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以实用、创新、前沿为目标的房屋建筑学课程改革探索

2021-01-15杨惠会崔瑞夫

大学教育 2021年12期
关键词:课程改革

杨惠会 崔瑞夫

[摘 要]房屋建筑学是土木工程、工程造价、工程管理等相关建筑专业学生的专业基础课,旨在要求学生掌握一般建筑工程房屋的建筑图设计和建筑细部构造。文章探讨通过总结传统优良教法,结合实际工程项目设计,将三个BIM实际案例平行带入课堂,并与其他相关课程教学内容进行有机整合;用微课呈现建筑构造难点,开发课程APP,把房屋建筑学做成一门精品课程。

[关键词]房屋建筑学;BIM应用;课程改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2021)12-0076-03

一、当代大学教育背景

(一)教学对象已经发生重大变化,新时代的学习者不同以往

新时代学生接受知识的媒介千变万化,电子产品及各种APP直接冲击大学生大脑,传统的讲授和板书无法激发年轻人的兴趣,寻找适合他们的教学方式迫在眉睫。

(二)理论和实践相结合只是一方面,学生还要掌握前沿的专业信息

各大高校在强调理实一体化的同时,似乎对实践的内容没有过多关注,简单动手操作并不是国家和学校的目的,而是希望学生通过实践掌握最新技术和最前沿的科技信息,做合格的新时代接班人。一般高校是硕士研究生和博士研究生才有机会参与较新的实验项目,而普通本科生则要求其完成规定学习内容并参与实习后就业即可。针对这种现象,普通教师更有义务为在校大学生提供更多更新更让其感兴趣的前沿知识。

(三)要开展多媒体教学,发挥学生的主体性作用

高校教师需要不断总结经验和教训,深刻剖析教师行业的工作现状和学生,通过多媒体把实际项目带进课堂,让学生变成课堂主角,利用课堂所学理论知识思考项目相关问题。

二、传统房屋建筑学课程教学存在的主要问题

房屋建筑学课程是建筑类相关专业的一门专业基础必修课,它涵盖了民用与工业建筑图设计以及各种墙梁柱板屋顶的详细构造知识,是建筑类专业学生开始认识并了解自己所学专业的第一门专业课。从工民建专业建立起就开设房屋建筑学,其重要性不言而喻。随着人才培养方案的不断优化改进,传统房屋建筑学暴露出了一些问题:(1)课程参考教材单一,且不同教材的章节设置基本一致,时代在进步,但教材没有与时俱进;(2)授课方式单一,通常是理论教学+课程设计,教学效果不佳;(3)与最新的建筑设计脱节,学生就业以后不能胜任建筑设计工作。

三、房屋建筑学课程教学改革目标

(一)打开推进建筑工程信息化的窗口

由于存在上述问题,因此教师要改变传统教学方式,把MOOC课程引进课堂,学生可以反复观看重难点,减少教师传统工作量;再把课堂与BIM模型有机结合,把学生带进一个建筑数字化的课堂,提高学生学习效率。

(二)构建培养选拔高素质人才的平台

新型教学方式的采用使学院的建筑相关专业学生兼具时代性、创新性与实用性,成为企业迫切需要的人才。这就给学校建立高素质人才培养平台和专业评估平台奠定了扎实的基础。

(三)培植创业创新的土壤

“大众创业、万众创新”是近年令年轻人為之振奋的八个字,再加上其与互联网恰到好处的结合,成功地激发了大学生的创业梦。而房屋建筑学课程通过BIM与课程APP的有机结合,使学生对图纸有了立体空间的认识,对课程学习有了新的认识,有助于促进学生开展创新创业。

四、房屋建筑学课程教学改革思路

(一)房屋建筑学课程的“四学、四教、四软件”

“四学”是指三套实战图纸加一套专业教材,在保障学生能够更好地掌握课本专业知识的同时,通过实战图纸来培养提高学生的学习能力、动手能力和就业能力。“四教”是指四类教学资源,包括教学大纲、教学PPT、真实案例教学视频、教学BIM模型,支撑教学任务完成的全过程,满足相关教学环节的需要,还可大量减轻教师的工作负担。“四软件”是指AUTOCAD、广联达、Revit、SketchUp,一体化打通实践教学的信息化环节,为提高教师的教学质量和强化学生的实战技能提供有力保障。每个实际工程项目在课堂上的进展流程如下:教师下达并介绍实际工程任务—学生对项目和图纸进行分析—开展视频教学—学生通过VR体验实际项目—学生总结—教师点评。

(二)提高信息传递效率

传统教与学的方式枯燥无味,学生很快就会进入学习倦怠状态。但如果把整门课程分成建筑图设计、基础构造、墙体构造、楼板构造、楼梯构造与设计、屋顶设计与构造六大板块,引进微课,把每个板块的难点以短小精悍的视频呈现出来,学生就可以在观看形象生动的视频中掌握课堂重难点。这样可以减少教师的重复教学,还可以提高教学效果。

(三)建设课堂知识APP

学生对APP的兴趣浓厚,如果开发一个随堂学习APP,就可以把知识从黑板和课本中搬到学生的手机上,提高学生学习兴趣。

五、房屋建筑学课程教学改革的主要措施

(一)凝练课堂教学经验

新学期开始后的前三周学习建筑图设计相关知识,并把最终需要提交的成果通过人手一份建筑蓝图的方式传达给每位学生,让学生可以尽早对施工图有正确的认识。第四周教师下发房屋建筑学课程设计任务书,任务是设计一栋中学教学楼,要求任务书细化到方案设计的进度安排、施工图设计的明细、教学必备用房的种类和数目、行政用房的种类和数目、生活必备的辅助用房的种类和数目。明确给出建筑标准,包括建筑层数、建筑面积、框架结构、设计使用年限、各班级人数等,而且其建筑设计方法的所有细节也通过任务书全部展示出来。学生在第四周到第十三周的十周时间需要根据设计任务书的要求进行草图设计和过程优化,遇到任何疑问可以咨询教师和查找资料。教师在这个过程中分享总图制图标准、房屋建筑制图统一标准、建筑制图标准的PDF文件给学生作为绘图的标准参照,要求学生在这十周时间里以任务为导向完成基础构造、墙体构造、楼板构造、楼梯构造与设计、屋顶设计与构造五大板块的学习。以楼梯设计为例的教学过程是根据学生自己设计的楼梯间尺寸来完成整部平行双跑楼梯的设计,并将具体设计过程融入整个课堂学习之中。教师在学生完成设计之后跑出楼梯讲授绘制要领:站在楼层平台剖切上梯段,箭头从楼层平台出发定义上和下,俯视看到哪部分梯段就画哪部分梯段,上下箭头在剖切线的位置相遇,标出楼层平台和中间层平台的标高。该楼梯绘制要领适用于任意楼梯。通过这样组织课程教学,学生对楼梯的位置、设计和绘制均有了全面而细致的认识和掌握,紧接着学生需要在其正在设计的中学教学楼中设计完所有楼梯。按此方法来完成屋顶的构造和设计板块也得到了非常好的效果。这样通过一栋中学教学楼的设计把零散的构造知识有机结合为一个整体,让学生知道学什么、怎么用和最终呈现的效果,房屋建筑学课程的教学目标达成效果非常好。

(二)贯彻“四学、四教、四软件”的教学思路,把BIM作为房屋建筑学课程的主要教学工具

高校房屋建筑学课程包括民用建筑设计和民用建筑构造两大部分,课程大纲要求通过本课程的学习,学生可以掌握建筑设计与建筑构造的基本原理和设计方法,使学生具有从事一般中小型民用建筑方案设计和建筑施工图设计的初步能力,并为后续课程学习奠定必要的专业基础知识。针对这个目标,目前高校一般是按照64学时理论知识加上16至32学时课程设计的模式授课,但这种授课模式的实施效果是学生通过这门课仅仅了解了房屋建筑的基本构造知识,远远没有达到让学生掌握從事中小型建筑方案设计和施工图设计能力的目的。即使有小部分学生的课程设计成绩优秀,但是其能力距离实际的施工图设计要求差距甚远,和实际工作接轨的可能性不大。如果青年教师想让课堂变得生动有效并且接近时代前沿、满足最新行业就业要求,就必须把BIM引入课堂。

BIM即建筑信息化模型,当前我国各大建筑设计研究院和施工单位均把BIM融入他们的工作,以三维的方式展现以前的二维设计图纸,使人们在设计阶段就可以模拟真实情况下的使用感知,在虚拟建筑物里行走自如。施工单位在拿到施工图纸以后就可以以三维的模式看到所需材料的实际用量,预知后续相关情况,为管理人员组织设计施工提供可靠的依据,对造价人员合理控制工程造价帮助很大。

既然BIM在国内外得到了广泛应用,那么让它走进课堂就变得十分必要。在规划设计、建筑设计建模阶段,常用的软件有Revit、Rhino、Bentley、ArchiCAD、Tekla。采用Revit加国内插件的方式,既可以绘制模型,又可以输出符合国标的施工图。作为工程造价、工程管理专业的学生,学习广联达是必需的,因为招投标、施工阶段预算造价工作常采用广联达、鲁班等钢筋、图形、计价软件进行造价算量、套价,完成招标控制价、投标报价的编制。基于BIM的重要性,各高校相关专业均开设了BIM课程,整个课程也是以实际案例为切入点,以学生完成整个图纸的BIM操作为目标,使学生掌握整个BIM过程。

在此基础上要求学生在这门课程最后四周的时间使用Revit绘制出三维模型并不断修改已有设计,最终以三维渲染图的效果完成课程大作业。由于课程学习时间短任务重,相关教师应该加强交流并达成一致认识,就学生绘制的建筑图开展后续课程的衔接,包括建筑工程施工技术、建筑力学、建筑工程概预算等课程。课程教学通过搜集三套精准图纸、三个项目递进进行,引导学生走进机房在老师的指导之下把图纸变成三维效果图,在这个过程当中结合教学指南、教学PPT、教学视频组织教学,让学生达到举一反三的效果。此外,采取科学有效的教学评价和考核标准也是非常重要的,这里提出一种有效的考核方式,如下表所示。

以上方式把考核重点放在实际成果上面,且学生所做任务和实际工作是一致的,这种考核方式可以真正激发学生的学习热情,因为在课堂上学习就相当于在工作单位实习,对他们能找到一份好的设计或者造价管理工作很有帮助。

(三)将微课引进课堂

微课又叫微视频,是以阐述某一知识点为目的,以短小精悍的在线视频为表现形式的在线教学视频,具有教学媒体属性即现场感强、视觉化表达、情景营造。利用微课资源,学生可自定节奏进行学习,教师可将节省的精力用于支持学生的个性化学习,可利用课堂的宝贵时间进行互动交流和知识深化,提高教学效果。可以将房屋建筑学课程的墙体保温的细部构造、不同楼地面的细部构造、屋顶防水的细部构造、泛水以及构造柱和圈梁的细部构造的做法录制成小视频,让学生可以对这些学习难点一目了然,但要求教师走进工地拍摄实际的最新的规范做法,提高课堂教学的质量。

(四)制作课程APP

教师把房屋建筑学课程分为六大板块,详细介绍课程学习的目标与要求,提供制作APP的相关办法、参考案例和相关知识模块文本,鼓励学生制作课程APP,引导学生参加大学生创新创业比赛。

六、结论

房屋建筑学是建筑大类学生均需学习的一门专业基础课程,笔者凝练教学经验,通过“四学、四教、四软件”的有机结合,教学工具与BIM的有机结合,引导学生用微课视频学习课程重难点,以及激励学生制作课程APP,达到了以下效果:(1)把房屋建筑学做成一门精品课程;(2)制作了与创新创业相结合的同步课程APP,帮助了校外大学生学习这门课程;(3)持续向用人单位输送高素质人才,做到学校育人与企业用人的密切对接。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张炳辉.BIM技术在建筑类专业课程教学中的应用研究:以《房屋建筑学》课程为例[J].现代商贸工业,2019(16):176.

[2] 方可.BIM平台下房屋建筑学课程改革分析[J].课程教育研究,2019(12):63.

[3] 李晚珍,庄凌,李洁,等.基于微课的《房屋建筑学》课程资源共建共享探讨[J].科技创新导报,2017(32):185-186.

[4] 程云虹,康玉梅.“房屋建筑学”课程设计教学研究[J].高教学刊,2018(9):106-108.

[责任编辑:庞丹丹]

[收稿时间]2020-07-15

[基金项目]教育部2018年第一批产学合作协同育人项目“以BIM三维识图实训体系为依托的《房屋建筑学》课程体系改革”(201801273013);2021年重庆文理学院校级教改项目“基于MOOC+SPOCS+模块翻转课堂的《房屋建筑学》课程教学改革与实践”(210207)。

[作者简介]杨惠会(1989-),女,山西长治人,硕士,讲师,研究方向:建筑类课程研究和改革。通信作者:崔瑞夫(1988-),男,山西临汾人,在读博士,工程师,研究方向:课程现场实践指导。

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