基于BIM技术的《钢结构详图深化设计》课程教学改革研究探索

程瑞芳 宁亚锋

摘 要：钢结构深化是建筑市场发展下钢结构专业分工下一个分支，近年来随着钢结构的迅猛发展，深化设计员岗位空缺越来越大，本文按深化设计员岗位工作过程为导向，以杨凌职业技术学院为例，分析《钢结构详图深化设计》课程目前教学中存在的问题，优化选取教学内容，利用BIM丰富教学资源，改革教学模式，创新课程实训和顶岗实习内容，将B1M技术融入钢结构深化设计教学提供一个新思路。

关键词：BIM技术;钢结构深化设计;教学改革

钢结构深化是建筑市场发展下钢结构专业分工下一个分支，近年来随着钢结构的迅猛发展，深化设计员岗位空缺越来越大，但是目前国内开设钢结构专业的高职院校还很少，对钢结构专业的教学研究主要在课程的开设和人才培养方案等方面，对深化设计的内容研究目前主要是从《钢结构施工》等课程中选取有关钢结构施工详图深化设计内容进行的，将《钢结构详图深化设计》作为一门课程进行研究的在国内外仍是空缺。基于BIM的教学模式的探索涉及较少，对BIM如何融入课程建设目前也尚处于初步探索阶段。

一、《钢结构详图深化设计》课程现状

（一）课程现状

杨凌职业技术学院于2016年在建筑工程技术专业的基础上增设了钢结构方向。并将《钢结构详图深化设计》列为钢结构专业的一门专业核心课程，内容的选取上是对应深化设计员岗位要求应掌握的理论基础和技能要求，钢结构专业二年级主要进行钢结构详图深化设计理论、Tekla Structures钢结构BIM应用理论知识的教授，三年级进行钢结构建模实训和顶岗实习的技能知识的巩固。为了本课程的顺利开展，任课教师都是钢结构专业的硕士以上学位，并且团队中任课教师都具有中级以上职称，所有任课教师都进行了钢结构的实习锻炼和TEKLA软件的培训，团队也初步完成了该课程的线上线下混合课程的建设。

（二）教学存在的问题

（1）课程在我校是首次开设，授课教师教学经验不足并且普遍没有工程实战经验;目前钢结构深化设计课程理论方面的叙述过于详细，内容较多，与工程实际结合实例太少;教材和课件上钢结构构造多是平面图形，钢结构的节点复杂，采用板书教授和PPT对三维图形展示不够直接。（2）课程是集钢结构施工、设计、加工制造、现场安装、软件应用为一体的综合性较强的课程，要求学生具备扎实的专业知识和较强的具象思维和逻辑思维，学生的理论基础不够扎实，知识储备不够丰富，所以学习本课程时的难度较大。（3）由于学生实习经验不足，走到工程一线机会匮乏，对于具体工程案例，学生只能通过老师讲解，自己对图纸进行想象，对比较复杂的工程的结构形式，构造要求，工艺流程不能理解，导致对实训或实习任务理解不够，实训效果差。如何将内容细化，以具体工作为模块，按深化设计的工作流程，进行课程的实施对教师和学生都提出了较高的要求。

（三）BIM技术在课程中的应用

随着钢结构的日益普遍，复杂空间结构、总用钢量大、非标准构件和非标准节点多的钢结构建筑越来越多，而BIM技术对于结构复杂，计算量大的工程不但能提高详图设计员的效率，而且大大降低了运算量，能真正做到信息化，可追踪。BIM在钢结构工程中的应用从前期招标、深化设计、工厂制造到现场施工是为工程全生命周期提供可靠服务的数字化表达。所以课程在讲授过程中采用案例分析法，并且采用BIM软件贯穿于于整个案例分析中。

二、基于BIM技术的课程教学形式

（一）课程内容的选取

内容选取对应工作过程，首先是结合BIM技术识图，利用Revit软件建模，形成整个结构的整体模型。通过BIM软件三维模型再转生成二维图纸提高学生讨钢结构图纸的识图能力，这样也深化了对钢结构结构的理解;其次是建模过程，主要内容包括Tekla Structures软件概述、建模准备工作、建立基于CAD的门式刚架、螺栓和底板、吊车梁、等内容;最后是出图，主要包括出图方法和图纸整理等内容。

（二）利用BIM进行教学方式的改革

合理使用教学资源，改变传统的板书和PPT讲授，利用学校的优慕课资源实现线上线下混合教学，利用实例讲解钢结构工作平台的BIM模型，利用模型可以查看结构平面布置，查看钢结构主次梁、梁柱节点的连接形式等。利用线上平台将钢结构模型的安装、焊接、螺栓等工艺流程视频频形成三维可视化教学资源库，学生只需要通过平台学习轻钢门式刚架和钢结构框架等普通钢结构工程的加工工艺，通过这种可视化不仅可以增加课堂教学的直观程度还可以深化学生讨钢结构构造的理解也提高了教学质量。

（三）实训教学的改革

为保证课程实训的顺利实施，首先制定了完备的课程体系，学校具备供学生认识实习的数十种模型节点和钢结构点专业实践锻炼的实训中心，机房都安装了供学生详图深化设计实训用的Tekla Structures BIM软件，具备学生的深化实践的基本条件。采用学校已建成钢结构工程作为实训任务，让学生边设计边参观1∶1建筑模型，有不好理解的及时到现场观察，然后再返回实训室进行设计。在实训过程中采用启发式教学法首先让学生先参观学校对要拆的图有一个初步的印象，然后再采用案例教学法让学生对钢结构施工详图深化设计有一个较深层次的理解，最后在此基础上让他们自己动手完成一榀钢架施工详固深化设计的项目，在此过程中采用项目引领教学方法使他们对此部分内容能拿捏准确、熟练应用。为学生后续毕业顶岗实习和工作实习及从事钢结构相关工作打下良好、坚实的基础。

（四）课程评价体系的建立

优慕课平台的建成和校园网的成功覆盖也为课程的线上线下混合教学和过程考核提供了基础。考核主要是通过对学生在线学习视频时长的分析、单次作业成绩、章节测评、小组演示成绩等学习过程的记录，最后采用加权平均对学生课程学习进行综合评价。

三、结语

建筑装配化和绿色建筑是建筑的发展方向，而钢结构是实现建筑装配化和绿色建筑的最有效途径，具有很大的发展空间。在信息化大环境下，课程也面临着具大的挑战，建设线上线下混合课程，在线开放课程是必然趋势同时也是挑战，在互联网+时代，网络上有很多关于深化设计的讲座，视频和论坛等，如何建设成学生实用，够用，想学，爱学的线上线下课程是目前该课程面临的巨大挑战。

参考文献：

[1]郑玉莹，谢伟，等.基于BIM的钢结构教学改革初探[J].高教学刊，2017（20）0150，03.

[2]叶茂林，胡晓玄.关于钢结构施工详固深化设计模块教学方法浅议[J].价值工程，2012.11.075.

基金项目：杨凌职业技术学院人文社科类研究基金项目（GJ1822）

作者简介：程瑞芳（1987-），女，汉族，内蒙古乌兰察布人，硕士研究生，高校讲师，研究方向：钢结构、结构优化设计;宁亚锋（1985-），男，汉族，陕西咸阳人，工学学士，中级工程师，研究方向：建筑工程施工技術。