BIM技術(shù)應(yīng)用下土木工程專業(yè)教學(xué)改革研究*

孫 靜（重慶能源職業(yè)學(xué)院，重慶 402260）

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以Revit和Bentley軟件等為主的BIM技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)土木工程行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，由此，在高校土木工程專業(yè)教學(xué)中，大量應(yīng)用BIM技術(shù)已經(jīng)是勢(shì)在必行，如果能夠基于BIM技術(shù)對(duì)當(dāng)前的土木工程專業(yè)教學(xué)工作加以改革，那么土木工程專業(yè)的學(xué)生未來在工作崗位就必定能夠有效應(yīng)用BIM技術(shù)來推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。為此，應(yīng)當(dāng)基于BIM技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的土木工程專業(yè)教學(xué)工作做進(jìn)一步的深化改革。

1 在BIM技術(shù)應(yīng)用下對(duì)土木工程專業(yè)教學(xué)改革的意義

1.1 有利于提高學(xué)生的就業(yè)率

土木工程專業(yè)的從業(yè)人員，應(yīng)當(dāng)同時(shí)具備BIM技術(shù)和建筑專業(yè)背景知識(shí)，并能夠與其他專業(yè)的工程人員進(jìn)行有效溝通協(xié)調(diào)。由此可見，BIM技術(shù)下的教學(xué)改革，是緊跟行業(yè)發(fā)展的重要途徑，有助于拓展學(xué)生的知識(shí)面，讓學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步的發(fā)展。這對(duì)于學(xué)生來說，也有助于提高自己在就業(yè)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，讓學(xué)生的職業(yè)前景更加廣闊。

1.2 有利于優(yōu)化培養(yǎng)方案

作為土木工程行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，BIM技術(shù)在空間表現(xiàn)和視覺渲染等多個(gè)方面都具有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于一些基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說，這種技術(shù)有助于提高學(xué)生對(duì)相關(guān)理論的理解。同時(shí)，由于很多學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中都局限于安全區(qū)域觀摩，對(duì)土木工程的更多細(xì)節(jié)無從知悉，這就更需要通過BIM技術(shù)來模擬工作場(chǎng)景，讓學(xué)生直觀了解土木工程的全貌，從而有效彌補(bǔ)以往實(shí)習(xí)中的缺陷[1]。

1.3 有利于企業(yè)選拔優(yōu)秀人才

通過應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠更便捷地建立校企合作模式，通過這種校企合作模式，企業(yè)能夠獲得更多的高質(zhì)量后備人才，學(xué)生可以利用校企共建培訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)習(xí)，有效降低了新入職企業(yè)后的適應(yīng)時(shí)間，將企業(yè)的入職培訓(xùn)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到學(xué)校實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)行，不僅有效提高了學(xué)生的工作能力，也有效降低了企業(yè)在人力資源管理方面的成本開支。目前，基于BIM技術(shù)應(yīng)用下的校企共建培訓(xùn)，主要是針對(duì)BIM建模和BIM管理等方面展開的，并根據(jù)行業(yè)和企業(yè)的實(shí)際需要，來對(duì)目標(biāo)群體進(jìn)行針對(duì)性的培養(yǎng)[2]。

2 傳統(tǒng)土木工程專業(yè)教學(xué)中存在的局限

2.1 BIM技術(shù)教學(xué)的連貫性不足

BIM技術(shù)的教學(xué)，其根本目標(biāo)在于讓學(xué)生掌握BIM軟件的操作，讓學(xué)生在今后的工作中更好應(yīng)用BIM技術(shù)，但從實(shí)際情況來看，一些高校卻將BIM技術(shù)等同于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，將BIM技術(shù)融入所有的專業(yè)課程中，盡管BIM技術(shù)內(nèi)容的覆蓋面廣泛，但深入程度則不足，導(dǎo)致BIM技術(shù)缺乏連貫性，學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，可能會(huì)忘掉以前學(xué)過的BIM技術(shù)內(nèi)容。

2.2 缺乏足夠工程案例的支撐

目前，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是各高校土木工程專業(yè)中必然存在的一個(gè)環(huán)節(jié)，在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中，教師通常會(huì)帶學(xué)生去土木工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，讓學(xué)生更好了解土木工程的施工流程，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。但由于施工現(xiàn)場(chǎng)交通大多不便，而且現(xiàn)場(chǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)因素也較多，因此在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中的局限性也較為明顯，學(xué)生通常只是簡(jiǎn)單觀摩后，即結(jié)束認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，這就使得BIM技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)流于形式，根本起不到應(yīng)有的效果。不僅如此，在工程案例的講解中，教師也通常只是使用板書和PPT進(jìn)行照本宣科的講解，學(xué)生很難直觀理解有關(guān)知識(shí)[3]。

2.3 專業(yè)教師的實(shí)踐能力有待于提高

近年來，很多青年教師加入高校土木工程專業(yè)的教學(xué)隊(duì)伍當(dāng)中，雖然這些教師在土木工程方面的知識(shí)基礎(chǔ)都較為雄厚，但對(duì)于土木工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)則缺乏足夠的了解，有限的掛職鍛煉很難起到明顯的作用，顯然，這會(huì)導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)的效果很難達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2.4 考核方式尚有待于改進(jìn)

目前，很多高校的土木工程專業(yè)教學(xué)考核仍然采用傳統(tǒng)的“出勤率+實(shí)踐報(bào)告+考試成績(jī)”模式來進(jìn)行，雖然這種模式有著一定的合理性，但從實(shí)際情況來看，很多學(xué)生在實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，都出現(xiàn)了明顯的實(shí)習(xí)報(bào)告雷同現(xiàn)象，這表明大多數(shù)學(xué)生對(duì)于實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)不夠重視，往往是敷衍了事，積極性和主觀能動(dòng)性幾乎是蕩然無存，這對(duì)于專業(yè)教學(xué)質(zhì)量來說，無疑帶來了明顯的負(fù)面影響。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用下土木工程專業(yè)教學(xué)改革策略

3.1 建立基于BIM技術(shù)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室

目前，在土木工程專業(yè)教學(xué)中，實(shí)習(xí)場(chǎng)所難落實(shí)和實(shí)習(xí)流于形式等問題仍然存在，這很容易導(dǎo)致學(xué)生的理論和實(shí)踐相互脫離，所學(xué)知識(shí)很難在實(shí)際工作中有效應(yīng)用。針對(duì)這一問題，有關(guān)高校應(yīng)當(dāng)積極采取措施，建立BIM技術(shù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，利用虛擬實(shí)驗(yàn)室中強(qiáng)大的教學(xué)資源，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組練習(xí)，避免在實(shí)習(xí)過程中同質(zhì)化的問題。在具體的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)過程中，每個(gè)學(xué)生都會(huì)各自承擔(dān)一個(gè)項(xiàng)目中的一個(gè)子項(xiàng)目模塊，并由小組成員共同完成。這不僅使得學(xué)生對(duì)于土木工程的各個(gè)環(huán)節(jié)有了更為直觀的理解，同時(shí)也提高了學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，進(jìn)一步提高土木工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量[4]。

3.2 自主研發(fā)BIM技術(shù)應(yīng)用方面的教學(xué)資源

對(duì)于高校土木工程專業(yè)的教師而言，其必須緊跟土木工程領(lǐng)域內(nèi)BIM技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，定期參加土木工程行業(yè)內(nèi)的BIM技術(shù)研討會(huì)，或是參加BIM技術(shù)領(lǐng)域的師資培訓(xùn)等活動(dòng)，以打造一支專業(yè)化的土木工程專業(yè)BIM技術(shù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在此基礎(chǔ)上，即可結(jié)合以往參與過的工程案例，研發(fā)相應(yīng)的教學(xué)資源。學(xué)生通過利用這些教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，即可更好掌握在理論課上所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)這也有助于提高實(shí)踐教學(xué)效果。

3.3 在設(shè)計(jì)類課程中應(yīng)用BIM技術(shù)

設(shè)計(jì)類課程是土木工程專業(yè)教學(xué)中的一系列重要課程，在這類課程中，即可充分應(yīng)用BIM技術(shù)，讓學(xué)生通過這項(xiàng)技術(shù)來構(gòu)建相應(yīng)的建筑信息模型，在信息模型建立完成后，即可通過GSRevit工具，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行建立，并對(duì)結(jié)構(gòu)模型中的一些要素進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果可用來在AutoCAD和Revit上生成施工圖紙。通過將所得到的模型與建筑模型及其管線等進(jìn)行對(duì)照，即可分析現(xiàn)存的問題，并根據(jù)現(xiàn)存問題對(duì)模型進(jìn)行修改。由于上述各環(huán)節(jié)的工作均是在同一模型下所進(jìn)行的，因此，BIM技術(shù)在其中有著很高的工作效率，學(xué)生通過在這些課程中的練習(xí)，能夠更好明確不同年級(jí)的設(shè)計(jì)類課程之間的關(guān)聯(lián)，這有助于學(xué)生實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的專業(yè)課程學(xué)習(xí)。

3.4 在施工類課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)

在這類課程中的BIM技術(shù)，主要應(yīng)用于模擬施工現(xiàn)場(chǎng)的布置，其大多是基于建筑信息模型和結(jié)構(gòu)模型所展開的。通過將建筑信息模型和結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入到Fuzor和Navisworks等軟件中，即可生成施工模擬動(dòng)畫。在此基礎(chǔ)上，即可明確該項(xiàng)目具體的實(shí)施方案和流程，特別是能夠明確在本次項(xiàng)目施工建設(shè)中的材料用量明細(xì)情況，以編制準(zhǔn)確的材料采購(gòu)計(jì)劃。

3.5 在造價(jià)類課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)

在造價(jià)類課程設(shè)計(jì)中，通過使用一些特殊的插件，即可將相應(yīng)的Revit模型導(dǎo)入到造價(jià)類計(jì)算軟件中，通過這種方式，可以方便快捷地計(jì)算出相關(guān)的數(shù)據(jù)，免去了二次翻模所占用的大量時(shí)間精力。由此，學(xué)生將有更多的時(shí)間可用于定額規(guī)范等方面知識(shí)的學(xué)習(xí)，或是對(duì)土木工程施工工藝等有更好的了解[5]。

3.6 應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行改革

在以往的土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的主題大多是房屋建造類的設(shè)計(jì)，如對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)等，其主要流程是，首先由教師向?qū)W生提供工程概況和其他的資料信息，學(xué)生通過這些資料信息，并在教師的指導(dǎo)下，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)參數(shù)，最終對(duì)圖紙進(jìn)行完整設(shè)計(jì)。盡管這一設(shè)計(jì)過程較為完善，但卻難免千篇一律，創(chuàng)新型不足。為此，教師可利用BIM研發(fā)企業(yè)推出相應(yīng)比賽的契機(jī)，鼓勵(lì)學(xué)生將自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)作品投入到比賽當(dāng)中，并對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)作品不斷優(yōu)化創(chuàng)新，以取得更好的成績(jī)，這不僅能夠加深學(xué)生對(duì)BIM技術(shù)的理解與應(yīng)用，同時(shí)也有助于學(xué)生專業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提高。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來看，隨著BIM技術(shù)在土木工程行業(yè)內(nèi)的進(jìn)一步深入應(yīng)用，土木工程行業(yè)對(duì)于專業(yè)應(yīng)用型人才的需求缺口也在逐漸擴(kuò)大，由此，針對(duì)當(dāng)前的土木工程專業(yè)教學(xué)進(jìn)行改革已是大勢(shì)所趨。這就需要積極采取措施，充分將BIM技術(shù)融入土木工程專業(yè)的所有教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中，有效解決當(dāng)前教學(xué)工作中的不足之處，提升教學(xué)效果，以提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，從而提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和高校的土木工程專業(yè)建設(shè)水平。