基于BIM技術(shù)的高職土建專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)研究

鐘宏偉，高啟程，陳曉紅，汪 波

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 鐵道工程學(xué)院，河南 鄭州 455000)

0 前 言

施工現(xiàn)場認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是高職土建專業(yè)學(xué)生在大一學(xué)習(xí)了一些專業(yè)基礎(chǔ)課如房屋建筑構(gòu)造課，房屋建筑識(shí)圖課，土木工程施工課等進(jìn)行的理論結(jié)合實(shí)際的重要實(shí)踐。通過施工現(xiàn)場認(rèn)識(shí)生產(chǎn)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，可以使學(xué)生能夠深入到土建的一線生產(chǎn)前線，加深對所學(xué)課本的理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，運(yùn)用所學(xué)課本知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)問題的好方法。但是囿于施工現(xiàn)場場地的安全等原因，學(xué)生往往不能深入到生產(chǎn)一線，只能在項(xiàng)目上走馬觀花地看一下，見不到真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境，不能真實(shí)地將所學(xué)的理論用于實(shí)踐中，使學(xué)生的實(shí)踐得不到很好的效果，故實(shí)踐質(zhì)量可想而知。這樣的實(shí)習(xí)結(jié)果使學(xué)生無法完成課本知識(shí)、理論與實(shí)踐的結(jié)合，學(xué)生沒法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)踐能力的鍛煉和對本人崗位技能的認(rèn)知度[1]。因此，當(dāng)前的高職學(xué)生現(xiàn)場施工認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)已不能滿足當(dāng)下需要，對于高職土建專業(yè)的學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)間教學(xué)的改革已經(jīng)迫在眉睫。而當(dāng)前在建筑行業(yè)興起的“建筑信息模型”(Building Information Modeling,BIM),其具有可視化、協(xié)調(diào)化、模擬化、優(yōu)化性和可出圖性等幾大特點(diǎn)[2]。其可通過參數(shù)模擬整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息并仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，正好可以為實(shí)踐實(shí)習(xí)教學(xué)搭建一個(gè)有利平臺(tái)。筆者在改革現(xiàn)行的實(shí)踐實(shí)習(xí)的方法上結(jié)合BIM技術(shù)并將其應(yīng)用于實(shí)踐實(shí)習(xí)的現(xiàn)場環(huán)節(jié)，并進(jìn)行土建施工實(shí)踐實(shí)習(xí)的教學(xué)改革。

1 高職土建專業(yè)現(xiàn)場實(shí)習(xí)現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 現(xiàn)場施工單位安全顧慮

由于去施工現(xiàn)場的學(xué)生人數(shù)比較多，且學(xué)生都年輕生性好動(dòng)，且第一次去到工地參觀實(shí)習(xí)，好奇心強(qiáng)，難免會(huì)有不聽話的學(xué)生發(fā)生一點(diǎn)小意外。而施工單位現(xiàn)在實(shí)行的都是安全一票否決制，一旦現(xiàn)場發(fā)生安全事故將直接影響到施工單位的績效考核，因此，聯(lián)系愿意接受學(xué)生實(shí)習(xí)的工地較難，而目前的情況基本都是接受學(xué)生去現(xiàn)場實(shí)習(xí)的都是依靠院里領(lǐng)導(dǎo)或者教師個(gè)人關(guān)系，很少有主動(dòng)提出接受實(shí)習(xí)的。

1.2 現(xiàn)場實(shí)習(xí)效果難以達(dá)到預(yù)期

在施工現(xiàn)場認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中，施工單位出于安全考慮一般不讓學(xué)生參與和接觸到施工一線的作業(yè)，而只能站著遠(yuǎn)離作業(yè)一線的地方參觀，這樣根本達(dá)不到施工實(shí)習(xí)認(rèn)識(shí)的效果，進(jìn)而影響到學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)的效果，影響學(xué)生的積極性，本來是滿懷熱情而來，結(jié)果確被冰冷的現(xiàn)實(shí)碰壁，進(jìn)而打消學(xué)生對本專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性，影響實(shí)踐實(shí)習(xí)的效果。

1.3 教師自身能力不足，考核方式不科學(xué)

高職教師大部分是高校應(yīng)屆研究生畢業(yè)，而沒有施工一線的生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)，致使施工現(xiàn)場講解缺乏經(jīng)驗(yàn)，沒有能夠理論結(jié)合實(shí)際給學(xué)生講解，只能紙上談兵，導(dǎo)致學(xué)生缺乏興趣。再者學(xué)生的實(shí)習(xí)考核方式往往只是學(xué)生提交實(shí)習(xí)報(bào)告，由實(shí)習(xí)帶隊(duì)老師根據(jù)實(shí)習(xí)報(bào)告打分，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為有空可鉆，互相抄襲或者直接網(wǎng)上抄襲，導(dǎo)致實(shí)習(xí)結(jié)果沒有實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)習(xí)效果難以得到保障。

2 基于BIM的施工實(shí)踐實(shí)習(xí)方法

2.1 BIM的概念及用途

BIM技術(shù)是Autodesk公司開發(fā)的，其廣泛應(yīng)用于建造、設(shè)計(jì)、施工的一種數(shù)字化方法，其借用數(shù)字化技術(shù)，對工程建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)信息進(jìn)行數(shù)字化表述，其可以實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程與信息的共享。BIM技術(shù)核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，可以為這個(gè)模型提供完整的、與實(shí)際情況相一致的建筑工程信息庫。借助包含建筑工程信息的三維模型，可以極大提高土建工程的信息化集成化程度，可以實(shí)現(xiàn)全方位、全過程的模擬土建施工環(huán)境，可以早期識(shí)別后期施工階段可能出現(xiàn)的問題及管線碰撞，為后期施工提高真實(shí)、合理的施工方案。

隨著教育部“職教二十條”及“關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見”的頒布，其提出要“要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實(shí)驗(yàn)”理念，借助虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境“沉浸式”實(shí)踐教學(xué)，而BIM技術(shù)通過虛擬建造成三維動(dòng)畫，則可以全過程、全方位地模擬施工環(huán)境及現(xiàn)場。

2.2 結(jié)合BIM技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐實(shí)習(xí)的方法

結(jié)合工程實(shí)際，并有現(xiàn)成全套施工圖紙(建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等)，運(yùn)用BIM技術(shù)制作一個(gè)完整的土建施工全過程三維動(dòng)畫模型，然后根據(jù)新的實(shí)踐實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，在學(xué)生現(xiàn)場實(shí)踐實(shí)習(xí)時(shí)，讓學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室電腦里面先根據(jù)三維模型完成全過程的施工現(xiàn)場認(rèn)識(shí)，并完成對施工現(xiàn)場全過程的認(rèn)識(shí)及了解。下一步再安排學(xué)生到真實(shí)的施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)踐實(shí)習(xí)，加深學(xué)生對三維模型和實(shí)際工程的了解和融匯。這樣也避免了學(xué)生現(xiàn)場施工實(shí)習(xí)雖然待的時(shí)間過短沒有實(shí)質(zhì)性接觸太多東西，但是通過提前在虛擬實(shí)訓(xùn)室已經(jīng)接觸過類似工程，也能取得較好的實(shí)習(xí)效果。也能避免了因?qū)W生現(xiàn)場實(shí)習(xí)給老師及施工單位帶來安全隱患。

在每次施工現(xiàn)場工地回來后，實(shí)習(xí)帶隊(duì)老師可要求學(xué)生依據(jù)個(gè)人所看到的現(xiàn)場工序及實(shí)物引導(dǎo)實(shí)習(xí)學(xué)生歸納總結(jié)自己在課本所學(xué)理論知識(shí)與工程實(shí)際所能應(yīng)用的條件及應(yīng)用注意事項(xiàng)。這樣才能真正地將自己所學(xué)專業(yè)知識(shí)真正地應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，知識(shí)和認(rèn)識(shí)得到升華，這對培養(yǎng)復(fù)合型人才的工程素養(yǎng)大有好處，也能扎扎實(shí)實(shí)地保證教學(xué)質(zhì)量[3]。

2.3 BIM技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐實(shí)習(xí)的意義

隨著社會(huì)對高職土建人才的要求提高，其對高職土建人才的動(dòng)手能力要求越來越高，相應(yīng)的對土建專業(yè)的實(shí)踐實(shí)習(xí)也要求越來越高。有些實(shí)踐實(shí)習(xí)項(xiàng)目，比如：砌筑、鋼筋的搭接等較為簡單的實(shí)踐實(shí)習(xí)項(xiàng)目可以在較短時(shí)間內(nèi)完成，但是整個(gè)施工工序的完成，包括從基礎(chǔ)開挖→主體結(jié)構(gòu)施工→屋面及防水→二次結(jié)構(gòu)等卻在短時(shí)間內(nèi)局限于時(shí)間周期或者工程成本，不可能全過程實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐實(shí)習(xí)無法真實(shí)地進(jìn)行施工全過程真實(shí)情景。而BIM技術(shù)則可全方位、全過程地模擬土建施工現(xiàn)場，利用BIM模型運(yùn)用于土建專業(yè)人才實(shí)踐實(shí)習(xí)，可以生動(dòng)形象地并實(shí)現(xiàn)全方位還原土建施工現(xiàn)場和施工全過程的工序，幫助學(xué)生直觀地感受土建施工過程中的全過程動(dòng)態(tài)變化，使學(xué)生能夠足不出戶實(shí)現(xiàn)身臨其境的“浸入”施工現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際施工的結(jié)合，以達(dá)到更好的實(shí)踐實(shí)習(xí)效果。

3 結(jié) 論

隨著“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”及“關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見”的逐步推廣和實(shí)施，現(xiàn)場實(shí)踐實(shí)習(xí)的改革將會(huì)是高職院校土建專業(yè)調(diào)整實(shí)踐實(shí)習(xí)計(jì)劃的必然選擇[4]。將BIM技術(shù)應(yīng)用于高職土建專業(yè)實(shí)訓(xùn)為新時(shí)代的實(shí)習(xí)教學(xué)提供了新的視角。隨著這一新的成果的應(yīng)用可以使高職土建專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐實(shí)習(xí)能力得到本質(zhì)提高，其綜合素質(zhì)也會(huì)得到提升，更加受到用人單位的歡迎。

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