摘要:建筑行业信息技术的快速发展给高职院校土建类专业教学带来了颠覆性的变化,同时也提出了新的挑战。基于此,探讨信息技术应用于高职院校土建类专业教学的意义,从学校层面、教师层面和学生层面分析信息技术在高职院校土建类专业教学中的应用存在的问题,阐述信息技术在高职院校土建类专业教学中的具体应用,并对信息技术在高职院校土建类专业教学中的应用效果进行调查分析,提出高职院校土建类专业教师应积极应对挑战,提高自身教学能力,将信息技术的优势充分发挥和施展到专业教学工作中。
关键词:信息技术,高职院校,土建类专业
近年来,随着云计算、物联网、5G等新技术的不断发展,建筑行业信息化发展迅速。根据住房和城乡建设部印发的《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》,我国要全面提高建筑行业信息化水平,增强BIM、大数据、智能化等信息技术在建筑行业中的应用。
当前,很多高职院校已经重视信息技术在土建类专业教学中的应用,但是有些高职院校土建类专业教学内容滞后于行业发展的现象已是不争的事实[1]。究其原因,一方面是部分高职院校教师在智能建造等方面的能力跟不上行业发展;另一方面是部分高职院校教师仍然按照传统授课方式教授学生,未充分利用学校提供的信息化平台或各种信息化资源,导致学生学习的积极性和主动性难以得到充分发挥。因此,为了跟上建筑行业信息化发展水平,研究信息技术在高职院校土建类专业教学中的应用具有非常重要的理论价值和实践意义。
一、信息技术应用于高职院校土建类专业教学的意义
信息技术在高职院校土建类专业教学中的应用,有利于提高学生的信息素养,帮助学生更好地了解信息时代的发展趋势,提高学生的信息获取、处理和应用能力;同时,能为学生提供更多的实践机会和技能培训,如使用各类设计软件、施工管理系统等,提高学生的专业技能和操作水平,从而使学生更好地适应未来职业发展的需要。
教师可通过各种虚拟仿真系统、软件、信息化专业管理平台,将职业规范、职业素养,以及世界观、人生观、价值观的培育融入知识传授的过程,将教育教学活动视作一个综合性的系统工程,更有效地使用信息化资源,让学生在现代化的教育环境中接受价值引导,从而接受良好教育,成为一个真正对社会有用的人。
二、信息技术在高职院校土建类专业教学中的应用存在的问题
(一)学校层面
调查发现,广东、江苏、浙江、上海的高职院校土建类专业教学对信息技术的应用,能跟上行业发展的步伐,能将BIM(Building Information Model⁃ing)、物联网、智能建造等技术有效融入课堂教学[2];而受当地经济技术发展、办学经费和教学观念的影响,只有部分高职院校设置了少量与BIM相关的基础课程,如BIM建模基础课程,并未将深化设计、智慧工地等真正会应用于实际工程的内容包含在教学中,专业人才培养方案中也没有形成完整和成熟的课程体系。建筑行业相关的信息技术的应用在这类高职院校土建类专业的课程改革中还处在起步阶段,尚未形成系统的、有层次的、架构合理的人才培养体系。
(二)教师层面
与学校所在地域相对应,发达地区的高职院校教师能很好地把握建筑行业信息技术发展现状和趋势[3]。有些教师与行业企业联系较为紧密,通过参与实际工程项目,学习、使用新的建筑行业信息技术。有些教师通过校企合作的方式搭建校企技术应用交流平台。因此,这些教师能够在教学中把最新的建筑行业信息技术传授给学生。但是部分经济欠发达地区的高职院校教师由于知识更新和教材更新滞后于行业发展,在教学中往往难以把现阶段建筑行业中使用的新技术、新工艺传授给学生。因此,专业教师理应从提升理论实践一体化教学能力、建筑行业信息技术使用能力、BIM专业操作能力等方面着手,提高自己的综合能力。
(三)学生层面
经调查发现,高职院校土建类专业学生生源多样化、生源质量参差不齐。虽然信息技术的融入丰富了高职院校土建类专业学生的学习资源,但学生群体间信息技术应用能力的差异显著。部分学生能够熟练运用各类软件和平台进行高效学习,但也有部分学生的信息技术应用能力较差,从而加剧了学习成效的两极分化。
高职院校的部分学生在学习动力和自主性上表现不足,学习目标设定模糊,积极性欠佳。在专业软件课程的学习中,即使表现较好的学生也多局限于完成教师指定的基本任务,而学习进展较慢的学生往往连这些基本要求也难以达标,过于依赖教师的额外指导和催促,主动超出课程要求,额外探索专业软件知识的学生则更为罕见,这种现象凸显了学生自主学习意识与能力的不足。
三、信息技术在高职院校土建类专业教学中的具体应用
在云计算、物联网、5G等新技术不断发展的今天,信息技术在高职院校土建类专业教学中的应用主要表现在两个方面。一是将在行业企业中推广和应用的新兴信息技术融入课程、教材,保证培养出来的学生能满足行业需求。二是土建类专业课程实践性强,理论与实践联系紧密,在教学中采用多元化的信息化教学手段,使学生能在理、虚、实一体化的教学环境中,获得职业岗位体验感,提高学生的实践能力和职业胜任力。
(一)虚拟仿真技术的应用
第一,建筑施工虚拟仿真平台在建筑施工技术课程中的应用。建筑施工技术课程的主要内容是研究建筑工程施工技术的一般规律,建筑施工各主要工种工程的施工技术及工艺原理,以及建筑施工新技术、新工艺的发展[4]。课程开设的目的是培养学生独立分析和解决建筑工程施工中有关施工技术问题的基本能力。
在建筑施工技术课程中,应用基于虚拟仿真技术的建筑施工技术仿真演练中心,可以学习施工工艺为实训任务主线,促使学生真实体验施工工艺全过程。学生在初步学习分部分项工程的工艺流程理论知识后,通过仿真演练,可学习到理论课程不具备和难以完成的教学内容。虚拟仿真平台开发者通过与施工企业紧密合作,了解当前最新施工工艺,实时更新平台中的新技术、新工艺。学生利用虚拟仿真技术,通过三维交互的形式在施工场景中模拟施工工艺全过程。基于此,学生能够掌握地基与基础工程、主体工程、装饰装修工程等的主要施工方法、施工工艺流程;同时,能从这个过程中学习到为保证施工质量应采取的施工措施等知识,从而形成能够编制现场专项施工方案的能力[5]、现场施工指导能力、现场施工质量检查与验收能力。
第二,钢筋平法三维仿真实训系统在平法识图与钢筋算量课程教学中的应用。平法识图与钢筋算量课程的主要教学任务是引导学生学会识读结构施工图,掌握不同构件的构造要求并学会计算钢筋工程量。利用三维可视化仿真技术,依据现行国家建筑标准图集,虚拟仿真不同类型构件的平法知识点,通过三维模型互动、平面图集的对应,能帮助学生建立起混凝土结构的空间关系,大大提高学生学习标准构造详图关键知识点的能力,并可让学生通过案例实训,熟练掌握平法知识在算量过程中的应用,最终使学生掌握平法图集,弥补学生没有到过施工现场、对钢筋骨架缺乏认识、无法理解各构件节点之间相互关系的不足,使学习这部分内容变得轻松易懂。
第三,VR(Virtual Reality)行走平台安全虚拟学习系统在建筑工程质量与安全管理课程教学中的应用。对于建筑工程质量与安全管理课程的学习而言,仅靠对规范条文和案例的讲解,远远不能深入学生的内心,容易导致学习流于表面。借助VR行走平台的安全虚拟学习系统,学生能够置身于一个集视觉、听觉等多感官于一体的虚拟环境中,通过佩戴特制的VR眼镜和使用手柄与虚拟场景进行互动。系统要求学生在模拟的工地环境中执行任务,其间可能会出现由不当操作触发的突发安全事故。此系统的特点在于它所提供的高度沉浸式视觉体验,以及对安全事故突发性的逼真模拟,强调了以预防为主的安全生产理念。通过亲历虚拟事故,学生不仅能深刻理解事故发生的原因及其后果,还能有效提升自身安全意识,学会如何规范操作以确保施工安全,从而激发自身主动学习安全知识的热情。
(二)专业软件技术的应用
第一,斑马梦龙网络计划软件在建筑工程施工进度管理课程中的应用。斑马梦龙网络计划软件是专门针对网络计划绘图编制教学和应用的软件,在实际工程中能够为工程建设领域提供专业、智能、易用的进度计划编制与管理工具和服务。学生利用该软件绘制双代号网络计划图之后,可以查验各项工作的顺序是否正确、逻辑关系是否严谨、关键路径是否清晰。将该软件应用于建筑工程施工进度管理课程,可提高学生学习的主动性和兴趣,提高教学效率。
第二,BIM场地布置软件在建筑工程施工组织设计课程中的应用。施工总布置是建筑工程施工组织设计课程的重要内容,要求学生全面了解和掌握施工总布置涉及的全部要素,而这需要具有丰富的实践经验才能实现,因此,对于在校学生而言,学习建筑工程施工组织设计课程中的教学内容困难重重。而借助BIM场地布置软件,学生能有身临其境的感受,从而顺利绘制施工总布置图。
BIM场地布置软件主要用于施工现场临建规划设计的三维布置工作,采用BIM场地布置软件进行教学,可以将不同施工阶段和不同类型的项目以三维形式快速呈现出来。利用工程真实项目作为教学案例,可以让学生通过真实项目体验工作过程,获得类似于真实的工作体验,获得解决工程问题的专业能力。
第三,BIM土建计量软件在建筑工程计量与计价课程教学中的应用。该软件可利用大数据、BIM、云计算等技术,为国内工程造价领域的企业和从业者提供BIM土建计量产品,解决项目全过程的计量业务;支持土建量和钢筋量合一、一次建模无须互导,BIM模型数据上下游无缝连接。
BIM土建计量软件能够创建建筑项目的三维可视化模型,帮助学生直观理解建筑结构、空间关系和构造细节,相比传统的二维图纸,能使学生更容易掌握复杂建筑工程的计量原理。结合BIM土建计量软件,学生可以学习如何根据模型数据快速生成工程量清单。BIM土建计量软件在教学中的应用不仅可提高教学效率和学习效果,还可为学生提供接近实际工作环境的学习体验,有助于他们更好地为未来的职业生涯做准备。
四、信息技术在高职院校土建类专业教学中的应用效果调查
为了了解信息技术在高职院校土建类专业教学中的应用效果,教学团队采用问卷调查、实地观察和深入访谈三种方式进行了调查。
调查表明,信息技术不仅可以用于课堂教学辅助,还可以在实践教学中为学生提供更加真实的情境体验,提升学生的实践能力和技能水平,大大提高学生的学习积极性,增强学生的学习效果。因此,高职院校应进一步加强信息技术、数字技术在土建类专业教学中的应用,提高教学质量,培育建筑行业人才。
综上所述,在信息技术高速发展的时代,教师要不断学习新技术、新方法,提高将信息技术应用于土建类专业教学中的水平,建立和更新信息资源平台,提高土建类专业教学质量,为社会培养全方位的技术型人才。相信未来的教育将会在信息技术的加持下实现根本性的变化,信息技术将会发挥它的优势,打破教育的空间与边界,给每一个受教育者带来不可估量的全新变化。
参考文献:
[1]李晓枫,李晓春,王君,等.浅析高职土建施工类专业学生工程实践能力的培养[J].科技风,2020(12):217.
[2]刘颖.以就业为导向的高职专业课程思政建设探索:以建设工程管理专业为例[J].现代职业教育,2023(1):17-20.
[3]殷勇.桩基础虚拟施工辅助实践教学研究[J].绿色科技,2020(9):246-247,250.
[4]傅巧玲.信息化技术在建筑施工组织编制与实施课程教学中的应用与创新[J].居舍,2019(21):47,89.
[5]刘洪君.BIM技术在水利泵站施工与成本管理中的实践[J].山西建筑,2022(20):195-198.
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