橋梁施工課程教學改革中BIM技術的應用研究

田曼麗 劉波洲 江愛軍

摘 ?要：橋梁施工課程作為高職院校最重要的一門專業課程，專業實踐性較強，涉及的知識面較廣，專業知識內容比較多樣化，因此，給教師的教學和學生的學習帶來了很大的難度，為此，教師要充分利用BIM技術的應用優勢，實現橋梁施工課程教學的改革和創新。本文分析了BIM技術應用于橋梁施工課程教學的優勢，研究了傳統橋梁施工課程教學存在問題，探討了BIM技術在橋梁施工課程教學改革中的應用策略。希望通過這次研究，為高校相關教育工作者提供有效的參考。

關鍵詞：橋梁施工課程 ?教學改革 ?BIM技術 ?應用

中圖分類號：G642 ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-1578（2020）03-0045-02

BIM技術是建筑信息模型的簡稱，因該技術具有具有可視化、協調性、模擬性、優化性等顯著特征，因此，被廣泛地應用到橋梁施工課程教學中，并取得了高校相關教育工作者的一致好評，最近幾年，隨著BIM技術的不斷發展，社會需要更多的BIM項目管理人才參與到經濟建設中，因此，對于橋梁工程專業來說，傳統的教學模式已經無法滿足社會經濟發展的需求，教師在橋梁施工課程教學過程中，要重視對BIM技術的應用，只有這樣，才能實現教學模式的改革和創新，從而最大限度的提高橋梁施工課程教學的質量和效率，以保證高校教育事業能夠朝著積極、穩定、健康、可持續的方向發展。

1 ? BIM技術應用于橋梁施工課程教學的優勢

1.1 技術先進

BIM技術具有以下顯著特征，分別是可視化、協調性、模擬性、優化性、等，因此，該技術非常先進。隨著BIM技術在橋梁施工中的不斷推廣和普及，目前，有大量的施工企業開始加大了對BIM技術培訓力度，并將BIM技術更好的應用到實際的橋梁施工中，除此之外，由于BIM技術具有較高的先進性[3]，高校也將BIM技術應用到了橋梁施工課程教學中，這樣一來，不僅有效的激發了學生學習的積極性、主動性和自發性，而且有利于更加全面、清晰的演示橋梁的設計與施工整個過程，從而極大的提高了學生對相關知識的學習效果。比如，教師在橋梁施工課程教學過程中通過利用BIM技術對橋梁工程進行設計和建模，并為學生可視化展示橋梁的三維建模過程，從而有利于學生全面的觀察和理解橋梁構件的細節內容。

1.2 培養專業對口的技術人才

隨著我國信息技術的不斷發展和進步，社會需要大量的BIM技術應用型人才，為此，對高校的橋梁施工課程教學提出了更高的要求[4]，要求高校教師結合施工企業的發展需求，培養出既精通BIM技術有精通專業知識的全面性人才。因此，教師在橋梁施工課程教學過程中要將BIM技術融入到實際的教學工作中，這樣一來，在培養學生專業技能的同時，也能促進學生熟練的掌握BIM技術，使學生在未來的工作中能夠更好的運用BIM技術，從而培養出符合社會發展需求的BIM技術人才，不斷的提高學生核心競爭力。

1.3 提高學校競爭力

通過將BIM技術與高校橋梁施工課程教學進行有效的結合，一方面，實現了高校教學模式的改革和創新;另一方面，有利于高校緊跟時代發展的步伐，為了社會培養出高能力、高素質、高水平的BIM技術人才，從而實現學校核心競爭力的全面提高。

2 ? 傳統橋梁施工課程教學存在問題

部分高校在開展橋梁施工課程教學工作的過程中，仍然采用傳統的教學模式，導致課堂教學出現了一系列的問題，嚴重影響了 學生的學習效率和效果，以下是這些問題的詳細介紹。

2.1 識圖費時費力

識圖是橋梁施工課程教學的重要內容，在傳統教學模式下，學生在對橋梁工程進行設計的過程中，需要采用傳統的識圖方式，完成對橋梁各個結構圖的設計，并最終形成一套完整的設計圖，這種識圖方式費時費力[1]，且無法有效的檢驗圖紙設計的準確性和合理性，此外，學生無法有效的控制橋梁外觀整體設計風格。另外，橋梁施工課程還涉及了橋梁施工技術的相關知識，因此，教師在橋梁施工課程教學過程中需要組織學生完成施工方案的設計，此時，如果采用以上傳統識圖的方式，為后期調整施工方案帶來了一系列的繁瑣流程。

2.2 可視性較差

教師在橋梁施工課程教學過程中，由于橋梁施工過程比較復雜，學生很難接觸和了解橋梁的整個設計和構建過程，又加上傳統的教學模式展示的橋梁設計圖，可視性較差，導致學生無法有效的理解有關橋梁三維實體平面圖紙的真實繪圖效果[2]，這樣一來，不利于學生有效的培養學生三維空間想象力。因此，傳統教學方式無法提高學生對橋梁施工過程的深層認識。除此之外，在傳統教學模式下，學生在對橋梁進行設計的過程中，一旦改變了設計方案的部分內容，將會嚴重影響橋梁工程的整個設計效果，同時，還增加了設計圖處理難度。

2.3 適應性較差

在傳統教學模式下，橋梁施工課程教學涉及了大量的配套圖紙，每一套設計圖只能適用于特定的橋梁施工設計，這樣一來，一方面，導致后期的橋梁結構設計無法繼續使用，需要重復設計新的橋梁結構圖，另一方面，極大地降低了設計圖的適應性，從而嚴重影響了學生橋梁施工設計能力的提高，除此之外，由于橋梁施工設計圖的適應性比較差，學生需要根據特定的場景重新設計，教師需要對學生的設計作品重新檢查和修改，整個過程過于繁瑣，容易出現一系列問題，無法達到理想的教學效果。

3 ? BIM技術在橋梁施工課程教學改革中的應用策略

為了充分的發揮BIM技術的應用優勢，實現橋梁施工課程教學的改革和創新，現提出一系列行之有效的策略，策略具體內容如下。

3.1 建立橋梁BIM教學體系

為了充分的發揮出BIM技術的應用優勢，高校在開展橋梁施工課程教學工作過程中，要根據本科和研究生實際的教學需求，建立系統、全面的BIM教學體系。對于本科生來說，教師首先要對大一新生進行BIM技術相關知識的培訓和講解，從而讓大一新生對BIM技術有一個初步的了解，其次，教師根據橋梁施工課程教學目標，將BIM技術知識與橋梁施工課程知識進行充分的融合[5]，從而更好地體現出BIM技術在橋梁施工中的具體應用，讓學生在學習橋梁施工課程的同時，也能對BIM技術的應用有一個初步的了解和掌握;除此之外，對于在研究生來說，教師要在充分考慮不同研究生在研究內容和研究方向的差異性，通過采用產學研相結合的方式，對研究生進行針對性的培養，確保他們能對BIM技術有更好的研究成果，從而最大限度的提高橋梁工程研究型人才的培養質量。由此可見，通過科學合理的建立橋梁BIM教學體系，一方面有利于提高學生熟練應用BIM技術的能力，另一方面，為有效的培養學生的創新思維提供了有力的保障。

3.2 橋梁工程結構設計

為了讓學生充分了解和掌握BIM技術在橋梁施工課程中的應用內容，提高學生橋梁工程結構設計水平，教師在實際的橋梁施工課程教學過程中，要對BIM技術相關知識進行針對性的試講。首先，要選出施工單位經常用到的軟件，例如：madia和Revit，并采用多媒體的教學方式，將這些軟件的使用方法以視頻播放的形式展現給學生，讓學生在觀看視頻中，對軟件的使用方法有大致的認識和了解;其次，教師采用模擬演示的方式，向學生展示三維建模與虛擬施工的整個過程[6]，同時，學生也可以將自己的建模成果演示并分享給其他學生，從而讓學生在演示中，獲得成就感和認可感，從而有效的激發學生學習BIM技術的積極性、主動性和自發性。再次，教師還要科學合理引導學生利用BIM技術實現對橋梁工程空間模型的構建，同時，還要引導學生對空間三維數值進行準確計算，此外，教師還要為學生講解設計橋梁主體結構時需要注意的事項，從而確保學生能夠順利的設計出橋梁的主體結構，最后，教師還要根據教學目標，引導學生對應力應變進行科學的分析。另外，為了有效提高教學演示效果，還要對構建的橋梁相關模型進行截圖，如圖1所示，并將截圖后的橋梁模型以PPT的方式展示給學生，從而加深學生所學知識的認識和理解。

3.3 橋梁工程施工

為了將BIM技術更好的應用到橋梁工程的施工中，教師可以充分利用BIM虛擬現實技術，采用模擬橋梁施工情景的方式，開展橋梁施工課程教學工作，從而極大的提高教學效率和效果。首先，采用模擬教學的方式，借助虛擬現實系統這一工具，對橋梁施工的整個過程進行現場模擬[7]，從而有效的應用了橋梁施工技術與BIM技術有機結合的新型教學模式，進而更好的實現了橋梁施工課程教學手段的改革和創新。由此可見，教師通過讓學生參與施工建模、施工計算和現場感知等各個教學活動中，一方面有利于有效的培養了學生的思維能力和創新能力;另一方面有利于學生更好的體驗和學習橋梁施工相關內容，從而最大限度地提高自身應用BIM技術的能力。此外，教師在實際的橋梁施工課程教學過程中，還要將BIM技術充分的融入到橋梁建模中，然后，采用多媒體的方式，演示橋梁虛擬仿真施工的整個過程，橋梁施工過程動畫展示圖如圖2所示。因此，教學通過采用虛擬仿真的方式，讓學生在觀察橋梁施工所有流程的過程中，有利于學生進一步加深對橋梁施工理論知識的理解，同時，對橋梁程施工相關問題也有了更深層次的認識和理解。

3.4 橋梁BIM技術應用培訓

為了進一步的提高學生學習橋梁BIM技術的效率和效果，教師要重視對橋梁BIM技術應用培訓工作的開展。首先，教師鼓勵那些對BIM技術有興趣的學生積極參與到橋梁BIM技術應用培訓環節中，這樣確保學生是帶著興趣參與培訓的，其次，要從最基本的BIM技術知識入手，如CAD制圖學習[8]，教師要引導學生操作相關Revit軟件，并訓練學生的基本建模能力，同時，為了培養學生的實際工程項目的開發能力，教師還要把真實的科研項目帶入到培訓課程中，讓學生積極地參與到這些項目中，讓學生在真實的科研項目中培養自身的實踐能力。除此之外，為了讓學生熟練地掌握橋梁模型的構建，教師還要針對橋梁相關知識的教學需求，引導學生學習CADIA軟件、MIDAS軟件和ANSYS軟件等建模軟件的使用方法[9]，從而不斷提高學生的橋梁結構建模能力。最后，教師可以讓學生參與到實際工程的設計中，學生根據教師的科研項目，在有效配合施工企業的基礎上，將BIM技術更好地應用到實際工程的施工中，此外，高校還可以為學生舉辦BIM技術技能大賽，讓學生在技能大賽得到比賽中，不斷提高自身的橋梁建模能力、解決橋梁工程問題的能力，從而有效地訓練學生的創新思維和實踐操作能力。

4 ? 結語

綜上所述，加強BIM技術的應用對有效實現高校橋梁施工課程教學改革和創新具有非常重要的現實意義，因此，要想從根本上提高BIM技術的應用水平，更好的橋梁建設工作的有效開展，高校教師必須從以下幾個方面入手，一方面，要建立橋梁BIM教學體系，確保教學體系的完整性和系統性;另一方面還要加強對橋梁工程結構的設計和橋梁工程的施工;除此之外，還要重視對橋梁BIM技術應用培訓工作的開展，只有這樣，才能充分的發揮出BIM技術的應用優勢，從而最大限度地提高橋梁施工課程教學的質量和效率，為更好地培養出橋梁工程優秀技術人才打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 曾紹武，蔣平江，羅建華.基于BIM技術的橋梁施工課程教學改革探索[J].石家莊鐵路職業技術學院學報，2018，59（04）：89-94.

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[3] 李立功，牛麗娟，張裕超，BIM模型在橋梁施工中的應用研究[J].中國錳業，2019，37（01）：103-106.

[4] 彭以舟，汪芳芳.BIM技術在道路橋梁工程實踐課程中的應用[J].實驗技術與管理，2017（11）.

[5] 李維維.BIM技術在高職院校道路橋梁工程專業實踐課程中的應用[J].黑龍江科學，2018（1）：140-141.

[6] 唐咸遠，廖羚.新工科背景下高新技術在橋梁施工課程教學改革中的應用[J].教育現代化，2019，6（27）：154-157.

[7] 程建華.BIM技術在橋梁施工中的應用研究[J].山西建筑，2017（13）：197-199.

[8] 丁鵬.BIM技術在橋梁施工中的應用研究[J].黑龍江交通科技，2018.

[9] 王鳳國.BIM技術在橋梁工程施工中的應用研究[J].科技風，2018，366（34）：109.

作者簡介：田曼麗（1989-），漢，女，江蘇徐州人，碩士，講師，研究方向：BIM技術應用和材料學。