淺談基于BIM技術的橋梁工程課程改革

摘 要：BIM作為土木工程建設中的一種逐漸應用廣泛的建筑模型，應將其引入橋梁工程的課程教學中，不僅可大大提高了教學水平和質量，也可進一步加強學生的感性認識和實踐能力。本文主要圍繞BIM技術在當前橋梁工程課程教學中的改革展開了詳細的討論。首先對BIM技術的概念進行了簡明扼要的闡述，其次結合我國傳統橋梁工程教學現狀，對其中隱藏的問題進行了具體化的分析，最后提出了基于BIM技術的橋梁工程課程改革措施，希望以此提升橋梁工程課程的教學效果，培養出具有扎實技術基礎的橋梁工程方向的人才。

關鍵詞：BIM技術；橋梁工程；教學改革

基金項目：本文得到了“2016年河南省普通高等學校專業綜合改革試點項目”的資助。

橋梁工程建設作為我國工程建設領域的重要組成部分，它服務于國家經濟和發展，同時也是加強國家穩定和改善人們生活幸福感的重要保障。加強橋梁工程建設，不管是對于國家還是個人都有著重要的作用。基于此，幾乎各大高校均開設有橋梁工程課程，將橋梁工程作為一門土木工程學科的重要課程，意在從根本上加強橋梁工程人才的培養力度，為今后橋梁工程建設培養技術人才。如何緊跟時代步伐，結合現代技術提升橋梁工程課程教學的整體效果，成為了當前橋梁工程教學改革的一項重要任務。

1 BIM技術的概述

BIM，又稱為建筑信息模型，它是指結合計算機等先進的現代化技術，對建筑結構進行數字化處理、模擬設計以及三維成像等多種智能化操作，最終將其直觀呈現給參建各方技術人員中的一種建筑輔助設計工具。它不僅有著很強的可視性和協調性，同時也有較高的虛擬性和優化性，其技術的核心在于它可以通過對建筑前期、中期以及后期等相關建筑數據的計算、分析與處理，為其構建出科學完善的建筑信息數據庫，從而在建設中各環節的實際操作中，參建各方借助該信息數據庫對建筑工程實現數字化集成管理，進而實現對整個建筑工程的高效監督和管理。

BIM技術主要有以下兩個特征：第一，該技術并不是只針對某一個建筑環節來說的，它在建筑整個生命周期中都發揮著至關重要的作用，并且在建筑設計、整體建造、后期維修養護等環節也都起著重要的作用；第二則是BIM技術的動態效應，利用BIM技術所構建的信息數據庫并不是一成不變的，它是根據建造的實際進度進行信息更新的，其數據信息也可以在短時間內得到有效更新，可以為建筑施工提供實時性幫助。借助于BIM技術，不僅大大提升了建造的整體效率，節省了時間，同時也增強了建筑施工的安全性和可靠性，在提升建筑工程整體質量和水平方面有著積極的作用。

2 傳統橋梁工程教學存在的問題

橋梁工程課程在我國土木工程大專業的教學建設中起著至關重要的作用，加強其教學質量、提高其教學水平，是當前加強本科教學質量的必然要求。但是目前在我國橋梁工程的整體教學中，部分學校并沒有意識到采用最新計算機技術提高教學效果的重要性，還是一味的采用傳統的教學模式和教學方法，使得當下我國橋梁工程教學質量并無明顯改觀，具體表現如下：

1）繪圖費時費力。眾所周知，橋梁建設是一個龐大且復雜的工程，它的前期工作較為繁瑣，也較為冗雜，因此需要專業人員的理論與實踐能力相互結合，才能保證橋梁建設的順利進行。尤其在橋梁設計環節，該環節對專業人員的專業素質要求則更為嚴苛，它需要專業人員具有一定的空間想象力和實際操作能力，首先要對橋梁前期建設有一個大體的規劃，這時就少不了橋梁設計繪圖。繪圖和識圖是橋梁工程課堂的教學目標之一，它需要學生通過手繪或者借助一些軟件技術，在圖紙上對橋梁進行立體、平面、斷面等各結構的設計，以實現對橋梁整體設計的全面性描述。但是由于繪圖設計大多采用平面圖形，為表示一個構件需要多個平面圖形，因此它所消耗的時間較長，并且該設計圖的更改和優化工作也難以快速進行，從而會影響整個建筑周期的時間，導致建設進程緩慢。

2）可視性較差。可視性較差是當前橋梁工程教學普遍存在的一個問題。橋梁結構為立體結構，其學習不僅僅需要專業的理論知識作支撐，同時還需要一定的空間想象能力和動手實踐能力，因此橋梁工程教學除了要教給學生專業的理論知識之外，還要培養學生的實踐與操作能力，只有促進兩者的相互結合，才能為橋梁工程學習提供一定的幫助。但是在當前橋梁工程的教學環節中，教師往往只注重理論知識的講述，或者是在課堂上，只是單純的采用PPT等片面的教學手段來為學生講解，無法使學生充分了解橋梁結構的每一個細節，并且僅靠學生現有的想象力無法對橋梁設計進行感性認識和描述。在實際應用中，一旦橋梁設計圖出現更改，我們無法及時地在大腦中構思出橋梁的構造，影響整體的工程進度。

3）適應性差，跟不上時代步伐。隨著科學技術的不斷進步，各種現代化技術的不斷崛起，對橋梁工程的技術人才培養提出了更高的要求。但就目前而言，很多學生的設計理念依然還停留在傳統的橋梁平面設計理念中，教師的知識無法得到及時更新。在實際工程中，橋梁設計的后期成果或者相關經驗無法在其他橋梁工程建設中起到指導性的作用，適應性較差；其次便是隨著各種科學技術的應用，BIM技術在橋梁工程建設中起到的作用愈發重要，必須培養滿足時代要求的橋梁技術人才。在教學工作中，BIM技術作為新技術，學生及教師對它的認識和操作使用還不夠熟練，學校缺乏對未來人才的超前培養力度。

3 基于BIM技術下橋梁工程課程的改革

在現有橋梁工程課堂建設的基礎上，引入并進一步加強BIM技術在橋梁工程課程中的應用，并進行一系列的改進和完善，希望可以以此來促進BIM技術和橋梁工程本科課程的有效結合，提高橋梁工程課程建設的時代感。

應結合橋梁工程課程的教學的現狀，創新現有的教學形式，更改教學模式。作為教師，應當與時俱進，接觸并學習BIM技術基礎知識，不斷整合并且更新自身的專業知識，針對學生不便想象的結構構造，制作基于BIM的視頻課件，便于在有限的課題時間內，為學生提供更加直觀的橋梁結構及其內部配筋認識，便于學生快速認識各配筋的作用，快速完成結構計算，提高教學質量。

在課堂中引進BIM技術，可促進理論與實踐的相互結合，增強學生對橋梁結構及各個構件內配筋的感性認識。運用BIM技術，對橋梁工程設計進行建模和表征，借助于三維成像，使學生可以更加直觀地理解橋梁結構設計的基本原則。同時，也便于學生發現問題、提出問題、并共同討論解決問題的方法。

將BIM技術引入橋梁工程課堂教學，可激發部分計算機技術基礎較好的同學深入了解并學習BIM技術，鼓勵他們在這方面有所發展，使其熟練的掌握并且學會應用BIM技術，除有助于順利完成本課程的學習及加強學生的實踐能力外，可增強學生畢業后的就業競爭力，為其走上工作崗位后從事與BIM相關的工作打下基礎。

4 結語

促進本科課程教學的改革是當前高校教學建設的重要任務，提高橋梁工程課程的教學質量關系到未來我們國家土木工程結構的質量與使用安全。由于受到傳統橋梁工程教學模式的影響和制約，導致我國現有的橋梁工程課程教學與先進的計算機信息技術相脫節。本文借助BIM技術的優勢，將其合理的應用到橋梁工程課程教學改革當中，不僅可以有效改善橋梁工程教學效果，同時也能進一步促進高校教師和學生的全面發展。

參考文獻

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作者簡介

魏建東（1968-），男，漢，河南省新密市，教授，鄭州大學 橋梁工程。