助于实体模型进行教学，这样做虽比书本教学效果要好，但投入的费用比较高，而实体模型的种类是有限制的，这对相关内容教学是有局限性的。
　　BIM软件在教师课堂教学中进行技术辅助，通过建模功能建立课堂教学中所需的各种模型，学生可经过不同的视角对模型灵活快捷的操作，运用快捷命令，更改和编辑模型，学生更容易地理解了形体三视图的作图原理。学生在学会使用软件后，当教师在讲到较复杂形体的三视图作图时，也可让学生自己在电脑上用BIM软件建模，通过同学之间的相互探讨，在教师的引导下，验证学生思维的正确性。在BIM的辅助教导下，学生通过自己运用BIM软件，能最大化地让参与到教学中，既促进了教学过程中的师生互动，提高了学生上课的积极性，从而达到良好的教学效果。
　　BIM技术是学生的好帮手。通过构建三维信息模型，对建筑模型的内外空间可视化，让学生身临其中。在课本教材中，学生看到的施工图只是二维效果，与真实工地情况有很大差距，虽然图纸采用不同的线条图例等绘制来表达各个构件的信息，但是真正的構造形式还需要看学生的空间想象。BIM技术透过三维模型，展示各个部位在三维模型中所处的空间位置，使学生对房屋建立起整体性的概念。之后教师可以将三维状态下的建筑模型与二维状态下的平面图进行对比。通过对比，学生了解了房屋的构造概念及其高度等相关尺寸信息后，更易于掌握建筑平面图的表达，能正确的识读建筑施工图，利用同样的方法，可以识读门窗、柱子、墙等建筑施工图中的其他内容。
　　BIM技术应用到《建筑识图》课程中，大大地减轻了教师的工作量，并能体现到良好的教学效果。例如《建筑识图》中的建筑构件节点教学琐碎复杂，数量多且难，如楼梯节点详图，楼梯形式多种多样，有悬挑楼梯、直行楼梯、双跑楼梯、旋转楼梯等等形式的不同，剖面图就不同，这对学生来说是个极大的难点，而BIM能模拟平时不能够在真实世界中进行操作的事物。利用BIM技术的可视化可以对不同的楼梯形式进行比较，把建筑识图的难点（楼梯）也变得直观易懂了。又如建筑平面图的识读中，被剖切到的墙、柱断面轮廓线用粗实线绘制，没有剖切到的可见轮廓线（如台阶、梯段、窗台等）用中粗实线绘制，窗框线用细实线绘制。不管老师怎么费劲讲，很多同学就是看不懂这个图，而BIM技术使学生对建筑物的构造及其平面信息表达将更清晰。学生利用BIM技术的可视化和模拟性，这个问题就迎刃而解了。
　　BIM提供的可视化思路，是直接展示一种三维的立体实物图形，这是通过构件的信息化自动生成的，并且相同构件之间又具有互动性和反馈性，学生像搭积木似的结合专业将建筑一层一层地建成三维模型，整个模型都是学生自己构件起来的，印象更加深刻，也有效地避免了传统二维平面图表达不充分的弊端。学生通过不断地完善空间模型，有助于学生对建筑专业知识的认知提升到新的
　　高度。
　　BIM的直观性很强，BIM技术形成的图纸它也不同于其他软件设计的效果图，其他软件只能展示出其中某一方位或某一部位，而BIM却可以全方面展示任一种或任一个构件甚至任意方位、部位，学生能从图中迅速读出构件的基础信息。在建模的过程中，学生利用BIM技术可以容易地看懂构件的各种相关数据。
　　BIM还提供虚拟漫游展示，仿佛直接带着VR身临其中，眼睛直接看到各种建筑构件，这使学生对知识的理解会更加深刻，同时增强了学习的乐趣，更提升了识读建筑施工图的能力。使课堂更生动有趣味，调动了学生的学习兴趣，并能取得良好的学习效果。让学生对建筑构BIM的可视化加深对建筑物的了解，提高学习兴趣，同时提高阅读建筑图的能力。
　　四、教学效果
　　学校每年均组织学生参加杭州市中职学校《建筑识图》统考、会考，在教学过程中借助BIM的技术辅助下已取得不错成绩。
　　《建筑识图》课程是后续学生进入高校学习其他专业核心课程得以顺利学习的保障。BIM技术融入《建筑识图》课程教学中是非常有必要的，也为学生后续步入社会提供良好的平台。
　　进行BIM技术教学后，对我校其中某个建筑班做了调查，不少学生觉得BIM技术提高了学习效果，促进自己的识图技能不断提升，更提升了自己对建筑专业浓厚的兴趣。
　　结语
　　BIM技术在中国建筑市场内需要尽快发展，因此BIM技术也一定要和教学紧密结合。我校是一所中等专业学校，建筑专业优势明显，建筑专业生源相对占优势。而《建筑识图》课程是土建类专业课程的基础，重在培养学生的识图能力。文章在《建筑识图》课程教学中引入了BIM技术，因此BIM技术在建筑识图课程教学中的实施方式，是紧紧追随了技术革新的步伐，让学生接触新技术的第一步，BIM技术作为良好的教学工具更加改善了陈旧的教学方式。
　　参考文献
　　[1]曹阳.BIM技术应用与结构设计的探讨[J].建材发展导向，2015，13（12）：119-120.
　　[2]刘红勇，何维涛，黄秋爽.普通高等院校BIM实践教学路径探索[J].土木建筑工程信息技术，2013，10（5）：98-101.
　　[3]于冬升，张金团，王海湘.BIM在建筑识图课程教学中的应用[J].江西建材，2016，14：272-273
　　[4]王晶莹BIM技术在《建筑识图与构造》课程中的应用[J].职业技术，2016（4）：66-68.
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