基于BIM技术的《工程结构》课程教学改革研究

冯有良　葛翠萍　冯晓庆

【摘 要】本文先介绍工程结构教学现状，再结合BIM技术特点，解决如何在工程结构课堂教学、实践教学环节融入BIM技术。

【关键词】工程结构 BIM技术 教学改革

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.16.206

一、工程结构教学现状

工程结构是工程管理专业的学科基础与专业必修课程之一。其学习需要学生具备扎实的高等数学基础和工程力学等专业课程基础；加之教学内容多，课内学时较少，与工程实践密切相关等特点，目前该课程教学难以达到理想效果。

1.学生缺乏足够的工程实践机会，对工程结构体系感性认知不够。

工程结构课程一般安排在大学二年级下学期，学生主要学习了通识教育课程和专业基础课程，认识实习、生产实习等实践教学环节较少，对工程结构体系缺乏必要的感性认识。

2.课程内容涉及面广且内容较多，课内学时相对偏少。

工程结构教学内容基本概念多、计算公式多、系数符号多、构造要求多、教学环节多，且教学计划仅安排5个学分课时，给学生学习增加较大难度。

3.教师学生对该门课程的重视程度不够。

工程结构课程一般由土木工程教研室的结构工程专业教师教授，授课教师对工程管理专业特点和相关专业知识了解不多，很难结合专业特点因材施教。

二、BIM技术及其特点

BIM是Building Information Modeling（建筑信息模型）的英文缩写，是运用三维数字技术、集成构建工程项目各项相关信息的数据模型，是应用于设计、建造、运维、管理的数字化技术，具有以下特点。

1.可视化。

可视化即“所见所得”，将传统设计二维线条式构件转变为三位立体实物展现在相关者面前，同时同构件之间形成互动性和反馈性。

2.协调性。

协调性可以实现至少两个方面内容，一是工程项目各参与方或者利益相关者之间的协调；二是设计阶各个专业之间的碰撞检查及其他相关问题的协调。

3.模拟性。

在工程项目的设计阶段、招投标阶段、施工阶段、运维阶段均可实现各类模拟，例如设计阶段的日照模拟，招投标和施工阶段的4D虚拟施工。

4、优化性。

工程项目全寿命周期可实现不断优化，具体包括工程项目方案优化和特殊项目设计优化。

三、BIM技术在工程结构教学中的应用

1.做好先修课程教学过程中BIM相关内容的植入。

目前，国内外能够实现BIM技术交互式教学的高校较少，大多数高校采用单一课程模式开设BIM课程[1]，此种模式教改效果并不理想。笔者认为应该在传统培养体系基础上，相关课程教学过程中植入BIM技术相关内容，循序渐进达到理想的教学目的。工程结构先修课程为工程管理概论、工程制图、房屋建筑学，在上述三门课程中依次植入BIM的发展与简介、2D设计与BIM设计、BIM软件与建模方法。确保学生掌握BIM基本理论，熟悉常用建模软件，能够构建简单的结构构件模型。

2.日常课堂教学环节注重BIM技术的运用。

工程结构课堂教学过程中，运用Revit软件构建模型、渲染、施工图出图、出明细表等基本操作，向学生教授碰撞检查、模型修改等内容。通过直观三维构件模型，能够更加清晰的表现整体结构及构件之间的关系；通过族中参数可以让学生清楚的知道构件几何信息、材料信息和逻辑信息。以钢筋混凝土结构课堂教学为例，通过Revit软件构建梁、柱模型，能够直观具体的表现构件尺寸、混凝土标号、钢筋种类、钢筋数量、钢筋位置等。这样一来教学效果就会好很多，并且学生会在潜移默化中形成结构的空间概念。

3.实践教学环节加大相关软件应用力度。

每次实验操作之前，通过软件模拟可以使得学生更好的掌握实验要领，可以更加具体的知道所需实验材料的种类、数量，可以更加明确的掌握整个实验流程，最终提升实验教学效果。工程结构课程设计一般选择单层工业厂房设计或者单向板肋梁楼盖设计，这两个设计选题均可运用Revit等建模软件进行辅助设计。以单向板肋梁楼盖为例，可以要求学生通过运用Revit软件布置楼盖结构。通过建模使得学生更好的认知板、次梁、主梁等构件的相对位置关系及荷载的传递路线，明确各个构件中的钢筋哪些是计算配筋，哪些是构造配筋，并且可以直观的看到各种类型钢筋的位置和数量。

四、结语

BIM技术在工程建设领域中的广泛应用已经成为不可阻挡的趋势，作为教育者而言，积极思考相关课程和本专业怎样推动或适应建筑业BIM的发展，克服BIM教学改革困难势在必行。

【课题来源：潍坊学院课题 课题类别：教学改革研究项目 课题编号：2016XJ015 课题名称：工程管理专业实践教学模式及运行机制创新研究 】

论文说明：本文是2016年潍坊学院教学改革研究项目“高校实践教学模式及运行机制创新研究”的阶段性研究成果。

参考文献

[1]张尚，任宏，Albert P.C. Chan. BIM的工程管理教学改革问题研究（一）[J].建筑經济，2015， 36（1）：113-116.

[2]张尚，任宏，Albert P.C. Chan. BIM的工程管理教学改革问题研究（二）[J].建筑经济，2015， 36（2）：92-96.