BIM在混凝土结构课程中的应用

陈祥花

广西大学行健文理学院（530005）

0 前言

建筑信息模型（BIM）目前在建筑领域中不断推广应用，建筑相关专业教学也要积极应用BIM。混凝土结构课程是高校建筑相关专业的一门重要课程。混凝土结构课程教学中，应有机融入BIM等信息技术手段，并结合线上教学资源，对教学内容进行创新，对教学方法进行改进，从而实现混凝土结构课程教学效率与质量的提高。

1 混凝土结构课程教学的现状

混凝土结构课程具有理论性、实践性比较强，计算较多的特点，学生往往感觉平法识图、平面配筋图、钢筋骨架的学习难度较大，内容比较抽象不易理解。混凝土结构课程教学中，以往采取的是直接讲授法，教师带领学生计算，在计算的时候往往是套公式，这就导致学生在学习过程中处于被动状态，不利于学生学习积极性、主动性的提高，难以有效培养学生运用理论知识的能力、掌握公式计算的技能。同时，识读平法构造、施工图等，需要学生具备良好的空间想象力，在脑海中将混凝土结构的空间骨架构建起来，将二维图纸变成三维的空间立体结构，才能真正做到“识图”。但目前混凝土结构课程教学中，通常是在实训基地建立空间模型、钢筋骨架模型，但由于尚未开展具体工程实践，导致学生在学习过程中难以理解，学习效果不佳，也挫伤了学生的学习兴趣[1]。

2 BIM在混凝土结构课程教学中的应用思路

2.1 创新教学内容

混凝土结构课程是由四个部分构成:①混凝土材料性能，钢筋、混凝土是混凝土结构的主要施工材料，必须确保钢筋的性能与混凝土的性能相匹配，才能确保混凝土结构的性能；②构件承载力计算，又可以分为受弯构件斜截面计算与正截面计算，裂缝变形与裂缝宽度计算，受扭构件、受压构件、受拉构件、受弯构件的承载力计算等；③结构设计部分；④混凝土结构施工图识读、钢筋下料。混凝土结构课程教学中，若是采取直接讲授法，则计算部分会占据大部分内容，面对抽象的知识、枯燥的公式，学生难以准确掌握知识点。面对这样的情况，混凝土结构课程教学中，应对BIM进行有效应用，对教学内容进行创新、改进[2]。

混凝土结构课程教学中，对受扭构件、受压构件、受拉构件、受弯构件的承载力计算方面的内容进行讲授的时候，可以应用BIM三维软件，采取动画视频的形式将各种构件的受力破坏情况直观地展现在学生的眼前，并在互联网上查找相关试验，让学生观看，从而使学生更好地理解。构件承载力计算便是将适量的钢筋设置在合适的位置，使学生学会查规范、套公式，正确理解钢筋的设置位置、连接位置等知识。对结构设计部分进行教学的过程中，可以借助BIM三维软件，将一个混凝土结构框架展示出来，使学生对这个结构框架再到具体构件有一个整体的认识。对施工图识读、钢筋下料部分的内容进行教学的时候，可以借助BIM三维软件，让学生对全部构件的钢筋骨架有一个清晰的认识，引导学生针对钢筋骨架构建三维立体概念。同时，也可以在识图训练中应用BIM三维软件，使学生形成三维空间概念，从而对混凝土结构施工图进行更好的识读，并可以结合构造计算钢筋量[3]。

混凝土结构课程教学中，在学期期末设置一个专业周，并合理确定专业周的学习内容，借助BIM三维软件将钢筋立体骨架直观地展示出来，让学生分组、合作完成学习任务，如混凝土楼盖设计、梁板结构设计、承载力计算，并根据计算结果设置受力钢筋，根据构造设置构造钢筋，应用BIM软件绘制三维模型、填写钢筋下料单以及应用CAD软件绘制横向配筋图、纵向配筋图与抽筋图等。

2.2 改进教学方法

混凝土结构课程教学中，采取直接讲授法、现场教学法等传统教学方法，难以使学生准确掌握构件承载力计算的知识与技能，借助BIM构建三维模型，可以让学生直观地观察到各种构件的形状及其在混凝土结构中的位置，使学生更好地理解各种构件的受力情况，明白受力钢筋应设置在什么位置，理解“适量钢筋放在适当位置”的涵义。混凝土结构课程教学的识图环节，不仅可以构建三维模型，使学生更方便、直观地进行识图，还可以借助BIM软件来开展识图训练、钢筋算量、钢筋下料等。例如，针对具体构件，可先用Revit软件建立BIM三维模型，让学生直观地看到整个混凝土结构的框架构成情况、构件的形状及具体位置、构件的钢筋骨架，理解构件的受力状态、接头范围，根据钢筋材料的实际规格，对钢筋进行合理布置，并确保接头位置的正确性，真正做到“适量钢筋放在适当位置”。对混凝土结构施工图进行识图之后，针对具体构件开展识读训练，结合构造详图，在遵循平法制图规则的基础上，采用CAD软件，绘制横向、纵向配筋图以及抽筋图，对钢筋长度进行计算之后再进行钢筋下料，得到钢筋量[4]。

2.3 强化师资队伍建设

混凝土结构课程教学中，教师专业能力的高低直接影响着BIM的实际应用效果及教学质量。因此，为实现BIM在混凝土结构课程教学中的高效应用，必须加强师资队伍建设。学校应定期组织教师参加培训活动，系统地学习BIM的相关知识、技能，要求教师考取BIM合格证书，切实提高教学能力。可以聘请企业专家，到校对教师进行培训，也可以让教师到企业、到工地进行锻炼，接触新工艺、新技术，实现专业能力的提升。建立师徒制，由资深教师对青年教师进行一对一地指导与帮助。通过多种举措，切实增强教师队伍的综合实力，为混凝土结构课程教学的优化提供有力的支持。

3 BIM在混凝土结构课程教学中的组织实施策略

3.1 运用各种软件

在混凝土结构课程教学应用BIM的过程中，应对鲁班系列软件、Revit软件、CAD软件等进行灵活运用，从而将抽象的知识与三维模型结合起来，切实做到可视化、直观化，便于学生学习、理解，提高学生的软件应用能力。同时在信息化、智能化的学习场景中，学生的创新意识也可以得到有效培养，有利于促进学生的思维发展。

3.2 注重实际操作

混凝土结构课程教学中，应对接岗位所需技能，对实际操作环节进行合理设置，如综合利用各种BIM软件来开展钢筋识图、钢筋算量，利用电线、泡沫板制作钢筋骨架模型等，以便提高学生的动手能力、实践能力。

3.3 倡导自主学习

BIM是一种信息技术手段，不受时空因素的限制。鉴于此，混凝土结构课程教学中，教师可以引导学生自主学习，并通过小组讨论、小组互评查漏补缺，提高学生的团队协作能力、表达能力，确保全体学生都能参与到教学中来[5]。

3.4 做到因材施教

在根据教学目标开展教学设计的过程中，应坚持“以学生为中心”的理念，尊重学生的主体地位，重视学生的个体差异，全面提升学生的知识水平、接受能力。针对不同层次的学生，设计不同的教学方法，增强学生的自信心与学习兴趣，使全体学生都能获得成就感。同时，应充分发挥师生双方的创造性、积极性、主动性，使课堂达到最大功效，实现过程与方法、知识与技能、情感态度与价值观之间的有效互动融合，争取实现整个教学过程的最优化。

4 结语

目前混凝土结构课程教学中还存在着一定的问题，因此有必要应用BIM对混凝土结构课程教学进行优化，通过创新教学内容、改进教学方法、强化师资队伍建设，来促进混凝土结构课程教学水平的提升。同时，应运用各种软件，注重实际操作，倡导自主学习，做到因材施教，充分发挥BIM的作用，更好地推动混凝土结构课程的教学改革。