BIM技术优化工程类专业课程教学的实践研究

郭 涛 李鹏飞 郑显春

摘要：借助BIM技术的可视性、动态性、多专业协作等信息化优势，对工程类专业课程教学进行优化，建立多层次、相互衔接、科学系统的信息化教学体系。将BIM技术应用于土木工程专业类课程教学中的实践研究，以BIM模型为课件，实现课堂教学的连贯性、形象性学习，以BIM技术融合设计实现专业实践教学环节的完整性，能够取得良好的教学效果。

关键词：信息化教学;BIM技术;优化;土木工程

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）49-0260-02

一、我国工程类课程教学应用BIM技术的现状

目前，BIM技术作为一种新型的、成熟的工具，已经在一些复杂项目上得到成功的应用。BIM通过三维立体的直观展示，使工程专业的学生对理论的理解更加形象，利用BIM技术解决工程问题的能力得到加强，“学”与“用”得到更完整的结合，对工程类专业的教学将产生直接的优化作用。由此，将BIM技术作为信息化的工具融入高校课程改革，尤其是对各类工程专业中实践性强的专业课程改革更为迫切。国内研究偏重高校对BIM课程的建设、研究课程的设置、应用技术的选择、课程体系的管理等宏观方面，当然这些方面是应该要加强的。针对工程类专业的培养目标，应用BIM技术优化专业课程体系的研究并不多。我国高校目前在专业课程教学中对BIM技术的应用还不够普遍，尤其是多课程、多教学环节的连贯性应用很少。

二、BIM技术对工程类课程教学的优化作用

首先，工程专业要求理论与实践紧密结合。当前的培养方案中加强了对学生能力的培养，要求学生尽量在实际情境中学习，如果只能通过课堂来描述情境，教学目标即学生的应用创新能力培养很难达到预期的培果[1]。引入BIM技术的工程类专业课程教学，正是基于对学生的培养目标对教学内容、教学方法做出的改革。利用BIM技术的可視化、动态化、协调性、模拟性的特点，可以更好地促进教学目标的实现，也是未来培养实用型人才的需要。

同时，现代工程项目越来越复杂，传统的实践教学方式很难清楚、直观地呈现项目的实施和管理过程，学生完成任务也只能是简单甚至是落后的，学生对复杂项目的设计很难掌握。利用BIM技术的优化性和可出图性的优势，通过信息技术实现项目设计、实施、管理的全优化过程，能够增进学生对专业知识的理解和掌握，由此提升专业素质。结合BIM技术的课程教学，能够提供虚拟的优化环境、基于问题和项目的自主性学习方式，由此显著提高学生利用BIM技术解决实际工程中复杂问题的能力[2]。由此，以BIM技术融合工程类专业课程教学，借助信息化软件强大的数据功能，是优化专业教学的重要手段。推进BIM技术优化工程类专业课程教学和改革，具有重要的现实意义[3]。

三、BIM技术优化工程专业课程教学的实践研究——以土木工程专业为例

1.BIM技术优化土木工程专业课程教学的内涵。BIM技术要针对土木工程的专业课程体系进行全过程辅助优化，不能仅开设一门课程或在一个环节上实践就可以的。结合BIM系列软件中的BIM建筑建模软件、三维模型算量软件、BIM造价软件、施工全过程三维模拟软件、项目方案优化软件、动态施工进度控制软件、多专业施工碰撞检测软件等涉及专业环节实施的全优化功能，在土木工程专业各门课程的教学环节中应用BIM技术。引入BIM技术的土木类专业课程要引入实际项目为教学题目，更多地采用案例教学方法，实现项目的仿真设计、仿真施工、仿真造价控制、仿真进度计划编制等实践教学过程，能够显著增进学生对现实专业知识的理解，提高专业应用能力[4]。

2.应用BIM技术优化土木工程专业课程教学的实践过程。目前，相关专业方向的BIM入门课程是各大高校已经实现的，在专业课堂教学中，教师采用BIM建筑动态模型，可以实现建设阶段的全过程模拟。结合模型对课程的讲解，学生对理论与实践有更形象的认识。实践教学环节中，由指导教师带领学生采用BIM技术完成实际工程方案的设计、施工、管理，加强学生解决工程中复杂问题的能力。土木工程专业的课堂教学阶段，采用BIM系列软件Autodesk Revit、Tekla软件、Navisworks软件、广联达BIM软件结合课程建立分析模型进行理论内容的讲解，使学生更加形象地掌握专业内容。只要专业教师更加注重模型的一致性和教学的连贯性，BIM软件的应用就会大大优化课程体系，使学生高效、完整、贯通地掌握建筑由设计到竣工各阶段的专业知识。实践教学方面，土木工程专业学生所要掌握的设计环节较多，要以实际工程为研究对象，对于大型项目可以小组形式完成设计任务。根据不同设计任务，连贯地应用BIM软件对整个工程项目进行阶段性设计。指导教师要对学生的信息和BIM技术选择、理解、整合、表达和合理传播进行引导，充分调动学生利用BIM工具解决专业问题及优化工程设计方案的积极性。

四、应用BIM技术优化工程类专业课程教学的具体措施

1.构建融合BIM技术的专业教学课程体系。根据工程类人才培养目标，以应用创新能力培养为主线，将BIM技术作为教学工具引入课堂，以BIM建模为学生展示建设动态过程，对学生进行形象生动的教学。在实践课程方面，以实际工程项目为题目，应用BIM系列软件开展工程的设计和优化应用，形成涵盖各环节能力训练的BIM实践教学体系。

2.广泛参加各项实践活动，持续锻炼学生的BIM实践能力。由导师带领学生应用BIM技术对实际工程提供咨询、设计等实践性任务，为企业服务的同时锻炼学生的实践能力;对于专业研究能力强的学生，可以由导师带领参与到BIM技术实践的课题研究中;参加BIM技术设计竞赛、借助BIM技术开展创新创业活动等，对学生进行持续的锻炼和学习，产生良好的社会效益。

3.适应BIM技术教学的师资及教学环境的协同发展。对教师而言，一方面要熟悉BIM学科发展前沿。掌握BIM软件的使用方法;另一方面，必须具有与课程相关的工程实践经验，包括设计、施工、造价、工程管理等经验。对教学环境而言，必须配备BIM机房及实验室，对实际项目进行设计、施工和管理，让学生真正接触到工程实施过程中可能出现的复杂问题以及借助BIM技术的有效解决措施[4]。

五、结语

借助BIM技术优化工程类专业课程教学，建立多层次、相互衔接、科学系统的信息化教学体系，能够使学生更加形象、完整地学习并掌握专业知识，提升学生的实践能力尤其是解决复杂问题的能力。一系列以学生为主导，借助BIM技术的可视性、动态性、多专业协作等教学实践研究，提升了工程类专业教学中学生的参与度，持续锻炼学生的专业素养和实践能力，拓展了专业视野，使学生未来能够更好地服务行业发展，并取得良好的教学效果和社会效益。

参考文献：

[1]陈金华，郭华伦.在高职建筑工程造价专业课程体系中设置BIM课程的思考[J].太原城市职业技术学院学报，2015，（2）：103-104.

[2]王华，乔业，施惠斌.基于BIM课程体系的建筑工程人才培养模式研究[J].教育现代化，2017，（1）：17-18.

[3]杨勇，李友彬.国外BIM的发展及其对我国土木工程专业教学改革的启示[J].高等建筑教育，2016，（3）：46-49.

[4]张尚，任宏，Albert P.C.Chan.BIM的工程管理教学改革问题研究（二）——BIM教学改革的作用、规划与建议[J].建筑经济，2015，（2）：92-96.