基于BIM案例的桥梁工程课程设计教学改革

田红卫

摘要：当前，信息技术发展迅猛，如何让学生既学好土木工程传统的基础理论及专业知识，又让学生紧跟时代，把握当前土木工程专业发展的主流，BIM技术是一个很好的选择。如何更好地开展BIM教育教学改革，提升学生应用BIM技术的能力，值得继续深入研究。

关键词：基于;BIM案例;桥梁工程;课程设计教学;改革

引言

市政工程识图”是一门比较抽象难教的课程，在课程中融入BIM三维可视化模型，能够清晰地展现构筑物整体结构以及内部构造，使学生潜移默化中形成构筑物的空间结构，增加学生感官认识，提升其对构筑物识读质量和效率;更清晰地了解构筑物的几何、材料和逻辑信息等，不但提升了教学效果，还可增强了学生运用知识解决实际问题的能力。通过教学改革，一方面可激发学生的主观能动性，改善教学实践效果;另一方面，也可培养学生的空间想象力和逻辑思维能力。

一、BIM技术发展现状

BIM（BuildingInformationModeling）的全称为“建筑信息模型”，是以一定的参数化方式，通过数据描述建筑并记录相应的信息。BIM是数字技术在建筑工程全寿命周期管理中的直接应用，以解决建筑工程在立项、设计、施工、运营及维护中模型与信息共享问题。作为建筑行业一场技术革命，BIM技术在我国得到了广泛推广。BIM技术不再局限于某一阶段、某一主体、某一软件，是一种全新理念。住房和城乡建设部为适应BIM技术的发展，先后出台了《2011～2015年建筑业信息化发展纲要》和《2016～2020年建筑业信息化发展纲要》，指出勘察设计类企业、施工类企业要加快BIM、GIS、3S等技术在建筑业的普及应用，明确了BIM技术作为建筑业发展的目标与方向。各省市先后制定了本地区的BIM发展纲要，成立国家和区域性的BIM發展联盟。工信部与图像图形学学会等推出了BIM全国职业等级考试，以促进BIM人才的培养。许多高校和建筑企业也相继成立了BIM研究所和BIM研究中心。

二、课程教学实践现状

“图纸是工程师的语言”，识读施工图是工程技术人员必备的基本技术，识读能力反映了对施工图理解和实施的水平。“市政工程识图”课程以市政工程项目为载体，进行识读训练，通过训练学好该课程，为后续课程学习打下良好基础。施工图的基本识读能力，即掌握施工图的基本知识，能正确识读构筑物图纸，理解设计意图，并能对施工图进行校对审核，从中发现图纸的问题。“市政工程识图”课程为成都大学建筑与土木工程学院工程造价系必修课，主要包括给排水工程识图、道路工程识图、桥梁工程识图、隧道工程识图及城市轨道交通识图5部分内容，其授课图纸主要采用AutoCAD施工图纸。在课堂教学过程中存在以下不足：学习市政工程中构筑物，比如桥面和桥墩配筋识图要求学生有较强的逻辑思维能力、理解能力以及分析能力，现授课素材为二维的CAD图纸，需要同学结合构筑物图纸的立面图、平面图和侧面图通过空间想象构建实体模型。经实践教学及调查发现，学生对构筑物内部构造难以想象理解，导致学生对课堂学习缺乏积极性，部分甚至存在抵触心理;教师面临繁重的教学任务，仅凭构筑物二维CAD图纸难以解说构筑物的内部构造及钢筋分布及配置。因此，为了改善现有教学困境，借鉴其他相关专业课程的教学改革，在该课程教学中引用三维BIM技术就显得尤为必要。

三、基于BIM案例的桥梁工程课程设计教学改革

3.1内容

道路桥梁工程技术服务于道路工程建设领域，包括路基路面施工、桥梁施工、隧道施工及相关附属工程施工等，涉及涉及、施工、监理、造价、第三方技术服务等多个专业领域，覆盖整个项目施工周期，对专业人才综合素质提出了较高要求。基于上述目标导向，丰富道路桥梁工程技术专业课程体系建构，实现与企业行业岗位需求的完美对接，聚合有力元素支持，助力学生全面发展。具体而言，完整的道路桥梁技术专业课程体系建设，应当依据学科特性，结合育人目标导向，有机整合理论课程与实践课程资源，科学引导行业企业的协同参与，以此来保证教学的针对性、实用性和先进性。在此过程中，高校要加强与对口企业之间的沟通，牢牢把握育人方向的同时，从中吸收有效实践资源，与既有理论课程形成互补，组织展开多样活动，更好地迎合学生认知成长规律，达成育人目标。另外，人类在进步、科技在发展，道路桥梁工程技术专业的知识点亦是不断更新，要善于借力企业关注行业前沿动态，汇入先进成果，开发校本化课程体系，以提升学生的岗位适应能力

3.2教学方式

钢结构课程是理论（包括构造）与实践并重的课程，二者之间是相辅相成、相互支撑的，理论内容的最终目的是应用于实践，但在教学过程中实践的认知有利于理论知识的学习与掌握。基于此，作者认为，在钢结构课程教学中，理论内容仍然是重中之重，比如构件的稳定、强度等相关理论及设计方法，是学生必须理解掌握的过程，对这部分内容中的高阶部分，考虑学生进一步学习的可能，可以不要求掌握，但应知其所以然。工程实践部分在钢结构教学过程中应为理论知识做好服务，这应体现在两个方面：（1）工程认知，便于理论知识的理解、学习;（2）工程设计，作为理论知识的最终应用。从这里也可看出，钢结构内容最重要的部分仍然是理论的掌握和运用。因此，在教学过程中，仍然以理论知识讲解为主，便于理论知识学习掌握，为相应理论部分提供工程认知;设置课程设计教学环节，为理论知识运用提供工程背景;在各章节教学内容结束后，布置相应作业巩固学生所学知识。

3.3BIM的主要特征，打造应用基础

BIM具有模型可视化、作业可协调性、对象可模拟性及标准可转化性等主要特征，其可通过数字化形式无形地传递系统化的数据方案，并关联实体对象，实现全生命周期的数据共享，协同作业，如图2所示。具体表现如下：①模型可视化。通过BIM的运用可实现项目全过程的可视化，不仅可在图纸设计中，还可在施工运维等不同阶段均做到模型的可视化，使项目在信息的传递过程数据、信息可视，为建筑类等项目助力。②作业可协调性。BIM具有协调功能，可以产生统一的协作意见并实时将信息传给各方，实现设计方、施工方、运维方协同处理，并记录协同处理进度和结果，方便各方跟进、确认。当构筑物部件与部件之间发生碰撞时，具备协同修改作用。③对象可模拟性。通过BIM对需建设的构筑物进行不同维度的模拟，根据模拟效果可知晓构筑物自身拟存在的问题以及待修改的内容。另外，可对不同生命周期的活动（施工、检测、招投标及计量等）作出模拟，进一步达到推进项目开展，促进项目成本节省等作用。

结束语：

当前，信息技术发展迅猛，如何让学生既学好土木工程传统的基础理论及专业知识，又让学生紧跟时代，把握当前土木工程专业发展的主流，BIM技术是一个很好的选择。如何更好地开展BIM教育教学改革，提升学生应用BIM技术的能力，值得继续深入研究。

参考文献：

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