基于BIM成果的临场式教学改革研究
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摘 要 全面提高建筑业信息化水平，是一项充满不确定性和极具探索空间的系统工程，为职业教育教学内容和教学模式开辟了广阔空间。BIM技术既是教学成果，又是教学手段，通过设定项目目标，借助VE项目分析、VR学习体验与VR项目汇报，基本形成OBE教育模式的雏形，丰富了临场式教学模式，为破解课程教学中存在的一些难题提供了借鉴。
关键词 BIM技术;临场式教学改革;室内灯光设计;VR
中图分类号：G712 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）04-0092-03
Abstract To comprehensively improve the informationization levelof the construction industry is a systematic project full of uncertainty and great exploration space， which opens up a broad space for the teaching content and teaching mode of vocational education. BIM technology is not only a teaching achievement but also a teaching method. By setting project objectives， using VE project analysis， VR learning experience and VR project reporting， the formation of the OBE education model has been basically formed， enriching the on-the-spot teaching mode and providing a reference for solving someproblems in vocational education.
Key words BIM technology; teaching reform in field; interior ligh-ting design; VR
1 前言
《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》指出，发展目标是要在“十三五”时期全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM、大数据、智能化、移动通信、云计算、物联网等信息技术集成应用能力。在建筑业信息化进程中，人才是第一资源。隨着BIM技术革命裹挟着大数据、人工智能、VR等一系列新技术呼啸而来，BIM技术的优势逐渐被越来越多的人认可，对于BIM技术人才的需求呈现爆发式增长。BIM技术既成为职业院校教学的目标，又成为一种教学手段而不断地被挖掘。
2 教学改革背景：BIM时代的启示与探索
党的十九大报告指出，要推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。伴随着国家经济产业结构调整，传统行业正在发生日新月异的变化，建筑业自然也包含在内，与信息化的结合是必然结果。高等职业教育长期以来就是以专业对接行业，人才的培养方式和培养目标也紧紧围绕行业的发展需求。在全面提高建筑业信息化水平的进程中，BIM技术是无法绕开的一个内容，将BIM技术应用作为高等职业教育的基础课程也是必然需求。
在信息化时代，高职学生不仅需要掌握信息化基础理论和运用能力，还应该深入学习信息化软件操作能力和融合能力。在信息化时代，学生的学习习惯和学习思维也在发生改变，主动或被动地在推动课程教学手段的不断创新且越来越深入地对接生产。深入挖掘信息化在课程改革中的着力点，不断改革教学内容和教学方式，以实现传统课程与信息化的深度融合，成为课程改革的基本方向。
3 临场式教学改革的基本思路
BIM的英文全称是Building Information Modeling，国内较为一致的中文翻译为建筑信息模型。可视化、模拟性、可出图、参数化等是BIM技术的基本特征。临场式教学即将课程内容项目化，把BIM技术中的VE（IES <VE>）和VR（Virtual Reality）运用到教学内容中，作为一种教学手段去完成项目，再通过VR进行项目汇报（考核）。临场式教学通过最终成果为基础的反向设计，把课程和教学聚焦在整个学习成果中，在某种意义上是OBE教育模式的一种体现。美国学者斯派帝在《基于产出的教育模式：争议与答案》一书中把OBE教育模式定义为“清晰地聚焦和组织教育系统，使之围绕确保学生获得在未来生活中获得实质性成功的经验”。按照这个逻辑，学生自学习开始便知道学习后所能够实现的预期或得到的结果，学习的成果是学生通过使用这些知道的、学到的知识或者技能确实能够干什么[1]。
1）基于学情分析。以建筑室内设计（中澳联合培养）专业学生为例，他们具备一定的识图制图能力、收集资料能力和审美水平，但是理论基础不扎实，不具备建模能力，学习动力不强，知识筛选及整合能力较弱。
2）兑现教学目标。以室内灯光设计课程为例，教学目标是：加强学生对灯光设计理论知识的理解;依托信息化手段，提高学生灯光设计能力，增强学生灯光设计的实践操作技能;培养学生团队协作能力，提高沟通交流能力，加深学生对设计行业的了解，掌握行业风向标。
为实现教学目标，确保课程内容不走样，明确课程改革思路的同时，必须制定系统的课程教案、科学的任务目标书、清晰的课程进度表。
4 临场式教学改革的主要内容
以室内灯光设计课程为例，灯光照明设计是室内设计的重要组成，该门课程也被明确为该项目的核心课程，具有理论性高、实操性强的特点。在教学中，采用课堂教学、小组研讨和实训教学相结合的方法，加强学生对灯光种类、布局、照度、色彩等理论知识的理解，通过VE项目分析和VR教学体验，让知识可感知、可触摸、可量化，增强教学效果。 课前准备 做好前期准备，将信息化、规范化融合到每项工作，主要包括：制作并发布课程任务书;搜集行业标准、行业规范、技术资料等;师生共建项目模型。在课堂中，压缩灌输式讲授的比重，提高对VE和VR的运用和实际操作比例，以提高课堂教学质量。
VE项目分析
1）创建模型。建模的过程既是对软件应用能力的锻炼，又是对相关知识学习平台的搭建。有两种方法可以实现。方法一：利用IES <VE>的手动建模能力，建立三维物理模型。IES <VE>作为建筑性能分析的专业软件，本身具有建立模型的功能。手动建模技术被广泛应用到规整型、楼层可复制的一般建筑，但在异形建筑中的应用成本极高，且难度较大。方法二：从AutoCAD中读入DXF格式的平面图，自动生成三维模型。AutoCAD是在建筑信息化领域被广泛应用的基本制图软件之一，弥补了IES <VE>在异形建筑建模中适用的不足。通过将建筑的CAD平面图导入IES <VE>中，利用IES <VE>特有的模型生成路径，可快捷实现异形建筑建模。
2）日照模拟。完成建筑模型后，在IES <VE>软件中选定建筑模型的地理位置及建筑朝向，利用软件通过数据库分析特定时间段内目标地理位置的均光照数据，模拟出建筑模型日照变化轨迹，以用来分析建筑全年任意时刻的日照状况，将建筑内外的日照效果同时表现出来。
3）采光分析。在LightPro软件中，通过素材库选择不同照度、不同型号的灯光，布置照明位置。照明位置布置完成后，在FlucsPro软件中定量展示照度、光通量、日光因数等，模拟室内光照效果，让理论知识更直观地呈现出来。
4）能耗模拟。完成建模后，根据项目需求，设定人员活动情况、水电使用情况、建筑材料配备情况、围护结构参数等，结合气象参数等因素，生成共用化数据包。根据数据包，借助IES <VE>系统详细设定，进行动态负荷模拟、CIBSE负荷计算、ASHRAE负荷计算，让软件来汇报动态负荷、设计负荷、能耗水平、舒适指示、通风换气、二氧化碳排放等内容。
VR教学体验 学生拿到任务书后，将项目的CAD图纸导入Revit中进行建模，细化模型内部，完善家具、软装等细节。准备到位后，在细化好的模型中布置灯光，根据前期所讲的理论知识，合理选择灯光的种类、风格、数量及摆放位置等。将完成灯光设计后的模型导入VR，学生借助VR技术实际体验项目设计效果，找到优化提升的空间。同时，教师借助VR软件进行实例分析、讲解。完成以上教学内容后，还可以在课后利用QQ、微信等社交软件进行讨论，借助VR带领学生参观优秀样板间设计案例，进行课后提升。
优化考核方式 对传统的知识考试进行升级优化，考核内容分考试、阶段性考核和项目汇报，其中考试占比30%，阶段性考核占比30%，项目汇报占比40%。
OBE教育模式还强调学生的个性化评价，即根据学生个体之间的差异，制定相应的评定等级和培养方式，能够及时对教学内容和方法进行修正。从这个理念出发，将考核分为三个部分。
1）考试的内容侧重于基础理论知识和行业前沿知识，引导学生关注最新技术成果和行业动向，确保学生的知识储备扎实到位。
2）将日常练习纳入考核，逐一汇报成果并评价定档。将课堂项目训练和考勤作为平时考核的构成内容，提高学生日常学习动力。
3）以项目成果为学期考核内容，教师借助VR进入学生设计的模拟场景，进行整体评价，直接对标教学目标。项目汇报占比最高，确保学生能够通过该门课程的学习，掌握一定的建模能力、知识应用与整合能力，实现教学目标。
教学成果延伸 临场式教学的核心是将课程内容项目化，把VE和VR运用到教学内容中去完成项目。阶段性的教学任务成果不止理论学习，还是一个完成的项目成果。根據职业教育培养方式方法创新，实现“学”“练”“赛”“考”相结合，以赛促学。当前，该门课程改革成果已多次参加VR比赛，在全国及省级比赛中获得优异成绩。
5 临场式教学改革的效果评估
党的十九大提出“办好人民满意的教育”新目标。2017年1月，国务院印发的《国家教育事业发展“十三五”规划》明确指出，“加快发展现代职业教育”“把适应经济社会发展作为评价教育质量的根本标准”“改进高校人才培养质量评价，构建科学的职业教育评价制度”。我国高等职业教育有着较为曲折的发展过程，但发展速度和取得的成绩有目共睹，肩负着传承技术技能、培养“大国工匠”的重要职责[2]。
类似的探究式教学模式创新，提到其有助于学生获取“非确定性知识”。这种学习模式能够改变短促单一的、以教师为中心的教学方法，它强调长期的、跨学科的教学，并结合现实问题与实践[3]。基于BIM成果的临场式教学改革，以传承技术技能、培养“大国工匠”为职责，同样着眼于跨学科的理论与实践相结合，着眼于应用技术，着眼于非确定性的知识和问题，力图加快发展现代职业教育。为确保改革是有效的、科学的，对于该项改革内容进行面向相关学生的问卷调查，学生满意率达96%。
6 结语
信息化深入融合传统课程教学还有很大的发展空间，室内灯光设计课程作为一个示范，提供了可供参考、复制的经验。学生的学习习惯和学习思维发生一定改变，倒逼课程教学手段的不断创新，在教师的引导下也能够越来越深入地对接生产。当然，基于BIM成果的临场式教学改革还只是围绕灯光设计课程进行的微观探索，还需要进一步围绕“办好人民满意的教育”的新目标不断改革，培养更多高素质应用型人才。
参考文献
[1]陆青霜.成果导向在课程教学中的应用：以《商务礼仪》为例[J].当代教育实践与教学研究，2018（4）：168-169.
[2]李永健，李梦玲，黄东显.“人民满意”的高职教育办学质量评价体系诠释与构建[J].中国职业技术教育，2018（13）：77-83.
[3]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究，2014（1）：163-168.
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