基于BIM案例的橋梁工程課程設計教學改革

田紅衛

摘要：當前，信息技術發展迅猛，如何讓學生既學好土木工程傳統的基礎理論及專業知識，又讓學生緊跟時代，把握當前土木工程專業發展的主流，BIM技術是一個很好的選擇。如何更好地開展BIM教育教學改革，提升學生應用BIM技術的能力，值得繼續深入研究。

關鍵詞：基于;BIM案例;橋梁工程;課程設計教學;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，能夠清晰地展現構筑物整體結構以及內部構造，使學生潛移默化中形成構筑物的空間結構，增加學生感官認識，提升其對構筑物識讀質量和效率;更清晰地了解構筑物的幾何、材料和邏輯信息等，不但提升了教學效果，還可增強了學生運用知識解決實際問題的能力。通過教學改革，一方面可激發學生的主觀能動性，改善教學實踐效果;另一方面，也可培養學生的空間想象力和邏輯思維能力。

一、BIM技術發展現狀

BIM（BuildingInformationModeling）的全稱為“建筑信息模型”，是以一定的參數化方式，通過數據描述建筑并記錄相應的信息。BIM是數字技術在建筑工程全壽命周期管理中的直接應用，以解決建筑工程在立項、設計、施工、運營及維護中模型與信息共享問題。作為建筑行業一場技術革命，BIM技術在我國得到了廣泛推廣。BIM技術不再局限于某一階段、某一主體、某一軟件，是一種全新理念。住房和城鄉建設部為適應BIM技術的發展，先后出臺了《2011～2015年建筑業信息化發展綱要》和《2016～2020年建筑業信息化發展綱要》，指出勘察設計類企業、施工類企業要加快BIM、GIS、3S等技術在建筑業的普及應用，明確了BIM技術作為建筑業發展的目標與方向。各省市先后制定了本地區的BIM發展綱要，成立國家和區域性的BIM發展聯盟。工信部與圖像圖形學學會等推出了BIM全國職業等級考試，以促進BIM人才的培養。許多高校和建筑企業也相繼成立了BIM研究所和BIM研究中心。

二、課程教學實踐現狀

“圖紙是工程師的語言”，識讀施工圖是工程技術人員必備的基本技術，識讀能力反映了對施工圖理解和實施的水平?！笆姓こ套R圖”課程以市政工程項目為載體，進行識讀訓練，通過訓練學好該課程，為后續課程學習打下良好基礎。施工圖的基本識讀能力，即掌握施工圖的基本知識，能正確識讀構筑物圖紙，理解設計意圖，并能對施工圖進行校對審核，從中發現圖紙的問題?！笆姓こ套R圖”課程為成都大學建筑與土木工程學院工程造價系必修課，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部分內容，其授課圖紙主要采用AutoCAD施工圖紙。在課堂教學過程中存在以下不足：學習市政工程中構筑物，比如橋面和橋墩配筋識圖要求學生有較強的邏輯思維能力、理解能力以及分析能力，現授課素材為二維的CAD圖紙，需要同學結合構筑物圖紙的立面圖、平面圖和側面圖通過空間想象構建實體模型。經實踐教學及調查發現，學生對構筑物內部構造難以想象理解，導致學生對課堂學習缺乏積極性，部分甚至存在抵觸心理;教師面臨繁重的教學任務，僅憑構筑物二維CAD圖紙難以解說構筑物的內部構造及鋼筋分布及配置。因此，為了改善現有教學困境，借鑒其他相關專業課程的教學改革，在該課程教學中引用三維BIM技術就顯得尤為必要。

三、基于BIM案例的橋梁工程課程設計教學改革

3.1內容

道路橋梁工程技術服務于道路工程建設領域，包括路基路面施工、橋梁施工、隧道施工及相關附屬工程施工等，涉及涉及、施工、監理、造價、第三方技術服務等多個專業領域，覆蓋整個項目施工周期，對專業人才綜合素質提出了較高要求?；谏鲜瞿繕藢?，豐富道路橋梁工程技術專業課程體系建構，實現與企業行業崗位需求的完美對接，聚合有力元素支持，助力學生全面發展。具體而言，完整的道路橋梁技術專業課程體系建設，應當依據學科特性，結合育人目標導向，有機整合理論課程與實踐課程資源，科學引導行業企業的協同參與，以此來保證教學的針對性、實用性和先進性。在此過程中，高校要加強與對口企業之間的溝通，牢牢把握育人方向的同時，從中吸收有效實踐資源，與既有理論課程形成互補，組織展開多樣活動，更好地迎合學生認知成長規律，達成育人目標。另外，人類在進步、科技在發展，道路橋梁工程技術專業的知識點亦是不斷更新，要善于借力企業關注行業前沿動態，匯入先進成果，開發校本化課程體系，以提升學生的崗位適應能力

3.2教學方式

鋼結構課程是理論（包括構造）與實踐并重的課程，二者之間是相輔相成、相互支撐的，理論內容的最終目的是應用于實踐，但在教學過程中實踐的認知有利于理論知識的學習與掌握?；诖?，作者認為，在鋼結構課程教學中，理論內容仍然是重中之重，比如構件的穩定、強度等相關理論及設計方法，是學生必須理解掌握的過程，對這部分內容中的高階部分，考慮學生進一步學習的可能，可以不要求掌握，但應知其所以然。工程實踐部分在鋼結構教學過程中應為理論知識做好服務，這應體現在兩個方面：（1）工程認知，便于理論知識的理解、學習;（2）工程設計，作為理論知識的最終應用。從這里也可看出，鋼結構內容最重要的部分仍然是理論的掌握和運用。因此，在教學過程中，仍然以理論知識講解為主，便于理論知識學習掌握，為相應理論部分提供工程認知;設置課程設計教學環節，為理論知識運用提供工程背景;在各章節教學內容結束后，布置相應作業鞏固學生所學知識。

3.3BIM的主要特征，打造應用基礎

BIM具有模型可視化、作業可協調性、對象可模擬性及標準可轉化性等主要特征，其可通過數字化形式無形地傳遞系統化的數據方案，并關聯實體對象，實現全生命周期的數據共享，協同作業，如圖2所示。具體表現如下：①模型可視化。通過BIM的運用可實現項目全過程的可視化，不僅可在圖紙設計中，還可在施工運維等不同階段均做到模型的可視化，使項目在信息的傳遞過程數據、信息可視，為建筑類等項目助力。②作業可協調性。BIM具有協調功能，可以產生統一的協作意見并實時將信息傳給各方，實現設計方、施工方、運維方協同處理，并記錄協同處理進度和結果，方便各方跟進、確認。當構筑物部件與部件之間發生碰撞時，具備協同修改作用。③對象可模擬性。通過BIM對需建設的構筑物進行不同維度的模擬，根據模擬效果可知曉構筑物自身擬存在的問題以及待修改的內容。另外，可對不同生命周期的活動（施工、檢測、招投標及計量等）作出模擬，進一步達到推進項目開展，促進項目成本節省等作用。

結束語：

當前，信息技術發展迅猛，如何讓學生既學好土木工程傳統的基礎理論及專業知識，又讓學生緊跟時代，把握當前土木工程專業發展的主流，BIM技術是一個很好的選擇。如何更好地開展BIM教育教學改革，提升學生應用BIM技術的能力，值得繼續深入研究。

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