基于BIM技術(shù)的《鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革研究探索

程瑞芳 寧亞鋒

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)深化是建筑市場(chǎng)發(fā)展下鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)分工下一個(gè)分支，近年來(lái)隨著鋼結(jié)構(gòu)的迅猛發(fā)展，深化設(shè)計(jì)員崗位空缺越來(lái)越大，本文按深化設(shè)計(jì)員崗位工作過(guò)程為導(dǎo)向，以楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，分析《鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設(shè)計(jì)》課程目前教學(xué)中存在的問(wèn)題，優(yōu)化選取教學(xué)內(nèi)容，利用BIM豐富教學(xué)資源，改革教學(xué)模式，創(chuàng)新課程實(shí)訓(xùn)和頂崗實(shí)習(xí)內(nèi)容，將B1M技術(shù)融入鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)教學(xué)提供一個(gè)新思路。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì);教學(xué)改革

鋼結(jié)構(gòu)深化是建筑市場(chǎng)發(fā)展下鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)分工下一個(gè)分支，近年來(lái)隨著鋼結(jié)構(gòu)的迅猛發(fā)展，深化設(shè)計(jì)員崗位空缺越來(lái)越大，但是目前國(guó)內(nèi)開(kāi)設(shè)鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的高職院校還很少，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的教學(xué)研究主要在課程的開(kāi)設(shè)和人才培養(yǎng)方案等方面，對(duì)深化設(shè)計(jì)的內(nèi)容研究目前主要是從《鋼結(jié)構(gòu)施工》等課程中選取有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖深化設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行的，將《鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設(shè)計(jì)》作為一門課程進(jìn)行研究的在國(guó)內(nèi)外仍是空缺?；贐IM的教學(xué)模式的探索涉及較少，對(duì)BIM如何融入課程建設(shè)目前也尚處于初步探索階段。

一、《鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設(shè)計(jì)》課程現(xiàn)狀

（一）課程現(xiàn)狀

楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院于2016年在建筑工程技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)上增設(shè)了鋼結(jié)構(gòu)方向。并將《鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設(shè)計(jì)》列為鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，內(nèi)容的選取上是對(duì)應(yīng)深化設(shè)計(jì)員崗位要求應(yīng)掌握的理論基礎(chǔ)和技能要求，鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)二年級(jí)主要進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設(shè)計(jì)理論、Tekla Structures鋼結(jié)構(gòu)BIM應(yīng)用理論知識(shí)的教授，三年級(jí)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建模實(shí)訓(xùn)和頂崗實(shí)習(xí)的技能知識(shí)的鞏固。為了本課程的順利開(kāi)展，任課教師都是鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的碩士以上學(xué)位，并且團(tuán)隊(duì)中任課教師都具有中級(jí)以上職稱，所有任課教師都進(jìn)行了鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)習(xí)鍛煉和TEKLA軟件的培訓(xùn)，團(tuán)隊(duì)也初步完成了該課程的線上線下混合課程的建設(shè)。

（二）教學(xué)存在的問(wèn)題

（1）課程在我校是首次開(kāi)設(shè)，授課教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足并且普遍沒(méi)有工程實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn);目前鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)課程理論方面的敘述過(guò)于詳細(xì)，內(nèi)容較多，與工程實(shí)際結(jié)合實(shí)例太少;教材和課件上鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造多是平面圖形，鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，采用板書(shū)教授和PPT對(duì)三維圖形展示不夠直接。（2）課程是集鋼結(jié)構(gòu)施工、設(shè)計(jì)、加工制造、現(xiàn)場(chǎng)安裝、軟件應(yīng)用為一體的綜合性較強(qiáng)的課程，要求學(xué)生具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和較強(qiáng)的具象思維和邏輯思維，學(xué)生的理論基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，知識(shí)儲(chǔ)備不夠豐富，所以學(xué)習(xí)本課程時(shí)的難度較大。（3）由于學(xué)生實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)不足，走到工程一線機(jī)會(huì)匱乏，對(duì)于具體工程案例，學(xué)生只能通過(guò)老師講解，自己對(duì)圖紙進(jìn)行想象，對(duì)比較復(fù)雜的工程的結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)造要求，工藝流程不能理解，導(dǎo)致對(duì)實(shí)訓(xùn)或?qū)嵙?xí)任務(wù)理解不夠，實(shí)訓(xùn)效果差。如何將內(nèi)容細(xì)化，以具體工作為模塊，按深化設(shè)計(jì)的工作流程，進(jìn)行課程的實(shí)施對(duì)教師和學(xué)生都提出了較高的要求。

（三）BIM技術(shù)在課程中的應(yīng)用

隨著鋼結(jié)構(gòu)的日益普遍，復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)、總用鋼量大、非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件和非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)多的鋼結(jié)構(gòu)建筑越來(lái)越多，而B(niǎo)IM技術(shù)對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計(jì)算量大的工程不但能提高詳圖設(shè)計(jì)員的效率，而且大大降低了運(yùn)算量，能真正做到信息化，可追蹤。BIM在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用從前期招標(biāo)、深化設(shè)計(jì)、工廠制造到現(xiàn)場(chǎng)施工是為工程全生命周期提供可靠服務(wù)的數(shù)字化表達(dá)。所以課程在講授過(guò)程中采用案例分析法，并且采用BIM軟件貫穿于于整個(gè)案例分析中。

二、基于BIM技術(shù)的課程教學(xué)形式

（一）課程內(nèi)容的選取

內(nèi)容選取對(duì)應(yīng)工作過(guò)程，首先是結(jié)合BIM技術(shù)識(shí)圖，利用Revit軟件建模，形成整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體模型。通過(guò)BIM軟件三維模型再轉(zhuǎn)生成二維圖紙?zhí)岣邔W(xué)生討鋼結(jié)構(gòu)圖紙的識(shí)圖能力，這樣也深化了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的理解;其次是建模過(guò)程，主要內(nèi)容包括Tekla Structures軟件概述、建模準(zhǔn)備工作、建立基于CAD的門式剛架、螺栓和底板、吊車梁、等內(nèi)容;最后是出圖，主要包括出圖方法和圖紙整理等內(nèi)容。

（二）利用BIM進(jìn)行教學(xué)方式的改革

合理使用教學(xué)資源，改變傳統(tǒng)的板書(shū)和PPT講授，利用學(xué)校的優(yōu)慕課資源實(shí)現(xiàn)線上線下混合教學(xué)，利用實(shí)例講解鋼結(jié)構(gòu)工作平臺(tái)的BIM模型，利用模型可以查看結(jié)構(gòu)平面布置，查看鋼結(jié)構(gòu)主次梁、梁柱節(jié)點(diǎn)的連接形式等。利用線上平臺(tái)將鋼結(jié)構(gòu)模型的安裝、焊接、螺栓等工藝流程視頻頻形成三維可視化教學(xué)資源庫(kù)，學(xué)生只需要通過(guò)平臺(tái)學(xué)習(xí)輕鋼門式剛架和鋼結(jié)構(gòu)框架等普通鋼結(jié)構(gòu)工程的加工工藝，通過(guò)這種可視化不僅可以增加課堂教學(xué)的直觀程度還可以深化學(xué)生討鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造的理解也提高了教學(xué)質(zhì)量。

（三）實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革

為保證課程實(shí)訓(xùn)的順利實(shí)施，首先制定了完備的課程體系，學(xué)校具備供學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的數(shù)十種模型節(jié)點(diǎn)和鋼結(jié)構(gòu)點(diǎn)專業(yè)實(shí)踐鍛煉的實(shí)訓(xùn)中心，機(jī)房都安裝了供學(xué)生詳圖深化設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)用的Tekla Structures BIM軟件，具備學(xué)生的深化實(shí)踐的基本條件。采用學(xué)校已建成鋼結(jié)構(gòu)工程作為實(shí)訓(xùn)任務(wù)，讓學(xué)生邊設(shè)計(jì)邊參觀1∶1建筑模型，有不好理解的及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)觀察，然后再返回實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行設(shè)計(jì)。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中采用啟發(fā)式教學(xué)法首先讓學(xué)生先參觀學(xué)校對(duì)要拆的圖有一個(gè)初步的印象，然后再采用案例教學(xué)法讓學(xué)生對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖深化設(shè)計(jì)有一個(gè)較深層次的理解，最后在此基礎(chǔ)上讓他們自己動(dòng)手完成一榀鋼架施工詳固深化設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，在此過(guò)程中采用項(xiàng)目引領(lǐng)教學(xué)方法使他們對(duì)此部分內(nèi)容能拿捏準(zhǔn)確、熟練應(yīng)用。為學(xué)生后續(xù)畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)和工作實(shí)習(xí)及從事鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)工作打下良好、堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（四）課程評(píng)價(jià)體系的建立

優(yōu)慕課平臺(tái)的建成和校園網(wǎng)的成功覆蓋也為課程的線上線下混合教學(xué)和過(guò)程考核提供了基礎(chǔ)?？己酥饕峭ㄟ^(guò)對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)視頻時(shí)長(zhǎng)的分析、單次作業(yè)成績(jī)、章節(jié)測(cè)評(píng)、小組演示成績(jī)等學(xué)習(xí)過(guò)程的記錄，最后采用加權(quán)平均對(duì)學(xué)生課程學(xué)習(xí)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

三、結(jié)語(yǔ)

建筑裝配化和綠色建筑是建筑的發(fā)展方向，而鋼結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)建筑裝配化和綠色建筑的最有效途徑，具有很大的發(fā)展空間。在信息化大環(huán)境下，課程也面臨著具大的挑戰(zhàn)，建設(shè)線上線下混合課程，在線開(kāi)放課程是必然趨勢(shì)同時(shí)也是挑戰(zhàn)，在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)上有很多關(guān)于深化設(shè)計(jì)的講座，視頻和論壇等，如何建設(shè)成學(xué)生實(shí)用，夠用，想學(xué)，愛(ài)學(xué)的線上線下課程是目前該課程面臨的巨大挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭玉瑩，謝偉，等.基于BIM的鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)改革初探[J].高教學(xué)刊，2017（20）0150，03.

[2]葉茂林，胡曉玄.關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)施工詳固深化設(shè)計(jì)模塊教學(xué)方法淺議[J].價(jià)值工程，2012.11.075.

基金項(xiàng)目：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院人文社科類研究基金項(xiàng)目（GJ1822）

作者簡(jiǎn)介：程瑞芳（1987-），女，漢族，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，碩士研究生，高校講師，研究方向：鋼結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì);寧亞鋒（1985-），男，漢族，陜西咸陽(yáng)人，工學(xué)學(xué)士，中級(jí)工程師，研究方向：建筑工程施工技術(shù)。