基于BIM技術(shù)的土木工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程體系改革

羅雄文

摘要 文章分析了土木工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程傳統(tǒng)教學(xué)方法現(xiàn)存的一些問(wèn)題與弊端，提出引入建筑信息模型（BIM）技術(shù)，融入認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程體系，以提高學(xué)生的感知能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞 認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí) BIM技術(shù) 課程體系 教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.07.052

0前言

認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)課程之后第一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)課程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生興趣、建立對(duì)工程建筑物構(gòu)造及施工工藝感性認(rèn)識(shí)有著舉足輕重的作用，是完成教學(xué)目標(biāo)提高學(xué)生應(yīng)用能力的重要步驟。通過(guò)外出實(shí)習(xí)首先可以使得學(xué)生對(duì)于土木工程專(zhuān)業(yè)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，充分了解土木工程專(zhuān)業(yè)的范疇與領(lǐng)域，很好地拓寬學(xué)生視野。

其次教師在授課中宏觀地講解工程施工的工藝流程，學(xué)生雖還不能完全理解與掌握，但通過(guò)此類(lèi)工程熏陶，對(duì)于形成工程意識(shí)有著顯著作用；再次，通過(guò)去工地的實(shí)習(xí)，可以了解工程建設(shè)的基本程序，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)，提高學(xué)生的適應(yīng)能力。但長(zhǎng)期以來(lái)，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)存在諸多弊端，特別是地方本科院校由于實(shí)踐教學(xué)資源有限，沒(méi)有配套的教學(xué)基地，所以教學(xué)效果往往欠佳，改革認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)體系、建立適應(yīng)于地方本科院校土木工程專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)新教學(xué)模式、全面提升認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量已迫在眉睫；建筑信息模型（BIM）技術(shù)的普及對(duì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程體系的重構(gòu)有著巨大的啟迪作用，它通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、工程設(shè)計(jì)、建造管理、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，使學(xué)生通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，對(duì)各種建筑信息做出正確理解和認(rèn)識(shí)。因此在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程領(lǐng)域及時(shí)引入新的BIM手段和建立與之相適應(yīng)的教學(xué)體系顯得更為必要。

1認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程教學(xué)現(xiàn)狀

（1）教學(xué)內(nèi)容單一，工程覆蓋面窄。當(dāng)今教育界關(guān)于“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的大土木教學(xué)模式以達(dá)成共識(shí)，所以土木工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)不應(yīng)局限于建筑工程或路橋工程某一域，而應(yīng)該建立起與大土木相適應(yīng)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容。地方本科院校中，眾多院校由于辦學(xué)歷史較短，缺乏相應(yīng)的社會(huì)資源，實(shí)踐教學(xué)基地少，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的內(nèi)容往往局限于學(xué)校內(nèi)部或?qū)W校周邊的已建和在建工程，工程覆蓋面非常狹窄，對(duì)于拓寬學(xué)生視野能力非常有限。

（2）教學(xué)時(shí)間短，無(wú)法涵蓋工程建設(shè)全周期。地方本科院校認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的學(xué)時(shí)一般是開(kāi)設(shè)一周左右，條件較好的學(xué)校最多開(kāi)設(shè)兩周，這樣短的實(shí)習(xí)時(shí)間學(xué)生往往只能看到建筑施工的一個(gè)階段或者局部的部位，無(wú)法建立起完全宏觀的直觀感受，因而嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。

（3）實(shí)習(xí)模式落后，填鴨式教學(xué)為主。現(xiàn)階段一般地方本科院校的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)仍以老師先去周邊在建工地考察備課，選擇好合適的實(shí)習(xí)場(chǎng)地，然后老師組織學(xué)生去現(xiàn)場(chǎng)由老師或現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員講解，學(xué)生“聽(tīng)一看一記”單向灌輸，整個(gè)過(guò)程學(xué)生非常被動(dòng)，同時(shí)由于工地空間狹小，施工一線噪聲較大，使得講解過(guò)程中大多數(shù)學(xué)生無(wú)法聽(tīng)清，此外實(shí)習(xí)人數(shù)眾多，秩序差，造成教學(xué)效果更加大打折扣。這種以教師為中心的教學(xué)模式，學(xué)生實(shí)踐能力很難得到提高與鍛煉。

（4）考核體系單一，評(píng)價(jià)不全面客觀。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)成績(jī)的考核一般來(lái)說(shuō)由于現(xiàn)場(chǎng)人數(shù)眾多，維持秩序困難，無(wú)法鑒定學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)情況，大多情況下依據(jù)學(xué)生的實(shí)習(xí)報(bào)告來(lái)給定成績(jī)。實(shí)習(xí)報(bào)告從一定程度來(lái)說(shuō)確實(shí)可以反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與實(shí)習(xí)質(zhì)量，但也存著在考核方式太單一，學(xué)生之間相互抄襲蒙混過(guò)關(guān)的弊端。

2BIM技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)越性

BIM是Building Information Modeling的縮寫(xiě)，意為建筑信息模型，是一種全新的數(shù)字化工具，被視為未來(lái)建筑工業(yè)生產(chǎn)力提升的主要革命力量。它通過(guò)建模整合設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)過(guò)程中的參數(shù)信息實(shí)現(xiàn)建筑工程信息的全生命周期的共享可視化操作。對(duì)于設(shè)計(jì)方、施工方、業(yè)主方都提供了極大的便利，便于各方主體協(xié)調(diào)與溝通，從而大大提高效率、節(jié)約成本、縮短工期。

引入BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真，利用虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)構(gòu)建高度仿真的虛擬工程環(huán)境，學(xué)生通過(guò)電腦操作即可達(dá)到深入施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展實(shí)習(xí)的目的，從而獲得良好的教學(xué)效果。由于土木工程眾多工程中都存在著施工周期長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)安全無(wú)法保障，施工過(guò)程不可逆等特點(diǎn)，使得現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)往往難以開(kāi)展。BIM技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于解決上述問(wèn)題提供了巨大便利，其提供的超真實(shí)、可靠、經(jīng)濟(jì)、安全的實(shí)習(xí)環(huán)境具備現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)所不具備的教學(xué)功能，虛擬仿真教學(xué)，可以徹底解決學(xué)生實(shí)習(xí)、實(shí)踐條件不足、安全難以保障等問(wèn)題，對(duì)于提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能，培養(yǎng)土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新能力有著重要作用。

3基于BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)體系改革

BIM技術(shù)的普及對(duì)于認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)體系的改革帶來(lái)了極大的機(jī)遇，建立基于BIM的土木工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)體系勢(shì)在必行。

（1）學(xué)校加大硬件投入，增設(shè)BIM實(shí)驗(yàn)室。2014年7月1日，住建部在《關(guān)于建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見(jiàn)》中明確指出，推進(jìn)建筑信息模型（BIM）等信息技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)全過(guò)程的應(yīng)用，要促進(jìn)建筑業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化，加快先進(jìn)適用技術(shù)的推廣應(yīng)用。加大復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)力度。推動(dòng)建筑領(lǐng)域國(guó)際技術(shù)交流合作。所以地方高校應(yīng)該以此為契機(jī)，跟上國(guó)際潮流，引進(jìn)BIM實(shí)訓(xùn)室，推廣與應(yīng)用BIM技術(shù)，才能使人才培養(yǎng)不脫節(jié)，同時(shí)為包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程在內(nèi)的其他一系列課程的教學(xué)改革提供硬件支撐。

（2）選派教師進(jìn)行BIM培訓(xùn)，增強(qiáng)建模能力。實(shí)習(xí)教學(xué)體系的改革必須依賴(lài)于一批優(yōu)秀先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍，沒(méi)有教師能力的提高，改革也無(wú)從談起，因此加大教師的培訓(xùn)力度，掌握先進(jìn)的BIM技術(shù)是課程改革的先行措施。使得教師能夠依據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探⒛Ｐ?，為課程的開(kāi)設(shè)、選點(diǎn)提供技術(shù)支撐。

（3）選取典型工程案例進(jìn)行建模，學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)項(xiàng)目提前建立宏觀概念。選取學(xué)校周邊不同類(lèi)型的工程如建筑工程、路橋工程、市政工程等典型在建工程建筑進(jìn)行BIM建模，形成三維視圖，讓學(xué)生在實(shí)習(xí)前，通過(guò)電腦即可參觀工程各部位的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、各階段的施工工藝，形成大而全的工程感性認(rèn)識(shí)。

（4）增加課時(shí)，同時(shí)將集中時(shí)段實(shí)習(xí)改為分散時(shí)段實(shí)習(xí)。針對(duì)現(xiàn)階段認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)為一周的集中實(shí)習(xí)，使得學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)只能看到某些部位的工程構(gòu)造或某個(gè)階段的施工工藝，無(wú)法通觀全局全域的弊端，可以讓學(xué)生的實(shí)習(xí)不是完整的一周或二周，而是依據(jù)實(shí)習(xí)項(xiàng)目的施工進(jìn)度進(jìn)行，先讓學(xué)生自身根據(jù)講義操作步驟建立某個(gè)工程部位或施工工藝的BIM模型，隨即馬上深入工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地教學(xué)。此過(guò)程可能為一天或半天，待實(shí)習(xí)項(xiàng)目施工到下一個(gè)典型關(guān)鍵步驟再重復(fù)上述步驟，在增加總學(xué)時(shí)不多的情況下將實(shí)習(xí)時(shí)間分散到各個(gè)工法部位，這個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程可能持續(xù)一個(gè)學(xué)期或者更長(zhǎng)。

（5）改革評(píng)價(jià)體系，對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)質(zhì)量進(jìn)行全方面監(jiān)控。改變以往實(shí)習(xí)考核方式僅僅依據(jù)實(shí)習(xí)報(bào)告比較單一的情況，增加BIM小型建模的作業(yè)；同時(shí)嚴(yán)格控制每次實(shí)習(xí)人數(shù)，分批次多次進(jìn)行的方式，讓每一個(gè)學(xué)生都有條件聽(tīng)清現(xiàn)場(chǎng)的教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)便于上課教師對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)紀(jì)律的掌控和對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)情況的掌握。根據(jù)學(xué)生實(shí)習(xí)情況綜合評(píng)價(jià)。

4結(jié)論

通過(guò)基于BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程體系的改革能夠很大程度上解決傳統(tǒng)實(shí)習(xí)模式教學(xué)內(nèi)容單一，工程覆蓋面窄，教學(xué)時(shí)間短，實(shí)習(xí)模式落后，考核體系單一的弊端，全方位、全周期的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)對(duì)于學(xué)生提高工程感性認(rèn)識(shí)，形成工程意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力具有重要意義。