基于BIM技術的《鋼結構詳圖深化設計》課程教學改革研究探索

程瑞芳 寧亞鋒

摘 要：鋼結構深化是建筑市場發展下鋼結構專業分工下一個分支，近年來隨著鋼結構的迅猛發展，深化設計員崗位空缺越來越大，本文按深化設計員崗位工作過程為導向，以楊凌職業技術學院為例，分析《鋼結構詳圖深化設計》課程目前教學中存在的問題，優化選取教學內容，利用BIM豐富教學資源，改革教學模式，創新課程實訓和頂崗實習內容，將B1M技術融入鋼結構深化設計教學提供一個新思路。

關鍵詞：BIM技術;鋼結構深化設計;教學改革

鋼結構深化是建筑市場發展下鋼結構專業分工下一個分支，近年來隨著鋼結構的迅猛發展，深化設計員崗位空缺越來越大，但是目前國內開設鋼結構專業的高職院校還很少，對鋼結構專業的教學研究主要在課程的開設和人才培養方案等方面，對深化設計的內容研究目前主要是從《鋼結構施工》等課程中選取有關鋼結構施工詳圖深化設計內容進行的，將《鋼結構詳圖深化設計》作為一門課程進行研究的在國內外仍是空缺?；贐IM的教學模式的探索涉及較少，對BIM如何融入課程建設目前也尚處于初步探索階段。

一、《鋼結構詳圖深化設計》課程現狀

（一）課程現狀

楊凌職業技術學院于2016年在建筑工程技術專業的基礎上增設了鋼結構方向。并將《鋼結構詳圖深化設計》列為鋼結構專業的一門專業核心課程，內容的選取上是對應深化設計員崗位要求應掌握的理論基礎和技能要求，鋼結構專業二年級主要進行鋼結構詳圖深化設計理論、Tekla Structures鋼結構BIM應用理論知識的教授，三年級進行鋼結構建模實訓和頂崗實習的技能知識的鞏固。為了本課程的順利開展，任課教師都是鋼結構專業的碩士以上學位，并且團隊中任課教師都具有中級以上職稱，所有任課教師都進行了鋼結構的實習鍛煉和TEKLA軟件的培訓，團隊也初步完成了該課程的線上線下混合課程的建設。

（二）教學存在的問題

（1）課程在我校是首次開設，授課教師教學經驗不足并且普遍沒有工程實戰經驗;目前鋼結構深化設計課程理論方面的敘述過于詳細，內容較多，與工程實際結合實例太少;教材和課件上鋼結構構造多是平面圖形，鋼結構的節點復雜，采用板書教授和PPT對三維圖形展示不夠直接。（2）課程是集鋼結構施工、設計、加工制造、現場安裝、軟件應用為一體的綜合性較強的課程，要求學生具備扎實的專業知識和較強的具象思維和邏輯思維，學生的理論基礎不夠扎實，知識儲備不夠豐富，所以學習本課程時的難度較大。（3）由于學生實習經驗不足，走到工程一線機會匱乏，對于具體工程案例，學生只能通過老師講解，自己對圖紙進行想象，對比較復雜的工程的結構形式，構造要求，工藝流程不能理解，導致對實訓或實習任務理解不夠，實訓效果差。如何將內容細化，以具體工作為模塊，按深化設計的工作流程，進行課程的實施對教師和學生都提出了較高的要求。

（三）BIM技術在課程中的應用

隨著鋼結構的日益普遍，復雜空間結構、總用鋼量大、非標準構件和非標準節點多的鋼結構建筑越來越多，而BIM技術對于結構復雜，計算量大的工程不但能提高詳圖設計員的效率，而且大大降低了運算量，能真正做到信息化，可追蹤。BIM在鋼結構工程中的應用從前期招標、深化設計、工廠制造到現場施工是為工程全生命周期提供可靠服務的數字化表達。所以課程在講授過程中采用案例分析法，并且采用BIM軟件貫穿于于整個案例分析中。

二、基于BIM技術的課程教學形式

（一）課程內容的選取

內容選取對應工作過程，首先是結合BIM技術識圖，利用Revit軟件建模，形成整個結構的整體模型。通過BIM軟件三維模型再轉生成二維圖紙提高學生討鋼結構圖紙的識圖能力，這樣也深化了對鋼結構結構的理解;其次是建模過程，主要內容包括Tekla Structures軟件概述、建模準備工作、建立基于CAD的門式剛架、螺栓和底板、吊車梁、等內容;最后是出圖，主要包括出圖方法和圖紙整理等內容。

（二）利用BIM進行教學方式的改革

合理使用教學資源，改變傳統的板書和PPT講授，利用學校的優慕課資源實現線上線下混合教學，利用實例講解鋼結構工作平臺的BIM模型，利用模型可以查看結構平面布置，查看鋼結構主次梁、梁柱節點的連接形式等。利用線上平臺將鋼結構模型的安裝、焊接、螺栓等工藝流程視頻頻形成三維可視化教學資源庫，學生只需要通過平臺學習輕鋼門式剛架和鋼結構框架等普通鋼結構工程的加工工藝，通過這種可視化不僅可以增加課堂教學的直觀程度還可以深化學生討鋼結構構造的理解也提高了教學質量。

（三）實訓教學的改革

為保證課程實訓的順利實施，首先制定了完備的課程體系，學校具備供學生認識實習的數十種模型節點和鋼結構點專業實踐鍛煉的實訓中心，機房都安裝了供學生詳圖深化設計實訓用的Tekla Structures BIM軟件，具備學生的深化實踐的基本條件。采用學校已建成鋼結構工程作為實訓任務，讓學生邊設計邊參觀1∶1建筑模型，有不好理解的及時到現場觀察，然后再返回實訓室進行設計。在實訓過程中采用啟發式教學法首先讓學生先參觀學校對要拆的圖有一個初步的印象，然后再采用案例教學法讓學生對鋼結構施工詳圖深化設計有一個較深層次的理解，最后在此基礎上讓他們自己動手完成一榀鋼架施工詳固深化設計的項目，在此過程中采用項目引領教學方法使他們對此部分內容能拿捏準確、熟練應用。為學生后續畢業頂崗實習和工作實習及從事鋼結構相關工作打下良好、堅實的基礎。

（四）課程評價體系的建立

優慕課平臺的建成和校園網的成功覆蓋也為課程的線上線下混合教學和過程考核提供了基礎。考核主要是通過對學生在線學習視頻時長的分析、單次作業成績、章節測評、小組演示成績等學習過程的記錄，最后采用加權平均對學生課程學習進行綜合評價。

三、結語

建筑裝配化和綠色建筑是建筑的發展方向，而鋼結構是實現建筑裝配化和綠色建筑的最有效途徑，具有很大的發展空間。在信息化大環境下，課程也面臨著具大的挑戰，建設線上線下混合課程，在線開放課程是必然趨勢同時也是挑戰，在互聯網+時代，網絡上有很多關于深化設計的講座，視頻和論壇等，如何建設成學生實用，夠用，想學，愛學的線上線下課程是目前該課程面臨的巨大挑戰。

參考文獻：

[1]鄭玉瑩，謝偉，等.基于BIM的鋼結構教學改革初探[J].高教學刊，2017（20）0150，03.

[2]葉茂林，胡曉玄.關于鋼結構施工詳固深化設計模塊教學方法淺議[J].價值工程，2012.11.075.

基金項目：楊凌職業技術學院人文社科類研究基金項目（GJ1822）

作者簡介：程瑞芳（1987-），女，漢族，內蒙古烏蘭察布人，碩士研究生，高校講師，研究方向：鋼結構、結構優化設計;寧亞鋒（1985-），男，漢族，陜西咸陽人，工學學士，中級工程師，研究方向：建筑工程施工技術。