基于BIM協(xié)同應(yīng)用的水利工程專業(yè)教學(xué)改革初探

虞瑜

【摘要】本文在分析國(guó)內(nèi)外工科院校改革現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出從現(xiàn)有水利工程課程體系入手，分階段，多維度地探討了教學(xué)改革過程中可能遇到的關(guān)鍵問題。

【關(guān)鍵詞】BIM建模 ?BIM協(xié)同 ?水利工程 ?教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G712;TU-4 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）02-0247-01

引言

BIM（建筑信息模型）技術(shù)是建筑行業(yè)的一項(xiàng)重大創(chuàng)新，也是建筑行業(yè)發(fā)展的重要里程碑，BIM 技術(shù)于2002 年正式引入中國(guó)。水利工程項(xiàng)目具有地形條件復(fù)雜，設(shè)計(jì)選型獨(dú)特，作業(yè)空間有限，對(duì)地質(zhì)條件影響巨大等特點(diǎn)，以致水利工程的發(fā)展一直面臨著重重挑戰(zhàn)。新技術(shù)的引入和水利工程的發(fā)展相輔相成。水利工程與普通建筑工程不一樣，水利工程項(xiàng)目與地形、地質(zhì)、水文等條件密切相，且設(shè)計(jì)選型特別。水利工程BIM模型可以解決水利工程樞紐布置和土方計(jì)算的問題。水利工程中土方的開挖和填筑量大，土方量的計(jì)算精度對(duì)整體項(xiàng)目計(jì)算有很大影響。土方量計(jì)算精度取決于與實(shí)際地形的匹配程度， BIM地形模型的設(shè)計(jì)曲面與實(shí)際地形是動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，可以在模型的基礎(chǔ)上快速進(jìn)行土方開挖和填筑實(shí)驗(yàn)，從而選擇土方填挖的最佳方案。通過水工建筑物BIM模型確定的樞紐的布局，可以合理確定樞紐建筑物之間的位置，還可以找到最佳臨時(shí)施工位置，方便施工，縮短工期，具有重要意義。

1.國(guó)內(nèi)外高校BIM教學(xué)現(xiàn)狀分析

國(guó)外基于 BIM 技術(shù)的教學(xué)模式基本趨于完善。例如，亞利桑那州立大學(xué)的BIM教學(xué)改革系統(tǒng)：在一年級(jí)的圖紙分析和二年級(jí)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用、建筑工程施工、建筑工程材料課程中就植入 BIM 技術(shù);在三年級(jí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行 BIM 技術(shù)軟件的培訓(xùn)，如 Revit、Naviswork、BIM5D 等;四年級(jí)，通過大型工程的案例進(jìn)行知識(shí)的整合，使學(xué)生對(duì) BIM 有全方位的運(yùn)用與了解。國(guó)內(nèi)基于BIM技術(shù)的教學(xué)仍處于教學(xué)改革的初級(jí)階段。原因可歸結(jié)為師資力量短缺，軟硬件局限，缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以及現(xiàn)有的課程體系不完善。而在水利行業(yè)中，還有一個(gè)最直接原因是水利工程行業(yè)生產(chǎn)方式的落后。水利行業(yè)的管理人員和技術(shù)人員習(xí)慣將項(xiàng)目分為建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、給排水等模塊。同時(shí)，設(shè)計(jì)、施工、管理等工作將進(jìn)一步分為兩個(gè)部分。這種觀念和習(xí)慣進(jìn)一步影響了高校水利工程的教育模式，最終促成了當(dāng)前BIM教育改革的癥結(jié)。

2.水利工程BIM教改探索

把 BIM技術(shù)融入水利工程教學(xué)實(shí)踐中，可以改變學(xué)生對(duì)水利工程建筑、設(shè)計(jì)、施工等相關(guān)因素的理解，不僅大大提升了實(shí)踐教學(xué)水平與教學(xué)效果，此外，學(xué)生可以真正了解 BIM技術(shù)在實(shí)踐中的核心建筑信息共享的優(yōu)越性，目前應(yīng)主要從以下方面入手：

（1）軟硬兼施，加大經(jīng)費(fèi)投入BIM 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

水利工程 BIM技術(shù)的教學(xué)改革首要條件是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，無論硬件和軟件方面，目前極少有高校單獨(dú)建立水利工程 BIM項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室，引入 BIM技術(shù)后，必須建立與之配套的實(shí)驗(yàn)室。

（2）堅(jiān)實(shí)教研平臺(tái)，推動(dòng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

教師是教學(xué)的關(guān)鍵。 BIM在中國(guó)的研究和應(yīng)用實(shí)踐仍然處于探索階段的事實(shí)注定新建的教學(xué)團(tuán)隊(duì)的能力有限，自我哺育能力還不夠，學(xué)校必須通過多種渠道和形式積極投資建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)教學(xué)科研平臺(tái)建設(shè)。

（3）博采眾長(zhǎng)，探索最適合的培養(yǎng)模式

在原有的培養(yǎng)計(jì)劃基礎(chǔ)上，結(jié)合水利工程BIM 技術(shù)現(xiàn)狀，制定出符合社會(huì)需求的培養(yǎng)模式。BIM 協(xié)同應(yīng)用基于網(wǎng)絡(luò)，使來自不同地理位置的不同學(xué)科的項(xiàng)目各參與方的人員能夠共享數(shù)據(jù)協(xié)同展開工作。

3.總結(jié)與展望

（1）結(jié)合實(shí)際，循序漸進(jìn)。現(xiàn)有水利工程技術(shù)不能直接被BIM技術(shù)替代。Bim技術(shù)的融入需要一定時(shí)間，課程體系的調(diào)整需要逐步修訂教學(xué)大綱和提高方案可行性。

（2）合理有效的教學(xué)資源配置仍是實(shí)施階段的難點(diǎn)。無論是師資良莠不齊，行業(yè)軟件標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，還是硬件資源有限，都是這場(chǎng)教改面臨的實(shí)際難題。有利的政策指導(dǎo)，形成校企合作的良性循環(huán)。

（3）打破專業(yè)界限，注意交互學(xué)習(xí)。當(dāng)美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金資助工程教育綜合改革時(shí)，重點(diǎn)是：多學(xué)科綜合，分科不要過細(xì);面向并行工程，貼近工業(yè)實(shí)踐;加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手能力。

（4）各行業(yè)建立模型的規(guī)則差異較大，水利工程建模的方法和流程更是走在各行業(yè)的尾梢。

參考文獻(xiàn)：

[1]童秉樞. 關(guān)于設(shè)計(jì)教育與工程圖學(xué)改革的思考[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào).2000（4）：25-31

[2]毛文武.美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈哥分校工程圖學(xué)課程教學(xué)研究[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào).2007（5）

[3]卓鵬飛.泵閘工程BIM協(xié)同建模與抽圖研究[J].上海水務(wù).2017（4）：39-41

[4]卜一秋.從CAD到BIM前途是光明的，道路是曲折的[J].建筑創(chuàng)作.2011（6）：154-158