基于BIM技术的独立学院混凝土结构课程教学改革研究★

马亚楠 孙潇潇

(青岛理工大学琴岛学院土木工程系，山东 青岛 266106)

1 概述

混凝土结构是土木工程领域主要的结构类型之一，作为高等院校的核心专业课，也是进入土木工程领域的敲门砖课程，深刻影响着学生后续专业课程的学习和从事工作的专业素养。其教学质量直接影响整个专业的人才培养质量。随着高等教育的深化改革，土木工程专业相关专业课程理论教学课时逐渐压缩减少，但混凝土结构课程知识点多、计算理论复杂、大量公式存在是客观事实，教学内容仍必须按照大纲要求完成。所以混凝土结构课程教学的改革和探索对于独立学院土木工程专业的人才培养起着至关重要的作用。

2 独立学院混凝土结构课程的特点与现状

对于土木工程专业学生来说，三大力学(理论力学、材料力学和结构力学)和土木工程材料是混凝土结构课程的先修课程，混凝土结构综合了力学、构造、荷载和材料等多门课程，是一门跨度大、内容多、专业性和实践性强的课程。学生各门课程的知识体系孤立，形不成系统联系且有遗忘。钢筋和混凝土受力复杂，而且具有不均匀性、非连续性的特点，目前规范中混凝土结构的一些计算公式和理论都是在试验研究的基础上近似得到的，与以往理论性强的数学、力学等课程的学习有区别，独立学院学生数学、力学基础较差，基础薄弱，学生学习起来比较吃力。混凝土结构课程与工程实践联系密切，学生不仅要熟练应用最新的国家相关规范、规程中各构件的设计公式和适用条件，还要满足各自的构造措施，混凝土结构设计计算答案不唯一，混凝土和钢筋两者可以有多种合理配置方案，而且不同的配置可能引起结构受力性能的变化，无疑增加了学生的理解难度，学生没有实际工程经验，常常感到“抽象和没有逻辑可循”，打击了学习积极性。现有的混凝土结构教学采用板书、口述结合PPT模式，形式单一，老师在课堂上的讲解往往不能给学生以直观印象，学生对知识掌握效果差，学过就忘，无法激起学生的学习兴趣，给后续课程的教学带来了一定的不利影响。教学中引入BIM技术和微课堂，可以最大程度解决以上问题。

3 混凝土结构教学改革

3.1 微课堂在混凝土结构教学中的应用

混凝土结构课堂容量大，学生应掌握结构基本原理和计算、构造要求和其他相关规范内容，涉及到的先修课程和知识点多，由于教学课时有限无法做到详细讲解每个知识点；而独立学院的学生基础薄弱，仅在有限的学时内讲解课程内容，学生对该课程的学习效果差。针对混凝土结构教学中遇到的相关问题，微课堂视频的引入是一个很好的解决方法。如，在讲解“受弯构件挠度变形”时，利用微课堂视频带领学生回顾材料力学中挠度变形计算的相关知识，使学生更清晰地掌握混凝土构件抗弯刚度的概念和挠度变形的计算；也可以通过微课堂的形式让学生了解混凝土结构最新动态——预制装配式混凝土结构的政策、标准及设计应用等等；也可以利用微课堂展示该课程相关工程实例的多媒体片段，加深构造理解等等。微课堂的引入有助于学生更好地学习这门课程，并加深对混凝土结构基本概念的理解，提高学生的学习兴趣。微课堂的主题确定可以在客观、具有代表性的问卷调查基础上进行。有针对性地选择学生在学习混凝土结构时与已学课程相衔接的薄弱知识点，和课程重、难点制作微课堂。“微课堂”的内容围绕某个重点、难点、疑点或技能展开，目标明确、针对性强，教学时间比较短。微课堂能够在较短时间内解决学生的疑难问题，提高课程教学效果和学生学习能力。

3.2 BIM技术在混凝土结构教学中的应用

传统二维平法施工图中的钢筋信息抽象，钢筋的设置位置和分布情况学生难以理解掌握。BIM技术可视性强，可以从各个角度观察结构，结构组成清晰明了，直观性强。混凝土结构中对空间想象力要求较高的复杂构造和难以呈现的平面图纸都可以通过建立BIM三维模型来展示，利用多媒体设施展示给同学，降低教学难度，提高学生的学习效果。如，在讲解钢筋混凝土伸臂梁的设计实例时，建立钢筋混凝土伸臂梁的BIM模型，纵向钢筋的弯起和截断、横向钢筋的配置一目了然，加深了学生的理解。通过对照二维平面图纸和相应的BIM模型也可以帮助学生理解图纸上符号的含义，提高平法施工图识图能力，有利于与今后工作有效对接。BIM技术课堂上应用效果显著，具有推广价值。

4 结语

随着计算机网络技术的发展，混凝土结构课程教学过程中引入BIM技术和微课堂将不断促进教学改革。相信随着微课教学的进一步发展和BIM技术的引入，独立学院混凝土结构的教学效果会得到不断提高。