基于BIM技術的土木工程認識實習課程體系改革

羅雄文

摘要 文章分析了土木工程認識實習課程傳統(tǒng)教學方法現(xiàn)存的一些問題與弊端，提出引入建筑信息模型（BIM）技術，融入認識實習課程體系，以提高學生的感知能力和實踐應用能力。

關鍵詞 認識實習 BIM技術 課程體系 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.07.052

0前言

認識實習是土木工程專業(yè)學生在學習一些基礎課程之后第一個實踐性教學課程，對于培養(yǎng)學生興趣、建立對工程建筑物構造及施工工藝感性認識有著舉足輕重的作用，是完成教學目標提高學生應用能力的重要步驟。通過外出實習首先可以使得學生對于土木工程專業(yè)有一個全面的認識，充分了解土木工程專業(yè)的范疇與領域，很好地拓寬學生視野。

其次教師在授課中宏觀地講解工程施工的工藝流程，學生雖還不能完全理解與掌握，但通過此類工程熏陶，對于形成工程意識有著顯著作用；再次，通過去工地的實習，可以了解工程建設的基本程序，培養(yǎng)學生的安全意識，提高學生的適應能力。但長期以來，認識實習實踐教學存在諸多弊端，特別是地方本科院校由于實踐教學資源有限，沒有配套的教學基地，所以教學效果往往欠佳，改革認識實習教學體系、建立適應于地方本科院校土木工程專業(yè)實習新教學模式、全面提升認識實習教學質量已迫在眉睫；建筑信息模型（BIM）技術的普及對認識實習課程體系的重構有著巨大的啟迪作用，它通過參數(shù)模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、工程設計、建造管理、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使學生通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，對各種建筑信息做出正確理解和認識。因此在認識實習課程領域及時引入新的BIM手段和建立與之相適應的教學體系顯得更為必要。

1認識實習課程教學現(xiàn)狀

（1）教學內(nèi)容單一，工程覆蓋面窄。當今教育界關于“寬口徑、厚基礎”的大土木教學模式以達成共識，所以土木工程認識實習不應局限于建筑工程或路橋工程某一域，而應該建立起與大土木相適應的認識實習教學內(nèi)容。地方本科院校中，眾多院校由于辦學歷史較短，缺乏相應的社會資源，實踐教學基地少，認識實習的內(nèi)容往往局限于學校內(nèi)部或學校周邊的已建和在建工程，工程覆蓋面非常狹窄，對于拓寬學生視野能力非常有限。

（2）教學時間短，無法涵蓋工程建設全周期。地方本科院校認識實習的學時一般是開設一周左右，條件較好的學校最多開設兩周，這樣短的實習時間學生往往只能看到建筑施工的一個階段或者局部的部位，無法建立起完全宏觀的直觀感受，因而嚴重影響了教學效果。

（3）實習模式落后，填鴨式教學為主。現(xiàn)階段一般地方本科院校的認識實習仍以老師先去周邊在建工地考察備課，選擇好合適的實習場地，然后老師組織學生去現(xiàn)場由老師或現(xiàn)場技術人員講解，學生“聽一看一記”單向灌輸，整個過程學生非常被動，同時由于工地空間狹小，施工一線噪聲較大，使得講解過程中大多數(shù)學生無法聽清，此外實習人數(shù)眾多，秩序差，造成教學效果更加大打折扣。這種以教師為中心的教學模式，學生實踐能力很難得到提高與鍛煉。

（4）考核體系單一，評價不全面客觀。認識實習成績的考核一般來說由于現(xiàn)場人數(shù)眾多，維持秩序困難，無法鑒定學生的現(xiàn)場學習情況，大多情況下依據(jù)學生的實習報告來給定成績。實習報告從一定程度來說確實可以反映學生的學習態(tài)度與實習質量，但也存著在考核方式太單一，學生之間相互抄襲蒙混過關的弊端。

2BIM技術在實踐教學領域的優(yōu)越性

BIM是Building Information Modeling的縮寫，意為建筑信息模型，是一種全新的數(shù)字化工具，被視為未來建筑工業(yè)生產(chǎn)力提升的主要革命力量。它通過建模整合設計、施工、運營、維護過程中的參數(shù)信息實現(xiàn)建筑工程信息的全生命周期的共享可視化操作。對于設計方、施工方、業(yè)主方都提供了極大的便利，便于各方主體協(xié)調(diào)與溝通，從而大大提高效率、節(jié)約成本、縮短工期。

引入BIM技術可以實現(xiàn)虛擬仿真，利用虛擬現(xiàn)實、多媒體、網(wǎng)絡通訊等技術構建高度仿真的虛擬工程環(huán)境，學生通過電腦操作即可達到深入施工現(xiàn)場開展實習的目的，從而獲得良好的教學效果。由于土木工程眾多工程中都存在著施工周期長，現(xiàn)場安全無法保障，施工過程不可逆等特點，使得現(xiàn)場實習往往難以開展。BIM技術的出現(xiàn)對于解決上述問題提供了巨大便利，其提供的超真實、可靠、經(jīng)濟、安全的實習環(huán)境具備現(xiàn)場實習所不具備的教學功能，虛擬仿真教學，可以徹底解決學生實習、實踐條件不足、安全難以保障等問題，對于提升學生的專業(yè)技能，培養(yǎng)土木工程專業(yè)學生的實戰(zhàn)經(jīng)驗和創(chuàng)新能力有著重要作用。

3基于BIM技術的認識實習體系改革

BIM技術的普及對于認識實習體系的改革帶來了極大的機遇，建立基于BIM的土木工程認識實習體系勢在必行。

（1）學校加大硬件投入，增設BIM實驗室。2014年7月1日，住建部在《關于建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見》中明確指出，推進建筑信息模型（BIM）等信息技術在工程設計、施工和運行維護全過程的應用，要促進建筑業(yè)科技成果轉化，加快先進適用技術的推廣應用。加大復合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)力度。推動建筑領域國際技術交流合作。所以地方高校應該以此為契機，跟上國際潮流，引進BIM實訓室，推廣與應用BIM技術，才能使人才培養(yǎng)不脫節(jié)，同時為包括認識實習課程在內(nèi)的其他一系列課程的教學改革提供硬件支撐。

（2）選派教師進行BIM培訓，增強建模能力。實習教學體系的改革必須依賴于一批優(yōu)秀先進的實驗教師隊伍，沒有教師能力的提高，改革也無從談起，因此加大教師的培訓力度，掌握先進的BIM技術是課程改革的先行措施。使得教師能夠依據(jù)當?shù)毓こ探⒛Ｐ停瑸檎n程的開設、選點提供技術支撐。

（3）選取典型工程案例進行建模，學生對實習項目提前建立宏觀概念。選取學校周邊不同類型的工程如建筑工程、路橋工程、市政工程等典型在建工程建筑進行BIM建模，形成三維視圖，讓學生在實習前，通過電腦即可參觀工程各部位的結構構造、各階段的施工工藝，形成大而全的工程感性認識。

（4）增加課時，同時將集中時段實習改為分散時段實習。針對現(xiàn)階段認識實習為一周的集中實習，使得學生在現(xiàn)場只能看到某些部位的工程構造或某個階段的施工工藝，無法通觀全局全域的弊端，可以讓學生的實習不是完整的一周或二周，而是依據(jù)實習項目的施工進度進行，先讓學生自身根據(jù)講義操作步驟建立某個工程部位或施工工藝的BIM模型，隨即馬上深入工程現(xiàn)場進行實地教學。此過程可能為一天或半天，待實習項目施工到下一個典型關鍵步驟再重復上述步驟，在增加總學時不多的情況下將實習時間分散到各個工法部位，這個實習過程可能持續(xù)一個學期或者更長。

（5）改革評價體系，對學生實習質量進行全方面監(jiān)控。改變以往實習考核方式僅僅依據(jù)實習報告比較單一的情況，增加BIM小型建模的作業(yè)；同時嚴格控制每次實習人數(shù)，分批次多次進行的方式，讓每一個學生都有條件聽清現(xiàn)場的教學內(nèi)容，同時便于上課教師對于現(xiàn)場紀律的掌控和對學生實習情況的掌握。根據(jù)學生實習情況綜合評價。

4結論

通過基于BIM技術的認識實習課程體系的改革能夠很大程度上解決傳統(tǒng)實習模式教學內(nèi)容單一，工程覆蓋面窄，教學時間短，實習模式落后，考核體系單一的弊端，全方位、全周期的認識實習對于學生提高工程感性認識，形成工程意識，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力與實踐能力具有重要意義。