“互联网+建筑”模块化教学内容及实践路径研究

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   摘 要:在“互联网+建筑”转型升级的大潮中,为了顺应行业转型升级的潮流,各高校的建筑专业应积极进行教学改革,努力培养出满足“互联网+建筑”行业实际岗位需求的综合职业型人才。文章从“互联网+建筑”模块化教学内容入手,指出“互联网+建筑”模块化教学面临的难题,对“互联网+远程试验”“互联网+BIM技术”“互联网+建筑施工与管理”“互联网+建筑智能化”四大模块的教学内容和实践路径的具体应用策略进行详细的探索研究。
   关键词:互联网+建筑;模块化教学内容;实践;路径;教学模式;双创工匠型人才
   中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2021)31-0112-03
  随着互联网的广泛应用和共享经济时代的到来,“互联网+”的浪潮正以排山倒海之势席卷建筑这个传统行业,促使建筑行业转型升级、创新发展,开启新征程。“互联网+建筑”是建筑行业未来发展的必然趋势,也是建筑行业的一次重大改革。为了顺应时代潮流,满足“互联网+建筑”的人才培养需要,职业院校应突破原有育人模式,顺应建筑行业转型升级的需要,融入互联网创新思维,培养适应建筑行业发展需要的双创工匠型人才。
   一、“互联网+建筑”模块化教学内容
   将“互联网+建筑”各阶段以模块化形式融入到实际教学活动中,主要是指“互联网+远程试验”模块、“互联网+BIM技术”模块、“互联网+建筑施工与管理”模块、“互联网+建筑智能化”模块这四个模块与实际教学活动的融合。通过以上的产教融合模式,科学地实现“互联网+建筑”与实际教学活动的有效结合,这不仅能很好地顺应建筑行业转型升级的潮流,也能全面满足1+X等级技能证书职业教育改革制度的要求,从而为建筑专业的人才培养创造新的可能,指明新的發展方向。
   二、“互联网+建筑”模块化教学面临的难题
   1.“互联网+远程试验”模块认可程度低
   “互联网+远程试验”模块化教学需要在高校、研究部门和建筑部门资源共享下实现,并且远程实验的参与机构需要一个统一的平台来运作,但是目前机构对其认可程度低,参与者更少,因此“互联网+远程试验”模块化教学的实施还存在着很大挑战。
   2.BIM建模实际岗位与高职人才培养不配套
   在BIM技术的工程实际应用中,目前被广泛运用的只有BIM算量,而BIM建模及场地布置等因其难度较大,普及程度较低,相关专业人才短缺。而高职院校的建筑专业对BIM人才的培养不太重视,尤其是BIM建模及场地布置等方面课程内容较少,偶有一些涉及到建模及场地布置的课程,内容又过于抽象,学生学习难度较大,对其理解基本都停留在概念层面上,这就导致课堂教学目标与岗位实际需要严重不配套。
   3.智慧工地和智慧城市有待进一步探索
   智慧工地以及智慧城市的发展也不平衡,对于智慧工地而言,应用不成熟不全面,软件功能性不齐全,集成平台通用性也有待提高;对于智慧城市而言,需要科技的发展和人们对品质生活追求的共同推动。因此,智慧工地融入高校教学应确立统一的人才培养标准,而智慧城市融入高校教学则需人才培养目标与岗位技能实际需求有效衔接。
   三、“互联网+远程试验”模块应用策略
   建筑工程专业涉及到大量的试验,由于现代土木建筑工程结构日趋复杂化和大型化,许多学校或科研机构无法进行复杂试验。但是通过“互联网+远程试验”可以实现在线上相互交流,相互协作共同完成复杂试验,共享试验资源、试验数据及研究成果,从而促进相关学术研究的有效开展。
   1.“互联网+远程试验”模块教学的实现步骤
   “互联网+远程试验”平台包括主控制中心、远程虚实实验室、远程用户、远程连接四大模块。主控制中心是“互联网+远程试验”云端服务器,为远程用户提供可视化实验操作界面,能自动存储,为远程用户分享试验结果、传输试验数据。远程实验室是供高校或科研单位利用远程可视化操作界面、操作试验的场地,而虚实试验是指利用计算机数值模拟试验,提供预测数据,进行数据分析,通过多次模拟确定试验思路,以减少或避免试验失败。远程用户能为需要参与共同试验或共享试验数据的人提供试验结果。远程连接是通过“互联网+”平台将各地虚实实验室连接在一起,异地操作试验,建立试验资源库,实现教学资源共享。
   2.“互联网+远程试验”模块教学的实现路径
   “互联网+远程试验”模块教学实现的主要路径就是加强网络和远程实验室建设。在当前高度信息化的时代背景下,大数据的应用及“互联网+”理念有效融入到土木工程试验与检测当中,为远程试验的实现提供可能。在“互联网+远程试验”平台上搭建起土木建筑工程网络化实验室,一方面,要先把各地的实验室共享起来,然后各相关单位进行远程协同试验研究,最后利用互联网实现共同协作试验和学术资源共享。另一方面,教师可以在教学与科研时远程操控真实设备,完成实验进程。通过协同试验可以提高试验的成功率,运用网上大数据功能进行数据处理传输,实现试验价值最大化。
   四、“互联网+BIM技术”模块应用策略
   在高职建筑工程技术教学中BIM技术不是一门单独课程,而是以BIM技术综合岗位职能标准为依据,以模块化形式作为一个系统化工程来教学,内容涵盖建筑工程项目全过程,其教学内容可以分为几门课程来实施,分别为BIM三维工程建模、BIM工程管理和BIM工程造价。BIM综合岗位能力包括理论和实践操作两部分,要求学生具有解决实际问题的应用能力,因此教学需要与“互联网+BIM技术”密切联系起来。学生通过“互联网+BIM技术”的应用,可以在平台上操作计算机软件建模、工程管理的场地布置及工程造价工程施工BIM的应用,从而使高校培养的建筑人才符合建筑行业转型升级的要求,满足建筑行业岗位能力需要,真正实现高校人才培养目标和企业需要的无缝对接。    五、“互联网+建筑施工与管理”模块应用策略
   互联网对建筑行业的智能施工与管理起到推動作用,形成智慧工地。智慧工地是“互联网+”背景下一种新的工程施工与现场一体化管理模式,将“互联网+”的理念和技术引入建筑工地,从而实现工地数字化、精细化、智慧化的新型施工与管控。“互联网+建筑施工与管理”模块分为管理过程信息化子模块和施工过程信息化子模块。“互联网+”与传统建筑行业进行深度融合,一方面,通过移动互联、物联网、云计算、大数据等信息技术手段工地现场施工管理信息化,彻底避免传统产业链中的工程建筑施工企业人、机、料、法、环等各方面控制盲区与缺陷,促进建筑产业提质增效。另一方面,互联网技术能为工程参建各方提供信息化的现场管理交互方式、工作方式和管理模式,为建设集团、施工企业、政府监管部门等提供工地现场管理。
   1.管理过程信息化子模块的应用
   管理过程信息化子模块的教学实践路径是在现有的工程管理、工程安全管理、施工组织设计等理论课程基础上引入三维虚拟软件,模拟施工现场管理过程,满足“互联网+管理”过程信息化系统的要求基础上实现的。“智慧工地管理信息化”是基于智慧工地物联网云平台与施工现场多个子系统的互联,通过平台与管理相关的子系统板块的互联互通,实现管理过程可视化、智能化、远程化。(1)学生通过操作软件完成施工管理全过程模拟,需要模拟的板块有劳务人员管理系统、安全教育培训系统、塔机安全监控管理系统、吊钩可视化管理系统、升降机监控系统、卸料平台监控系统组合。模拟现场施工安全的控制要点和难点是要将现场接受安全教育的人员置身于安全隐患当中,模拟其受伤害的场景与过程,从而为施工人员敲响安全的警钟,使其受到深刻的安全教育。(2)安全帽定位系统、安全帽识别系统、高速人脸识别智能闸机系统,通过以上组合系统共同发挥作用,就如同给每个施工人员都配置了一个个人ID芯片,从而可以实现智能化考勤,随时远程监控施工人员佩戴安全帽情况及施工人员的实时位置,确保人员远离危险区域,及时避免安全事故的发生。(3)通过组合材机控制系统、视频监控系统,加强材料机械的监管,将“互联网+”与材料采购平台信息相互联系,搭建建材与机械可视化平台,实现材料信息集成化,拓宽材料采购渠道,材料的价格与性能也可以透明化,因为是在平台上直接交易,可省去人员采购环节,有效降低采购成本,并且对施工过程中的物料运输、出入库、大型机械进出场等都可以采用电子标签,实现物料跟踪和监控,从而达到人、材、机的可视化与远程化。(4)对于周界入侵防护系统,包括扬尘噪声监控系统和雾炮喷淋系统,可根据现场管理需要灵活组合管理模块功能,进行现场各类工况数据采集、存储、分析与应用。
   2.施工过程信息化的应用
   施工过程信息化子模块的教学实践路径是使用三维摸拟软件建立模型,采用3D技术模拟施工过程,以确定施工顺序,优化施工工艺流程,通过全过程模拟,在开始施工之前,进行多种施工方案比选,使施工流程最优化。通过统计分析模拟的结果和数据,选定施工顺序,确定机械与建材的数量,合理安排人员及施工工期,实现可视化,顺利完成工程施工。施工过程信息化子模块需要融入教学的内容包括施工工艺全过程模拟、施工过程智能化、施工过程远程化。(1)施工工艺全过程模拟是采用VR+3D技术,将在建工程与模型对比,及时发现施工过程中的错误并及时纠正。用虚拟的智能钢筋弯曲机进行钢筋制作,通过设定计算机程序来控制钢筋的精准度、弯曲曲率、角度等。采用虚拟的智能砂浆机自动调节的砂浆配合比,自动配制砌墙及抹面等各种型号砂浆,根据施工进度匹配砂浆的用量。采用模拟声控软件模拟打桩过程,选择出最佳打桩方案,提高振捣效率,降低噪音。另外需要探索的智能建筑机器人高空作业,可以保证施工的安全性及高效性。(2)施工过程智能化,保证工程质量为工程建设提质增效。(3)施工过程远程化,实现全方位、全过程远程监控。
   六、“互联网+建筑智能化”模块应用策略
   “互联网+建筑智能化”模块的教学实践路径是通过智能建筑模拟软件模拟智能建筑数据平台终端数据处理,采用网络技术等接收信息并发出总指令。“互联网+建筑智能化”模块需要融入教学的内容包括数据采集系统、公共安全管理系统、网络数据处理系统、各小区内部管理系统,依靠5个大的管理模块相互协同工作搭建起一个简单的智能城市系统。(1)数据采集系统是用来实时采集数据并进行媒介传输的,其通过高效处理数据进行实时监控,以便对数据变化了如指掌,并负责正确地将每个模块传递来的数据信息与指令传达到下一个模块。(2)公共安全管理系统是智慧城市重要的一环,包含公安、消防、交通、医疗系统等,其通过前端智能设备,构建多纬度联动治安防控体系,从多角度、多层面、多方面全方位、全天候地进行数据采集,实现智能控制。(3)网络数据处理系统能提供图片、文本、音频、视频等丰富数据类型的可视化管理,支持便捷的数据导入、导出、查看、分版本管理等完善的管理服务,用于加工与表达信息。(4)各小区内部管理系统能准确及时地接受和识别小区发出来的求助信号,然后通过公共安全系统的联动性实现目标准确、反应迅速,最大程度地保障小区的公共安全。
   七、结语
   随着政府大力提倡共享经济,大数据时代以风卷残云之势来临,“互联网+”掀起的热潮,正在冲击着传统的建筑业,“互联网+建筑”已成为不可阻挡的时代潮流。因此各高校的建筑相关专业在人才培养上必须转变思路,一定要紧跟时代潮流,积极革新人才培养目标,及时创新教学方案,使培养的人才能够成为满足“互联网+建筑”需要的双创工匠型人才,真正实现校园培养目标和企业所需人才的无缝对接。
  
  参考文献:
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  [5]闫有喜.“社会需求型”人才能力培养的模块化教学探索——以建筑设计模块教学为例[J].钦州学院学报,2015(11).
  [6]高长征.应用型人才培养的“模块化”建筑教学研究[J].高等建筑教育,2015(02).
  [7]高长征,卢玫珺.建筑初步课程“模块化”教学研究[J].高等建筑教育,2013(05).
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  Research on Modular Teaching Content and Practice Path of "Internet Plus Architecture"
  Chen Dongqin
  (Changjiang Polytechnic, Wuhan 430074, China)
   Abstract: In "Internet plus architecture" occupation transformation and upgrading, in order to adapt to the trend of transformation and upgrading of the industry, the architectural majors of universities should actively carry out teaching reform and strive to cultivate comprehensive vocational talents who can meet the actual job needs of the "Internet plus construction" industry. The paper starting from the modular teaching content of "Internet plus architecture", points out the difficulties faced by modular teaching of "internet plus architecture". It makes a detailed exploration and study on the specific application strategies of the four modules: "Internet plus remote test","Internet +BIM technology","Internet+building construction and management","Internet + building intelligence".
  Key words: Internet plus architecture; modular teaching content; practice; path; teaching mode; innovative and entrepreneurial craftsman talents
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