建筑施工技术教学中BIM技术的有效运用分析

朱金海

【摘 要】本文分析BIM技术在建筑施工技术教学中的应用，BIM技术能对施工过程进行模拟，有利于使抽象知识变得具体化，更易于学生理解。

【关键词】BIM技术 建筑施工技术 教学

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）01C-0150-02

建筑施工技术是建筑工程专业必修课程，具有实践要求高、专业性强、内容多等特征，该课程教学要求理论联系实际，然而在实际教学过程中，部分教师单纯注重讲解理论知识，忽略了实践，导致学生对施工中涉及的各项流程难以理解，仍然无法掌握建筑施工技能。因此，教师必须转变教学模式，重视理论与实践结合，在教学过程中可引入BIM技术，该技术能模拟建筑施工过程，有助于激发学生学习兴趣，使学生从中掌握施工技巧。

一、BIM技术概述

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的缩写，它具备动态仿真、信息处理能力，在建筑专业课程教学中应用价值较高。BIM技术可使书面信息变成立体施工场景，防止出现理论与实际操作脱节现象，该技术应用能使建筑工程集成化程度提升，促使其生产方式发生变化，提高施工效率与质量。

BIM技术源于美国，它能分析建筑结构构件及其所在位置是否合理，便于提前发现建筑施工设计问题所在，及时调整设计方案，防止出现设备安装难、结构开孔等现象。该技术能通过计算机软件达到虚拟施工目的，直观把控施工过程，可重复操作，不存在风险性、破坏性，能将施工安全隐患消除，防止发生安全事故，同时便于施工团队调整施工进度，降低成本。虚拟施工能模拟各种类型的施工环境，例如生活区域、办公区域、道路施工等，便于施工人员按照施工规范、动态图纸完成整个施工过程，避免出现质量问题。

二、建筑施工技术教学过程中存在的问题

建筑施工技术是建筑工程专业必修科目，是一门专业课程，所涉及知识点复杂、知识面广，具有较强实践性，且知识更新速度非常快。建筑物建设工作涉及内容较多，如混凝土结构、结构吊装、土方工程等，均属于建筑分项工程，所有工程项目需根据先后顺序完成，建筑施工技术也要按照施工顺序进行教学。目前，社会对建筑施工人才需求量较大，与此同时，人才竞争愈演愈烈，在这种情况下，社会对建筑人才提出了更严格要求，不仅需要建筑人才掌握施工技能，而且要具备创新能力，及时发现施工中存在的问题，并确保施工质量与安全。然而，从现阶段建筑施工技术教学情况上看，其中仍然存在一些问题。

（一）教学模式比较落后

我国多数高校仍然采用传统教学模式，主要以老师讲授课程内容，学生听课为主，虽然部分院校在教学过程中应用到多媒体技术向学生展示施工内容，但学生缺乏实践机会，对实际建筑工程接触少，因此，教学效果并不显著。在具体教学中，教育人员需引入工程实例，将学生作为教育主体，促使师生互动性增强，激发学生学习兴趣，便于其将施工方法掌握。

（二）缺乏实践机会

部分院校与施工单位建立了合作关系，为学生争取实践机会，不过实践机会有限，学生数量较多，施工实习无法满足学生需求。在实习时，学校主要按照班级为单位实习，一般以2-3周为实习期限，实践时间较短，学生并不能深入了解每个施工环节，无法将实践与理论结合。

（三）师资结构不合理

从院校师资结构上看，大部分为青年教师，缺乏施工实践经验，仅将施工技术理论知识掌握，教学内容设计与实际工程出现脱节，学生无法理解老师所讲内容。

三、BIM技术在建筑施工技术教学中的应用

（一）建筑识图中BIM技术的应用

建筑识图属于建筑施工技术中的基本内容，建筑院校对建筑识图教学非常重视，不过教学效果不够理想，原因在于教学项目与实际工程无法结合。部分院校使用二维形态施工图纸讲课，要求学生运用空间想象力将施工图纸与施工现场联系起来，然而学生想象力有限，尤其对初学者而言难度极大，导致学生对该课程缺乏学习积极性。

BIM技术能使平面施工图纸变成三维模型，重新设置建筑施工技术教学模式。首先，老师通过BIM技术，建立钢筋、土建模型，模型可任意切剖，或对旋转角度进行调整。其次，学生可按照三维角度解读建筑工程，并将其与二维图纸相结合，采用二维图纸与三维施工图对照模式进行学习，更易于理解所学内容。最后，老师可指导学生应用BIM技术建立三维施工模型，这实际上是一种模拟实践方式，有利于对学生图纸检验能力、识图能力进行培养与锻炼。

（二）施工技能学习中BIM技术的应用

施工技能学习是建筑施工技术的核心部分，从传统教学模式上看，大多首先由老师对理论知识（如施工技术、施工流程等）进行讲述，然后向学生播放建筑施工视频，使学生了解基本施工环节和内容。然而，施工视频内容并不完整，在这种情况下，教师只能运用PPT展示学习内容，不过施工中涉及的关键技术难以用语言表述。

BIM技术能融合数字三维建模、虚拟现实、BIM三种技术，可数字化模拟建筑建造过程，将施工顺序展现给学生，使学生明确建筑施工顺序，了解施工中的重点、难点，使学生犹如置身于施工现场，有利于激发其学习兴趣，提升建筑施工技能教学效果。

（三）土方工程施工中BIM技术的应用

土方工程施工学习难点在于计算土方工程量、明挖法施工流程等，老师要指导学生课前预习相关内容，包括地质勘探报告、工程概况等，然后引入问题，如：“土方工程包括哪几个施工环节？”通过提问引入接下来的学习内容，完成书本内容讲解后，老师可进行案例分析，于地图上指出工程位置，结合地质勘查报告、地形图，明确现场地层情况。当学生对工程性质有所了解后，老师需利用BIM技术模拟施工现场。

模擬施工现场流程：将工程信息导入Civi13D中，设置放坡曲面，使原始地形曲面、放坡曲面两者融合，获取三维效果、二维图纸。设置放坡场地，对放坡投影轮廓线进行绘制，完成放坡绘制操作后，利用对象查看器对放坡曲面进行观察，获取三维模拟效果。利用BIM技术虚拟建筑施工后，老师需布置课后作业，如要求学生采用不同方式对土方工程量进行计算，并对比计算结果准确度。

（四）混凝土工程施工中BIM技术的应用

所谓混凝土工程施工，就是指根据建筑施工要求，采用模板浇筑将混凝土、钢筋材料制作成各类构件的施工过程，具有工艺复杂、施工内容多等特点。在学习混凝土工程施工中，教师首先要把施工图导入BIM软件内，从而得到混凝土三维结构，并对其透明度进行调整，显露隐蔽钢筋，将各种钢筋构造展示出来，如门框墙、框架梁、框架柱等。学生可利用BIM技术观察钢筋节点构造情况，便于将钢筋混凝土施工环节与技巧掌握，将理论知识应用于建筑施工中。

（五）基坑施工中BIM技术的应用

基坑工程施工难度非常大，它涉及土力学稳定性、典型强度、支护结构等知识点，若单纯讲解理论知识，学生并无法理解透彻。基坑工程施工就是指锚杆、钢板桩、地下连续墙、土钉墙等支护方案施工，是建筑施工技术中的重要内容，实践性较强，采用BIM技术对学生进行基坑施工教学，有利于使学生更易于理解施工过程。

在上课之前，老师需将基坑施工图纸导入BIM软件内，对三维模型进行构建，向学生讲述各种基坑工程的适用条件以及结构类型。BIM技术能完成动画、渲染、建模等功能，便于师生从直观角度观察基坑施工环节。除此之外，老师还可对基坑支护形式进行更换，补充混凝土标号、土层容重等教学内容。基坑施工学习难度相对较大，教师在该课时上可能需要花费更多时间，在有条件情况下，可结合工程实践辅助教学。

建筑施工技术课程涉及内容广泛，在传统教学中，老师单纯讲述抽象理论知识，学生无法理解所讲内容，教学效果较差。BIM技术弥补了传统教学的不足，可模拟建筑施工过程，获取三维图像，使抽象知识更具体化，降低学习难度，有利于提高建筑施工技术教学质量与水平，使学生将施工技能掌握，为日后工作做准备。

【参考文献】

[1]刘占省，赵明，徐瑞龙.BIM技术在建筑设计、项目施工及管理中的应用[J].建筑技术开发，2013（3）

[2]翟越，李楠，艾晓芹，等.BIM技术在建筑施工安全管理中的应用研究[J].施工技术，2015（12）

（责编 丁 梦）