BIM技術在土木工程施工教學中的應用

摘 要：為了提升我國建筑工程產業的發展水平，各高等院校紛紛開設了相關課程，為建筑工程行業的發展培養大量人才。土木施工技術作為培養建筑工程專業人才的重要課程，其教學質量和教學成果直接關系學生的專業技能水平。因此，文章從BIM技術出發，分析了我國土木施工技術課程的教學現狀，提出了基于BIM技術的土木施工技術教學改革建議，希望為提升高校土木施工技術這門課程的教學效果提供參考。

關鍵詞：BIM技術;土木施工技術;教學改革

中圖分類號：G642

文章編號：2095-624X（2019）24-0103-02

一、BIM技術概述

BIM技術是建筑信息模型技術的簡稱，它是在計算機三維模型信息技術的基礎上發展而來的，人們通過該技術能夠實現建筑工程的數字化，構建建筑工程的三維模型。這種模型包含了整個建筑工程的所有信息，相關技術人員可以根據該模型對建筑工程的各環節進行設計、優化，使各施工部門的協調性達到最好，最大限度地提高工程的施工效率、節約施工資源，實現施工單位經濟效益的最大化。

BIM技術是現代社會發展到一定水平的產物，它的出現極大地促進了現代建筑產業的信息化發展。在土木施工技術課程的課堂教學中引入BIM技術能夠有效消除傳統課堂教學方法的弊端，激起學生的求知欲和好奇心，激發學生對土木施工技術課程的學習興趣。

二、土木施工技術課程的教學現狀

隨著我國對教育領域支持力度的不斷增大，一些設置了建筑相關專業的高校開始在教學過程中開設實踐教學課程，但由于受到一些客觀因素的影響，大部分高校在進行建筑或土木施工技術這類實踐性較強的課程教學時，仍然存在嚴重的重理論輕實踐的現象。

一方面，由于某些因素的限制，很多學校不能為學生提供較為完善的實踐設施或實踐基地，教師在進行土木施工技術課程的教學時，往往采用傳統的教學模式，將教學的重點放在專業理論知識上，這就導致學生嚴重缺乏實際的工程實踐經驗，難以真正掌握所學的理論知識。另一方面，很多高等院校還沒有建立起與當地相關企業的合作關系，兩者之間的交流也相對較少，而高?，F有教師隊伍中的教師又大多缺少實戰經驗，因而對土木施工工程實踐性的理解深度不夠，導致教師在實踐性教學能力方面表現不佳。這也是土木施工技術課程教學過程中實踐教學水平低下的重要原因。

BIM技術可以通過構建建筑的三維模型來模擬土木施工的整個過程，具有很強的實踐性特點。因此，在土木施工技術這種對實踐性要求較高的課程教學中運用BIM技術可以有效改善目前該課程教學中“重理論輕實踐”的不良現象。

三、基于BIM技術的教學改革建議

首先，學?？梢圆捎脤嵦摻Y合的教學方式培養學生理論聯系實際的能力，即利用BIM技術在土木施工技術課程教學過程中建立建筑工程施工的模型，模擬建筑的施工過程，讓學生通過模型了解施工的全生命周期。另外，教師應該引導學生思考理論知識在工程實踐中的具體應用，并將課堂教學知識融入施工模擬中去，鍛煉學生的實踐思維以及分析問題、解決問題的能力。

其次，學校可以將土木施工課程的課堂教學內容與BIM等級進行結合，采用評優評先的方式來激發學生對土木施工技術實踐操作的學習興趣。比如，學?？梢园凑諏W生已取得的BIM等級證書、工程實踐成績等給予相應的加分或獎勵，并把學生在工程實踐中取得的成果展示出來。

最后，加強高校與當地相關企業的合作與交流。高等院校通過與施工企業合作可以達到雙贏的效果，一方面企業能夠為高校的學生提供豐富的實踐機會，提高學生施工技術的實踐技能;另一方面高校能夠為企業輸送優秀的畢業人才，促進企業的良性發展。另外，還可以通過開展一些實踐性較強的校企合作科研項目，培養學生的創新精神和實踐能力。

以橋梁施工中應用最為廣泛的掛籃施工部分的教學為例，提出課程改革的構思。掛籃是預應力混凝土連續梁、懸臂梁分段施工和T形鋼構的一項主要設備。掛籃系統包括雙導梁系統、壓重系統、后錨系統、橫梁系統、底平臺系統等。掛籃為臨時結構，組成結構復雜，各部分的設計又需滿足一定的受力及變形要求，材質也較為特殊;掛籃在廠內進行制作，現場安裝后進行預壓，經過檢查掛籃的安全性和檢測導梁撓度，即可立箱梁的模板、綁扎鋼筋、安裝波紋管、澆筑砼。每澆完一對梁段，就進行預應力鋪固，然后向前移動掛籃，進行下一段箱梁的澆筑，直到懸臂端為止。掛籃組成復雜，且掛籃的運行又按一定的順序進行，對很多方面比如連接等有特定要求;施工中的作業順序也有嚴格要求;掛籃行走到一定位置后，要及時對腹板外側、底板進行修飾、打磨，使砼外觀一致;底模鋼筋和腹板鋼筋綁扎好以后，要及時安裝腹板及側模板和芯模;芯模應該放置在掛籃的小縱梁上，前口用拉桿調節高程，后口用拉桿和已澆筑好的砼收緊;腹板內側模和外側模的聯結和固定必須采用兩層;兩腹板上口的緊固，則用螺絲進行調節，使已澆筑的砼牢牢地鎖定在腹板間?？傊?，掛藍存在空間上的組成復雜性和掛籃運行時間上的復雜性，使用過程中包括眾多的有嚴格要求的操作。傳統的文字、圖片授課方式不便學生產生感性認識，且掛籃施工現場存在較大安全隱患，不便聯系工地帶學生現場參觀。為此，可聯系工地上有掛籃施工的校友或有合作的工程單位現場技術人員，讓他們拍攝現場視頻，并加以講解，特別是要包括掛籃移動的整個過程，以及緊隨這個過程后進行的施工操作。在課堂上播放視頻后，收集學生提出的問題，利用視頻連接現場技術人員講解?？紤]到現場圖片包含較多因素，不容易識別，可聯系虛擬現實技術制作公司，基于工程實例幫助制作三維掛籃施工動畫，將課程要求的所有知識點融入該動畫中，并帶虛擬漫游功能，使學生能有身臨其境的感覺，能親手“觸摸”各個構件，并可基于BIM技術，隨時獲得各個構件的材質信息及內力狀態，加深學生對各個構件選材及尺寸設計的認識。并可制作掛籃施工游戲軟件，讓學生課下玩，學生在構件庫中選擇材料，設計掛籃，并模擬施工各個步驟，顯示構件的受力和變形，對操作進行打分，對錯誤的操作進行及時的提醒，達到寓教于樂的目的。

建筑工程在我國城市化建設過程中發揮著舉足輕重的作用，隨著社會的進步和發展，整個社會對建筑工程提出了更高的要求。而建筑領域的人才培養是該領域發展的重要任務。本文提出了將BIM技術應用在土木施工技術的課堂教學中，對該課程進行教學改革，根據我國建筑、土木等專業的教學現狀，學習和總結BIM技術在其他機構中已成功的人才培養經驗，不斷提高教學質量，培養學生的創新意識和實踐能力。

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作者簡介：魏建東（1968—），男，河南新密人，教授，研究方向：橋梁工程。