建筑学专业ＢＩＭ技术及应用教学研究

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“建筑信息模型”（ＢｕｉｌｄｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇ，ＢＩＭ）是由Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司在２００２年提出的一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，是建筑学、工程学及土木工程的新工具。ＢＩＭ技术依靠数字建模技术，对建筑实体和施工过程进行模型仿真，并覆盖建筑全生命周期，是建筑业数字化转型的关键驱动力，正在引领建筑行业的又一次巨大变革。ＧＢ／Ｔ５１２１２—２０１６《建筑信息模型应用统一＋示准》将ＢＩＭ定义为：在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称，简称“模型”。在“新工科”专业建设的框架内，依据建筑学专业人才培养目标和专业定位，紧随建筑行业发展前沿，广州城市理工学院把“ＢＩＭ技术及应用”融入核心课程体系，使学生从理论层面上领会ＢＩＭ思想，在实践层面上能够运用Ｂ丨Ｍ技术，培养学生实践应用能力和ＢＩＭ三维设计思维。本课程来源于行业需求，是一门与行业紧密接轨的技术应用型课程。随着ＢＩＭ技术不断深入发展，各专业对ＢＩＭ技术的应用场景有所区分。本文将探索建筑学专业“ＢＩＭ技术及应用”课程，基于教学“痛点”问题，如何进行教学改革与创新，融入现代信息技术，落实立德树人根本任务。

１教学中的“痛点”问题

１，１二维设计思维难以转化至三维设计思维

建筑学是一门古老的综合性学科，我国高校建筑设计教育主要继承了“鲍扎”（Ｂｅａｕｘ－Ａｒｔｓ）“包豪斯”（Ｂａｕｈａｕｓ）“德州骑警”（ＴｅｘａｓＲａｎｇ？ｅｒ）三大体系［２］的相关内容，注重对设计的艺术性表达，以二维平面推敲为主要设计方法，即以二维设计为教学主线。而与传统的二维建筑设计思维相比，Ｂ丨Ｍ技术是近年来行业内新的热点技术，需要具备三维正向设计思维。ＢＩＭ三维正向设计是指设计师通过ＢＩＭ协同平台进行可视化空间协同设计和图纸制作的过程，即在三维环境中直接开展设计的行为。学生在学习本门课程时，会习惯性运用二维思维进行设计和建模，难以转化为三维设计思维。

１．２本课程面临学而无“用”的处境

“ＢＩＭ技术及应用”课程讲授的ＢＩＭ技术作为新兴技术手段，在课程体系中相对孤立，与核心课程体系之间缺少应用支撑。本课程在行业发展的大背景下应运而生，却又夹在行业新需求与传统二维设计教学模式之间，面临着学而不“用”的尴尬局面。

１．３学生缺少实践经验，构造技术知识薄弱，学习本课程难度大

传统的建筑设计流程，前期方案设计以功能和造型为主，方案确定后进行施工图设计，确定细部构造做法等，学生阶段一般做到方案设计深度，对细部构造做法知识掌握不够深入。Ｂ丨Ｍ三维正向设计在设计完成时，Ｂ丨Ｍ模型可以自行生成施工图纸，无须再次绘制施工图，可以提高设计效率，但是需要学生在设计时除了考虑功能、造型，还需要同时考虑细部构造做法。本课程面向二年级学生开设，但二年级学生几乎没有实践经验，构造技术方面的知识薄弱，加之建筑学专业的学生普遍重视艺术，轻视技术，给课程学习带来困难，学生有畏难情绪。１．４缺少对行业前沿及国家政策导向的关注，缺少专业价值塑造ＢＩＭ技术作为行业新兴热点技术，与国家战略导向和行业发展前沿紧密相关。原本教学以ＢＩＭ的核心建模软件Ｒｅｖｉｔ软件操作技能为主，缺少对行业前沿及国家政策导向的关注，缺少专业价值引领和塑造。

２教学创新的理念与思路

课程秉承“技艺并重，理实结合”原则，坚持立德树人、以学生发展为中心、成果导向、持续改进的理念，充分发挥课程在工匠精神、建筑美学、绿色建筑方面的价值塑造力。“技艺并重”是指既重视艺术，又重视技术；“理实结合”是指理论与实践相结合，致力于培养建筑学应用型人才。课程进行教学创新的基本思路是从教学的“痛点”问题出发，立足于建筑学专业学生特点，以立德树人为根本任务，以“两性一度”为关键标准，建构以设计思维为导向、进阶式任务为驱动的“３＋３＋３”教学模式，基于设计思维的流程重构教学内容，融入实践案例和前沿技术，重塑教学目标，将知识育人与价值塑造有机融合，利用超星“学习通”平台开展线上线下混合式教学，形成全过程量化评价体系（图０１）

３教学创新路径与举措

３．１重塑教学目标

原教学目标侧重知识传授和能力培养，缺少对工匠精神、建筑美学、绿色建筑等方面的专业价值塑造。本课程作为“新工科”背景下与行业紧密接轨的技术应用型课程，对行业前沿及国家政策导向的关注显得尤为重要。在此基础上，课程重塑教学目标，加强思维能力培养，同时融入思政教育目标，实现知识传授、能力培养和情感价值塑造的有机融合，落实立德树人根本任务。“Ｂ丨Ｍ技术及应用”课程有３个目标：①知识目标。领会ＢＩＭ技术基本概念、特点、原理及应用价值；识记构造基础知识；识记Ｒｅｖｉｔ参数化建模基本操作。②能力目标。具备ＢＩＭ参数化建模及综合应用的能力；具有Ｂ丨Ｍ三维正向设计思维能力；通过ＢＩＭ技术，思考并解决实际设计问题的能力。③素质目标。通过案例展示，厚植民族自豪感和爱国情怀；追求设计上独具匠心、技艺上严谨细致和勇于创新的工匠精神；树立绿色低碳建筑设计理念，增强专业使命感和社会责任感；建筑美育教育，提升感受美、鉴赏美、表现美、创造美的能力，塑造审美观念。

３．２重构教学内容

３．２．１基于设计思维的流程重构教学内容，融入实践案例和前沿技术设计思维是建筑学专业培养学生需要具备的一种思维能力，也是建筑学专业学生的思维特点。设计思维是指，通过对设计对象进行深入了解分析，构思生成设计方案，并最终加以实施的全过程。学者们目前对设计思维的框架或模式有不同的解释，如斯坦福大学设计思维学院将设计思维过程归纳为５个阶段——移情、定义、想法、原型和测试；在布朗（ＢｒｏｗｎＴ）的研究中，设计思维被分为灵感、构思、实施３个阶段。虽不尽相同，但基本都包含“分析一构思一实施”３个环节。分析环节是通过各种方式对设计对象进行全面深入的了解；构思环节是“综合”各种设想，并确立方案的过程；实施环节是将方案变成现实，并加以实践检验［３］。基于设计思维的３个环节“分析一构思一实施”，立足于建筑学专业特色，本课程重构教学内容：一是融入构造技术分析、案例应用实例及行业前沿技术，实现Ｒｅｖｉｔ软件建模操作不仅仅是软件技术，通过软件操作理解背后的ＢＩＭ技术原理及三维建模逻辑，借助技术手段培养三维设计思维，解决课程学习难度大、学生构造技术知识薄弱、专业价值引领不足等问题；二是增加课外拓展环节，拓展课外研习边界，通过引入线上优质资源，使学有余力的同学能够运用斯维尔系列模拟软件，结合ＢＩＭ建模，实现一模多算，对设计方案进行节能分析、采光分析、破排放分析等，为方案决策提供科学依据，培养学生通过技术手段解决实际设计问题的能力，树立绿色低碳建筑设计理念，助力“碳达峰”“碳中和”目标的达成，体现‘‘两性一度”的“金课”要求（图０２）。ｉ设计思维３步ｓＷＳｋ－原章节—实施思政元＊挖掘高阶拓展知识｜卜ＢＩＫ按术ＳＳｉＥ｜家国愤ｗ｜２－ｔｅ高抽Ｍ｜标士抽网枭例应用ｆｆｉ啤构坦抜术１｜３－祕｜堪体窠例应用工匠Ｓ神ｎｗｉｓ技术｜｜４－门齒和；＊潘｜门＆祛潘枭例应用｜行业？沿｜楼板｜｜５ｔ＊Ｋ｜楼权？例应用绨色低＿筑国家方针政ＳＥ｜犀见构：ｅｒａ术｜｜６－ａ？｜屋面案例应用丨０！＃构造技术｜１７－楼梯和｜楼梯坡道萊例Ｅ用｜｜？筑｜｜ｂ－场ｉｓ｜９－ｗａ与打印｜严谨的取业态茇｜律筑碳排放［进阶式任务明动３任务图０２＂ＢＩＭ技术及应用”课程内容体系３．２．２有机融入思政内容，实现专业价值引领和塑造

３．３创新教学方法

建构以设计思维为导向、进阶式任务为驱动的“３＋３＋３”教学模式。“３＋３＋３”教学模式指的是基于超星“学习通”平台的教学３环节：课前一课中一课后；基于设计思维的课堂实施３步骤：分析一构思一实施；基于任务驱动的进阶式３任务：模仿任务一实战任务一综合应用任务（图０４）。教学３环节：融合先进的信息化教学手段，依托超星“学习通”平台，自建线上课程资源，基于设计思维导向开展线上线下混合式教学，打通课前、课中、课后全流程，在各个环节配置相应的教学资源（图０５）。课堂实施３步骤：设计思维是建筑学专业学生的思维特点和思维惯性，本课程从该特点出发，基于设计思维的流程组织课堂教学，在Ｒｅｖｉｔ软件创建的三维空间环境中开展“分析一构思一实施”３步骤，通过不断重复、刻意的练习，形成三维设计思维定式，从而培养思维模式，即培养学生的三维设计思维模式。进阶式３任务：基于前述“痛点”问题２，Ｂ丨Ｍ技术作为新兴技术手段，在课程体系中相对孤立，核心课程与本课程之间缺少应用支撑，本课程在各章节设置进阶式应用任务，主动与核心设计课程建立联系，在讲授知识的同时，完成实战操作任务，将所学知识立即应用到实践当中，解决理论知识与实践的衔接问题，使学生能够“学之用之”，并通过最后的综合应用任务，实现知识的内化吸收和综合应用，实现教、学、做一体化。具体而言，学生通过运用本课程所学技能，完成同期核心设计课程的“大学生公寓设计”或“小住宅设计”的Ｒｅｖｉｔ建模，辅助优化方案设计，并输出成果表达，以达到对所学知识的综合运用，培养通过ＢＩＭ技术解决实际设计问题的能力，对接行业发展需求。图０６所示为学生综合应用任务作业展示。通过进阶式的模仿任务一实战任务一综合应用任务，实现对建模基础理论知识、建模综合能力和高阶设计探究的迭代探索，实现知识的综合运用和强化，促进学生深度思考学习，培养学生的ＢＩＭ参数化建模及综合应用能力。

３．４量化教学评价

本课程采用非标准化考试，以综合应用任务为期末考核，构建了基于多目标（知识目标、能力目标、素质目标）、多方式（诊断性评价、形成性评价、总结性评价）、多主体（学生自评、生生互评、教师评价）的全过程量化评价体系（表０１），即通过对课前模仿任务、课堂实战任务及课后巩固任务、综合应用任务分别设定评价量表，实现全过程量化评价。基于“３＋３＋３”的教学模式，对难以评价的能力目标和素质目标，通过各环节的任务评分，进行量化评价，得到学生的精准画像。如表０２所示为“屋顶”章节课前导学“模仿任务”评分标准。

４教学成效及其推广价值

通过对课程持续深入的改革，利用现代化信息技术手段，实现了从灌输课堂向实践课堂的转变，加强了学生的动手实践能力，调动了学生自主学习的积极性，学生乐学、会学，学习效果、实践创新能力全面提升。近三年约有６０人次在“全国绿色建筑设计技能大赛”等各类建筑设计竞赛中获奖，大批学生在大四实习及就业时进入Ｂ丨Ｍ相关部门，经过追踪回访，用入单位对学生的综合能力表示高度认可。

参考文献：

［１］吴岩．建设中国“金课”［Ｊ］．中国大学教学，２０１８（１２）：４－９．

［２］郭兰．现代主义以来西方先锋性建筑教育的起源与发展研究［Ｄ］．南京：东南大学，２０１７．

［３］刘喆．设计思维方法支持下的师范生信息化教学能力发展研究［Ｊ］．中国教育信息化，２０２０（６）：１－８．

［４］谢幼如，邱艺，黄瑜玲，等．智能时代高校课程思政的设计理论与方法［Ｊ］．电化教育研究，２０２１，４２（４）：７６－８４．

作者：田亚男 单位：广州城市理工学院