浅谈基于BIM技术的桥梁工程课程改革

摘 要：BIM作为土木工程建设中的一种逐渐应用广泛的建筑模型，应将其引入桥梁工程的课程教学中，不仅可大大提高了教学水平和质量，也可进一步加强学生的感性认识和实践能力。本文主要围绕BIM技术在当前桥梁工程课程教学中的改革展开了详细的讨论。首先对BIM技术的概念进行了简明扼要的阐述，其次结合我国传统桥梁工程教学现状，对其中隐藏的问题进行了具体化的分析，最后提出了基于BIM技术的桥梁工程课程改革措施，希望以此提升桥梁工程课程的教学效果，培养出具有扎实技术基础的桥梁工程方向的人才。

关键词：BIM技术；桥梁工程；教学改革

基金项目：本文得到了“2016年河南省普通高等学校专业综合改革试点项目”的资助。

桥梁工程建设作为我国工程建设领域的重要组成部分，它服务于国家经济和发展，同时也是加强国家稳定和改善人们生活幸福感的重要保障。加强桥梁工程建设，不管是对于国家还是个人都有着重要的作用。基于此，几乎各大高校均开设有桥梁工程课程，将桥梁工程作为一门土木工程学科的重要课程，意在从根本上加强桥梁工程人才的培养力度，为今后桥梁工程建设培养技术人才。如何紧跟时代步伐，结合现代技术提升桥梁工程课程教学的整体效果，成为了当前桥梁工程教学改革的一项重要任务。

1 BIM技术的概述

BIM，又称为建筑信息模型，它是指结合计算机等先进的现代化技术，对建筑结构进行数字化处理、模拟设计以及三维成像等多种智能化操作，最终将其直观呈现给参建各方技术人员中的一种建筑辅助设计工具。它不仅有着很强的可视性和协调性，同时也有较高的虚拟性和优化性，其技术的核心在于它可以通过对建筑前期、中期以及后期等相关建筑数据的计算、分析与处理，为其构建出科学完善的建筑信息数据库，从而在建设中各环节的实际操作中，参建各方借助该信息数据库对建筑工程实现数字化集成管理，进而实现对整个建筑工程的高效监督和管理。

BIM技术主要有以下两个特征：第一，该技术并不是只针对某一个建筑环节来说的，它在建筑整个生命周期中都发挥着至关重要的作用，并且在建筑设计、整体建造、后期维修养护等环节也都起着重要的作用；第二则是BIM技术的动态效应，利用BIM技术所构建的信息数据库并不是一成不变的，它是根据建造的实际进度进行信息更新的，其数据信息也可以在短时间内得到有效更新，可以为建筑施工提供实时性帮助。借助于BIM技术，不仅大大提升了建造的整体效率，节省了时间，同时也增强了建筑施工的安全性和可靠性，在提升建筑工程整体质量和水平方面有着积极的作用。

2 传统桥梁工程教学存在的问题

桥梁工程课程在我国土木工程大专业的教学建设中起着至关重要的作用，加强其教学质量、提高其教学水平，是当前加强本科教学质量的必然要求。但是目前在我国桥梁工程的整体教学中，部分学校并没有意识到采用最新计算机技术提高教学效果的重要性，还是一味的采用传统的教学模式和教学方法，使得当下我国桥梁工程教学质量并无明显改观，具体表现如下：

1）绘图费时费力。众所周知，桥梁建设是一个庞大且复杂的工程，它的前期工作较为繁琐，也较为冗杂，因此需要专业人员的理论与实践能力相互结合，才能保证桥梁建设的顺利进行。尤其在桥梁设计环节，该环节对专业人员的专业素质要求则更为严苛，它需要专业人员具有一定的空间想象力和实际操作能力，首先要对桥梁前期建设有一个大体的规划，这时就少不了桥梁设计绘图。绘图和识图是桥梁工程课堂的教学目标之一，它需要学生通过手绘或者借助一些软件技术，在图纸上对桥梁进行立体、平面、断面等各结构的设计，以实现对桥梁整体设计的全面性描述。但是由于绘图设计大多采用平面图形，为表示一个构件需要多个平面图形，因此它所消耗的时间较长，并且该设计图的更改和优化工作也难以快速进行，从而会影响整个建筑周期的时间，导致建设进程缓慢。

2）可视性较差。可视性较差是当前桥梁工程教学普遍存在的一个问题。桥梁结构为立体结构，其学习不仅仅需要专业的理论知识作支撑，同时还需要一定的空间想象能力和动手实践能力，因此桥梁工程教学除了要教给学生专业的理论知识之外，还要培养学生的实践与操作能力，只有促进两者的相互结合，才能为桥梁工程学习提供一定的帮助。但是在当前桥梁工程的教学环节中，教师往往只注重理论知识的讲述，或者是在课堂上，只是单纯的采用PPT等片面的教学手段来为学生讲解，无法使学生充分了解桥梁结构的每一个细节，并且仅靠学生现有的想象力无法对桥梁设计进行感性认识和描述。在实际应用中，一旦桥梁设计图出现更改，我们无法及时地在大脑中构思出桥梁的构造，影响整体的工程进度。

3）适应性差，跟不上時代步伐。随着科学技术的不断进步，各种现代化技术的不断崛起，对桥梁工程的技术人才培养提出了更高的要求。但就目前而言，很多学生的设计理念依然还停留在传统的桥梁平面设计理念中，教师的知识无法得到及时更新。在实际工程中，桥梁设计的后期成果或者相关经验无法在其他桥梁工程建设中起到指导性的作用，适应性较差；其次便是随着各种科学技术的应用，BIM技术在桥梁工程建设中起到的作用愈发重要，必须培养满足时代要求的桥梁技术人才。在教学工作中，BIM技术作为新技术，学生及教师对它的认识和操作使用还不够熟练，学校缺乏对未来人才的超前培养力度。

3 基于BIM技术下桥梁工程课程的改革

在现有桥梁工程课堂建设的基础上，引入并进一步加强BIM技术在桥梁工程课程中的应用，并进行一系列的改进和完善，希望可以以此来促进BIM技术和桥梁工程本科课程的有效结合，提高桥梁工程课程建设的时代感。

应结合桥梁工程课程的教学的现状，创新现有的教学形式，更改教学模式。作为教师，应当与时俱进，接触并学习BIM技术基础知识，不断整合并且更新自身的专业知识，针对学生不便想象的结构构造，制作基于BIM的视频课件，便于在有限的课题时间内，为学生提供更加直观的桥梁结构及其内部配筋认识，便于学生快速认识各配筋的作用，快速完成结构计算，提高教学质量。

在课堂中引进BIM技术，可促进理论与实践的相互结合，增强学生对桥梁结构及各个构件内配筋的感性认识。运用BIM技术，对桥梁工程设计进行建模和表征，借助于三维成像，使学生可以更加直观地理解桥梁结构设计的基本原则。同时，也便于学生发现问题、提出问题、并共同讨论解决问题的方法。

将BIM技术引入桥梁工程课堂教学，可激发部分计算机技术基础较好的同学深入了解并学习BIM技术，鼓励他们在这方面有所发展，使其熟练的掌握并且学会应用BIM技术，除有助于顺利完成本课程的学习及加强学生的实践能力外，可增强学生毕业后的就业竞争力，为其走上工作岗位后从事与BIM相关的工作打下基础。

4 结语

促进本科课程教学的改革是当前高校教学建设的重要任务，提高桥梁工程课程的教学质量关系到未来我们国家土木工程结构的质量与使用安全。由于受到传统桥梁工程教学模式的影响和制约，导致我国现有的桥梁工程课程教学与先进的计算机信息技术相脱节。本文借助BIM技术的优势，将其合理的应用到桥梁工程课程教学改革当中，不仅可以有效改善桥梁工程教学效果，同时也能进一步促进高校教师和学生的全面发展。

参考文献

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[2]荣文涛，王爱兰，沈磊.基于BIM技术的“路、桥、隧施工”课程的教学改革——以山东交通职业学院道路桥梁工程技术专业为例[J].浙江建筑，2018，35（12）：50-53.

[3]梁腾飞，程英鸽.BIM技术在土木工程专业实践教学中的应用[J].科技经济导刊，2019，27（06）：143-144+154.

作者简介

魏建东（1968-），男，汉，河南省新密市，教授，郑州大学 桥梁工程。