基于BIM案例的橋梁工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革

田紅衛(wèi)

摘要：當(dāng)前，信息技術(shù)發(fā)展迅猛，如何讓學(xué)生既學(xué)好土木工程傳統(tǒng)的基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識，又讓學(xué)生緊跟時(shí)代，把握當(dāng)前土木工程專業(yè)發(fā)展的主流，BIM技術(shù)是一個(gè)很好的選擇。如何更好地開展BIM教育教學(xué)改革，提升學(xué)生應(yīng)用BIM技術(shù)的能力，值得繼續(xù)深入研究。

關(guān)鍵詞：基于;BIM案例;橋梁工程;課程設(shè)計(jì)教學(xué);改革

引言

市政工程識圖”是一門比較抽象難教的課程，在課程中融入BIM三維可視化模型，能夠清晰地展現(xiàn)構(gòu)筑物整體結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部構(gòu)造，使學(xué)生潛移默化中形成構(gòu)筑物的空間結(jié)構(gòu)，增加學(xué)生感官認(rèn)識，提升其對構(gòu)筑物識讀質(zhì)量和效率;更清晰地了解構(gòu)筑物的幾何、材料和邏輯信息等，不但提升了教學(xué)效果，還可增強(qiáng)了學(xué)生運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。通過教學(xué)改革，一方面可激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，改善教學(xué)實(shí)踐效果;另一方面，也可培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和邏輯思維能力。

一、BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

BIM（BuildingInformationModeling）的全稱為“建筑信息模型”，是以一定的參數(shù)化方式，通過數(shù)據(jù)描述建筑并記錄相應(yīng)的信息。BIM是數(shù)字技術(shù)在建筑工程全壽命周期管理中的直接應(yīng)用，以解決建筑工程在立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營及維護(hù)中模型與信息共享問題。作為建筑行業(yè)一場技術(shù)革命，BIM技術(shù)在我國得到了廣泛推廣。BIM技術(shù)不再局限于某一階段、某一主體、某一軟件，是一種全新理念。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部為適應(yīng)BIM技術(shù)的發(fā)展，先后出臺了《2011～2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》和《2016～2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，指出勘察設(shè)計(jì)類企業(yè)、施工類企業(yè)要加快BIM、GIS、3S等技術(shù)在建筑業(yè)的普及應(yīng)用，明確了BIM技術(shù)作為建筑業(yè)發(fā)展的目標(biāo)與方向。各省市先后制定了本地區(qū)的BIM發(fā)展綱要，成立國家和區(qū)域性的BIM發(fā)展聯(lián)盟。工信部與圖像圖形學(xué)學(xué)會(huì)等推出了BIM全國職業(yè)等級考試，以促進(jìn)BIM人才的培養(yǎng)。許多高校和建筑企業(yè)也相繼成立了BIM研究所和BIM研究中心。

二、課程教學(xué)實(shí)踐現(xiàn)狀

“圖紙是工程師的語言”，識讀施工圖是工程技術(shù)人員必備的基本技術(shù)，識讀能力反映了對施工圖理解和實(shí)施的水平?！笆姓こ套R圖”課程以市政工程項(xiàng)目為載體，進(jìn)行識讀訓(xùn)練，通過訓(xùn)練學(xué)好該課程，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。施工圖的基本識讀能力，即掌握施工圖的基本知識，能正確識讀構(gòu)筑物圖紙，理解設(shè)計(jì)意圖，并能對施工圖進(jìn)行校對審核，從中發(fā)現(xiàn)圖紙的問題。“市政工程識圖”課程為成都大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院工程造價(jià)系必修課，主要包括給排水工程識圖、道路工程識圖、橋梁工程識圖、隧道工程識圖及城市軌道交通識圖5部分內(nèi)容，其授課圖紙主要采用AutoCAD施工圖紙。在課堂教學(xué)過程中存在以下不足：學(xué)習(xí)市政工程中構(gòu)筑物，比如橋面和橋墩配筋識圖要求學(xué)生有較強(qiáng)的邏輯思維能力、理解能力以及分析能力，現(xiàn)授課素材為二維的CAD圖紙，需要同學(xué)結(jié)合構(gòu)筑物圖紙的立面圖、平面圖和側(cè)面圖通過空間想象構(gòu)建實(shí)體模型。經(jīng)實(shí)踐教學(xué)及調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對構(gòu)筑物內(nèi)部構(gòu)造難以想象理解，導(dǎo)致學(xué)生對課堂學(xué)習(xí)缺乏積極性，部分甚至存在抵觸心理;教師面臨繁重的教學(xué)任務(wù)，僅憑構(gòu)筑物二維CAD圖紙難以解說構(gòu)筑物的內(nèi)部構(gòu)造及鋼筋分布及配置。因此，為了改善現(xiàn)有教學(xué)困境，借鑒其他相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)改革，在該課程教學(xué)中引用三維BIM技術(shù)就顯得尤為必要。

三、基于BIM案例的橋梁工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革

3.1內(nèi)容

道路橋梁工程技術(shù)服務(wù)于道路工程建設(shè)領(lǐng)域，包括路基路面施工、橋梁施工、隧道施工及相關(guān)附屬工程施工等，涉及涉及、施工、監(jiān)理、造價(jià)、第三方技術(shù)服務(wù)等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，覆蓋整個(gè)項(xiàng)目施工周期，對專業(yè)人才綜合素質(zhì)提出了較高要求?；谏鲜瞿繕?biāo)導(dǎo)向，豐富道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)課程體系建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)行業(yè)崗位需求的完美對接，聚合有力元素支持，助力學(xué)生全面發(fā)展。具體而言，完整的道路橋梁技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)學(xué)科特性，結(jié)合育人目標(biāo)導(dǎo)向，有機(jī)整合理論課程與實(shí)踐課程資源，科學(xué)引導(dǎo)行業(yè)企業(yè)的協(xié)同參與，以此來保證教學(xué)的針對性、實(shí)用性和先進(jìn)性。在此過程中，高校要加強(qiáng)與對口企業(yè)之間的溝通，牢牢把握育人方向的同時(shí)，從中吸收有效實(shí)踐資源，與既有理論課程形成互補(bǔ)，組織展開多樣活動(dòng)，更好地迎合學(xué)生認(rèn)知成長規(guī)律，達(dá)成育人目標(biāo)。另外，人類在進(jìn)步、科技在發(fā)展，道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)的知識點(diǎn)亦是不斷更新，要善于借力企業(yè)關(guān)注行業(yè)前沿動(dòng)態(tài)，匯入先進(jìn)成果，開發(fā)校本化課程體系，以提升學(xué)生的崗位適應(yīng)能力

3.2教學(xué)方式

鋼結(jié)構(gòu)課程是理論（包括構(gòu)造）與實(shí)踐并重的課程，二者之間是相輔相成、相互支撐的，理論內(nèi)容的最終目的是應(yīng)用于實(shí)踐，但在教學(xué)過程中實(shí)踐的認(rèn)知有利于理論知識的學(xué)習(xí)與掌握?；诖?，作者認(rèn)為，在鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中，理論內(nèi)容仍然是重中之重，比如構(gòu)件的穩(wěn)定、強(qiáng)度等相關(guān)理論及設(shè)計(jì)方法，是學(xué)生必須理解掌握的過程，對這部分內(nèi)容中的高階部分，考慮學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的可能，可以不要求掌握，但應(yīng)知其所以然。工程實(shí)踐部分在鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)過程中應(yīng)為理論知識做好服務(wù)，這應(yīng)體現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）工程認(rèn)知，便于理論知識的理解、學(xué)習(xí);（2）工程設(shè)計(jì)，作為理論知識的最終應(yīng)用。從這里也可看出，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)容最重要的部分仍然是理論的掌握和運(yùn)用。因此，在教學(xué)過程中，仍然以理論知識講解為主，便于理論知識學(xué)習(xí)掌握，為相應(yīng)理論部分提供工程認(rèn)知;設(shè)置課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，為理論知識運(yùn)用提供工程背景;在各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，布置相應(yīng)作業(yè)鞏固學(xué)生所學(xué)知識。

3.3BIM的主要特征，打造應(yīng)用基礎(chǔ)

BIM具有模型可視化、作業(yè)可協(xié)調(diào)性、對象可模擬性及標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)化性等主要特征，其可通過數(shù)字化形式無形地傳遞系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)方案，并關(guān)聯(lián)實(shí)體對象，實(shí)現(xiàn)全生命周期的數(shù)據(jù)共享，協(xié)同作業(yè)，如圖2所示。具體表現(xiàn)如下：①模型可視化。通過BIM的運(yùn)用可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全過程的可視化，不僅可在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，還可在施工運(yùn)維等不同階段均做到模型的可視化，使項(xiàng)目在信息的傳遞過程數(shù)據(jù)、信息可視，為建筑類等項(xiàng)目助力。②作業(yè)可協(xié)調(diào)性。BIM具有協(xié)調(diào)功能，可以產(chǎn)生統(tǒng)一的協(xié)作意見并實(shí)時(shí)將信息傳給各方，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方、施工方、運(yùn)維方協(xié)同處理，并記錄協(xié)同處理進(jìn)度和結(jié)果，方便各方跟進(jìn)、確認(rèn)。當(dāng)構(gòu)筑物部件與部件之間發(fā)生碰撞時(shí)，具備協(xié)同修改作用。③對象可模擬性。通過BIM對需建設(shè)的構(gòu)筑物進(jìn)行不同維度的模擬，根據(jù)模擬效果可知曉構(gòu)筑物自身擬存在的問題以及待修改的內(nèi)容。另外，可對不同生命周期的活動(dòng)（施工、檢測、招投標(biāo)及計(jì)量等）作出模擬，進(jìn)一步達(dá)到推進(jìn)項(xiàng)目開展，促進(jìn)項(xiàng)目成本節(jié)省等作用。

結(jié)束語：

當(dāng)前，信息技術(shù)發(fā)展迅猛，如何讓學(xué)生既學(xué)好土木工程傳統(tǒng)的基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識，又讓學(xué)生緊跟時(shí)代，把握當(dāng)前土木工程專業(yè)發(fā)展的主流，BIM技術(shù)是一個(gè)很好的選擇。如何更好地開展BIM教育教學(xué)改革，提升學(xué)生應(yīng)用BIM技術(shù)的能力，值得繼續(xù)深入研究。

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