《平法识图与钢筋计算》课程信息化教学设计的应用

尧国皇

（深圳信息职业技术学院，广东深圳518172）

《平法识图与钢筋计算》课程是高职建设工程管理专业一门重要专业课，具有理论性、综合性和实践性强的特点，是本校建设工程管理专业一门重要专业核心课程，在高职高专土建类专业课程体系中占有十分重要的地位[1]。

本校该课程开设在大三上学期，学生在之前已经学习了《建筑力学》、《建筑制图》和《建筑构造》，已经具有初步的建筑力学概念和建筑施工图识读能力，但由于每个学生的建筑空间想象能力和构筑建筑结构空间模型的能力有所差异，传统教学方法难以引起学生的兴趣。为适应“互联网+教育”的教学理念，切实提高课堂教学效果，本文以深圳信息职业技术学院建设工程管理专业核心课程《平法识图与钢筋计算》中的“梁构件钢筋平法识图与构造”教学单元为例，进行了信息化的教学设计，使学生的认知方式由抽象变为具体，学生“做中学”，教师“做中教”，符合高职学生的学习特点，有效地攻克了教学重难点。本文的教学设计从教学分析、教学策略、教学实施和教学反思4 个方面进行分析多方面解决学生随机性、重复性、移动式学习的需求，经过2年的教学实践，取得了较好的教学效果。

1 教学分析

1.1 课程分析

《平法识图与钢筋计算》为建设工程管理核心专业课程授课对象为二年级下学期学生，授课形式为理实一体、虚实结合。本课程立足国家“十三五”规划教材，结合行业需求，引入国家标准图集和最新国家规范[2-3]。

教学过程中，根据国家职业标准和岗位需求，将课本知识重组并融入到柱钢筋识图、梁钢筋识图、板钢筋识图、剪力墙钢筋识图、楼梯钢筋识图和基础钢筋识图6 个项目中，并采用项目化教学。

1.2 教学目标分析

通过对人才培养方案、岗位能力、专业标准和课程标准进行分析，确定了本单元的三维教学目标为：知识目标为掌握梁构件平法制图规则和熟悉梁构件标准构造要求；技能目标为能识读梁构件平法施工图和能理解梁构件钢筋标准构造。

1.3 学情分析

梁构件受力原理抽象、平法规则繁多、钢筋构造复杂。学生已经学习建筑力学、建筑结构，具有一定的建筑结构识图基础；钢筋混凝土梁构件受力原理不清，不易理解钢筋混凝土梁构件中钢筋的布置原则；无建筑结构抗震理论知识，难以理解钢筋混凝土梁构件的钢筋抗震构造要求；梁构件中钢筋三维空间想象力不强，较难将传统钢筋二维形式的构造图集转换为实际三维空间钢筋模型；手机、电脑已经成为学生的标配，常用于娱乐，较少用于自主学习，学习兴趣不强。

2 教学方法设计

针对任务特点和学情特点，采用以学生为主体、教师为主导的建构主义学习理论，采用任务驱动、工学结合的教学方法，采用多种信息化手段和资源来优化教学过程。为了达到教学目标，针对本校高职学生的学情特点和学习特点，设计采用自主学习法、合作探究法、任务驱动法、同侪互助法和小组合作法的教学方法，本教学设计的教学手段分析如表1 所示。通过课堂讲练合理进行，使用任务驱动贯穿整个学习过程、开展识图实训进行深入学习、通过自主学习进行个性化、差异化学习。整个教学过程在理实一体化教室和钢筋平法识图实训室完成。

表1 本教学设计的教学手段分析

3 教学实施

教学实施过程分为课前、课中、课后3 个阶段。其中，课堂教学分为8 个步骤，共4 学时，每个步骤的学时分配如图1所示。

3.1 课前导学

课前，学生通过课程平台接收任务书，任务书明确规定必须完成课前测试。10道测试选择题目包括制图规则和钢筋构造知识，从易到难分为一星级、二星级和三星级试题。为完成任务，学生使用课程平台，通过学习课件和观看Flash动画等形式学习梁钢筋制图规则和基本构造，并完成课前测试。学生遇到疑难问题，可通过平台与老师交流互动，反馈学习难点。教师通过平台大数据监控学生的课前测试情况，发现二星级和三星级试题的正确率较低。根据学生反馈和平台统计结果，发现80%学生容易掌握梁构件类型代号、梁编号制图规则、梁侧面纵向钢筋制图规则及钢筋构造，但大部分学生难以理解架立钢筋和箍筋制图规则、梁面纵筋构造、梁与柱顶钢筋连接构造，这些内容是本次课堂教学重点和教学难点。

图1 本教学设计的教学实施步骤

根据学生反馈和平台统计结果，精准确定本次课教学重点为架立钢筋和箍筋制图规则，教学难点为梁面纵筋构造与梁与柱顶钢筋连接构造，依据分析结果和实际学情，微调课堂教学过程如图2所示。

图2 本教学设计的课堂教学流程

3.2 课堂教学

首先是提兴趣，播放电影《流浪地球》片段，启发学生对实际工程中建筑结构所需承受外力的思考，并引导学生回答出抗风、抗震、抗灾等外力。

第二步，悟原理。启发学生讨论梁构件需要承受的外力，结合梁受力分析动画进行讲解，引导学生回答梁受弯和受剪的受力情况，明晰梁构件的受力原理。结合电影《流浪地球》片段，学生小组讨论：“为了抵抗这些外力，梁内应该配置哪些钢筋？”由于学生三维空间想象力不强，展示教师自制钢筋骨架教具，请学生对教具进行观摩，邀请同学上台分享讲解，有利于学生理解架立筋和箍筋的作用和布置特点。

第三步，学规则。在理解了架立筋和箍筋的作用和布置特点的基础上，结合平法图集，通过三维钢筋软件将梁中各种钢筋逐步增加，“庖丁解牛”式的讲解梁中架立钢筋和箍筋的制图规则。

第四步，用规则。结合实际工程图纸设计作业，学生分小组合作完成，引入组间竞争，相互评比，有利于培养学生的合作精神和竞争意识。通过“分析动画、自制教具悟原理”、“庖丁解牛”学规则、“小组实践”用规则，理实结合，学生较容易掌握架立钢筋和箍筋制图规则。

第五步，明构造。播放《流浪地球》电影地震片段，启发学生对梁钢筋连接和构造要求的思考，引导学生回答梁钢筋需要锚固、梁筋入柱等基本构造要求。采用钢筋BIM 三维模型，结合抗震设计理念，从传统钢筋二维构造图到钢筋三维模型，弥补学生空间想象力弱的缺点，让梁纵筋构造、梁与柱顶钢筋连接构造变得容易理解。学生在学习过程中，使用“互联网+”的立体化教材，扫描教材中的二维码，可反复观看钢筋三维动画。

第六步，做仿真。教师指导学生动手操作钢筋BIM软件进行钢筋三维建模。通过直观可视化的三维钢筋模型，加深对梁纵筋构造、梁与柱顶钢筋连接构造的理解，有效攻克教学难点。

第七步，练巩固。采用钢筋平法实训评价系统，对梁构件钢筋制图规则和钢筋构造进行综合实训，该实训系统能将试题和知识点进行链接，对于错题，学生可查看解析，找到问题所在。

第八步，评效果。为了验证学习效果，利用学习平台对课前试题进行重新测试，对比课前课后的测试成绩，发现学生的学习效果显著提升，如图3所示。

图3 测试题正确率统计与分析

在教学过程中，将培养学生团队协作、动手能力和自主学习等工程师职业素养的理念贯彻始终。通过以上8个步骤，在课堂教学过程中，合理应用多种教学手段，有效地解决了教学重难点。

3.3 课后拓展

为巩固和提升学习效果，课后给学生布置扩展任务，自主学习工程图片和相关教学视频。引导学习程度较好的学生进入BIM 技术应用工作室，通过校企合作的实际工程进行训练，训练成果反馈企业导师进行评价，进一步提升学习效果，实现“分层次”教学。

4 结语

本课的教学设计中全过程引入多种信息化教学手段，使学生的认知方式由抽象变为具体，学生“做中学”，教师“做中教”，符合高职学生的学习特点，有效地攻克了教学重难点。同时，基于兴趣的教学设计，课堂教学结合电影《流浪地球》逐步展开，从自制钢筋教具到三维仿真，极大地增强了学生的学习兴趣，收到了良好的教学效果。本次教学设计成果为2019 年广东省职业院校教师教学能力大赛高职组获奖作品。