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BIM技术优化工程类专业课程教学的实践研究[]
2020-07-06

郭涛   李鹏飞  郑显春  

(河北建筑工程学院 土木工程学院,河北 张家口075000

摘要借助BIM技术的可视性、动态性、多专业协作等信息化优势,对工程类专业课程教学进行优化,建立多层次、相互衔接的、科学系统的信息化教学体系。BIM技术应用于土木工程专业类课程教学中的实践研究,以BIM模型为课件,实现课堂教学的连贯性、形象性学习,以BIM技术融合设计实现专业实践教学环节的完整性,能够取得良好的教学效果。

关键词:信息化教学、BIM技术、优化、土木工程、教育教学论坛

中图分类号:G642.0   文献标志码:A

Practical Research on BIM Technology Optimization Engineering Course Teaching

GUO Tao  LI Peng-fei  ZHENG Xian-chun

Hebei University Of Architecture   civil engineering college  Hebei  Zhangjiakou 075000

Abstract: With the information advantages of BIM technology, such as visibility, dynamics and multi-specialty collaboration, the teaching of engineering specialty courses is optimized, and a multi-level, interconnected and scientific and systematic information teaching system is established. The application of BIM technology in the teaching practice of civil engineering courses is studied, and the BIM model is used as the courseware to realize the continuity and visual learning of classroom teaching. BIM technology integration design to achieve the integrity of professional practice teaching links, can achieve good teaching results.

 

一、我国工程类课程教学应用BIM技术的现状

目前BIM技术作为一种新型的、成熟的工具已经在一些复杂项目上得到了很成功的应用。BIM通过三维立体直观的展示,使工程专业的学生对理论的理解更加形象,使之利用BIM技术解决工程问题的能力得到加强,使“学”与“用”得到更完整的结合,对工程类专业的教学将产生直接的优化作用。由此,将BIM技术作为信息化的工具融入高校的课程改革,尤其是对各类工程专业中实践性强的专业课程改革更为迫切。国内研究偏重于高校对BIM课程的建设、研究课程的设置、应用技术的选择、课程体系的管理等宏观方面,当然这些方面是应该要加强的。而针对工程类专业的培养目标,如何应用BIM技术优化专业课程体系的研究还较少。我国高校目前在专业课程教学中对BIM技术的应用还不够普遍,尤其是多门课程、多教学环节的连贯性应用还很少。

二、BIM技术对工程类课程教学的优化作用

首先,工程专业是要求理论与实践紧密结合的教学,当前的培养方案中加强了对学生的能力培养,要求学生要尽量在实际情境中学习,如果只能通过课堂来描述情境,教学的目标即学生的应用创新能力很难达到预期的培养效果[1]。引入BIM技术的工程类专业课程教学正是基于对学生的培养目标,对教学内容、教学方法做出的改革。利用BIM技术的可视化、动态化、协调性、模拟性的特点,可以更好地促进教学目标的实现,也是未来培养实用型人才的需要。同时,现代工程项目越来越复杂,传统的实践教学方式很难清楚、直观地呈现项目的实施和管理过程,学生完成任务也只能是简单的甚至是落后的,学生对复杂项目的设计很难参与掌握。利用BIM技术的优化性和可出图性的优势,通过信息化实现项目设计、实施、管理的全优化过程,能够增进学生对专业知识的理解和掌握,由此提升专业素质。结合BIM技术的课程教学能够提供虚拟的优化环境、基于问题和项目的自主性学习方式,由此显著提高学生利用BIM技术解决实际工程中复杂问题的能力[2]。由此,以BIM技术融合工程类专业课程教学,借助信息化软件强大的数据功能,是优化专业教学的重要手段。推进BIM技术优化工程类专业课程教学和改革,具有重要的现实意义[3]

三、BIM技术优化工程专业课程教学的实践研究—以土木工程专业为例

1.BIM技术优化土木工程专业课程教学的内涵

BIM技术要针对土木工程的专业课程体系进行全过程辅助优化,不能仅开设一门课程或在一个环节上实践一下就完成的。结合BIM系列软件中的BIM建筑建模软件、三维模型算量软件、BIM造价软件、施工全过程三维模拟软件、项目方案优化软件,动态施工进度控制软件、多专业施工碰撞检测软件等涉及专业各环节实施的全优化功能,在土木工程专业各门课程的各教学环节中开展BIM技术的应用。引入BIM技术的土木类专业课程要引入实际项目为教学题目,更多地采用案例教学方法,实现项目的仿真设计、仿真施工、仿真造价控制、仿真进度计划编制等实践教学过程,将能够显著增进学生对现实专业知识的理解,提高专业的应用能力[4]

2.应用BIM技术优化土木工程专业课程教学的实践过程

目前,相关专业方向的BIM入门课程是各大高校已经实现的,在专业课堂教学中教师采用BIM建筑动态模型,可以实现建设阶段全过程的模拟。结合模型对课程的讲解,使学生对理论与实际建立着更形象的认识。实践教学环节中,由指导老师带领学生采用BIM技术完成实际工程方案的设计、施工、管理,加强学生解决工程中复杂问题的能力。土木工程专业的课堂教学阶段,采用BIM系列软件Autodesk Revit、Tekla软件、Navisworks软件、广联达BIM软件结合课程建立分析模型进行理论内容的讲解,使学生更加形象地掌握专业内容。只要专业教师能够更加注重模型的一致性和教学的连贯性,那么这一系列的BIM软件的应用就会大大优化课程体系,使学生能 够高效、完整、贯通地掌握一个建筑由设计到竣工各个阶段的专业知识。实践教学方面,土木工程专业学生的设计环节较多,设计实际工程为题目,大型项目可以小组形式完成设计任务。根据不同设计阶段的任务,连贯地应用BIM软件对整个工程项目进行阶段性设计。指导教师只要对信息和BIM技术的选择、理解、整合、表达和合理传播进行引导,充分调动学生利用BIM工具解决专业问题及对优化工程设计方案的能力,具有现实指导意义。

四、应用BIM技术优化工程类专业课程教学的具体措施

1.构建融合BIM技术的专业教学课程体系

根据工程类人才培养目标,以应用创新能力培养为主线。在课堂教学方面,将BIM技术作为教学工具引入专业课程的课堂,以BIM建模为学生展示建设动态过程,对学生进行形象生动的教学。在实践课程方面,以实际工程项目为题目,应用BIM系列软件开展工程的设计和优化应用,形成涵盖各个环节能力训练的BIM实践教学体系。

2.广泛参加各项实践活动,持续锻炼学生的BIM实践能力

由导师带领学生应用BIM技术对实际工程提供咨询、设计等实践性任务,为企业服务的同时锻炼学生的实践能力;对于专业研究能力强的学生,可以由导师带领参与到BIM技术实践的课题研究中;参加BIM技术设计竞赛、借助BIM技术开展创新创业活动等,对学生进行持续的锻炼和学习,产生良好的社会效益。

3.适应BIM技术教学的师资及教学环境的协同发展

对于教师而言,一方面要熟悉BIM学科的发展前沿、掌握BIM软件的使用方法;另一方面,必须具有与课程相关的工程实践经验,包括设计、施工、造价、工程管理等经验。对于教学环境而言,必须配备BIM机房及实验室,有实际的项目进行设计、施工和管理,让学生能够真正地接触到工程实施过程中可能出现的复杂问题、以及借助BIM的有效解决措施[4]

五、结语

借助BIM技术优化工程类专业课程教学,建立多层次、相互衔接的、科学系统的信息化教学体系,能够使学生更加形象、完整地学习并掌握专业知识,提升学生的实践能力尤其是解决复杂问题的能力。一系列以学生为主导的,借助BIM技术的可视性、动态性、多专业协作等信息化优势的教学实践研究,使工程类专业教学提升了学生的参与度,持续锻炼学生的专业素养和实践能力,拓展了专业视野,使学生未来能够更好地服务行业的发展,并取得良好的教学效果和社会效益。

 

参考文献

[1] 陈金华,郭华伦.在高职建筑工程造价专业课程体系中设置BIM课程的思考[J].太原城市职业技术学院学报,2015,(2):103-104.

[2] 王华,乔业,施惠斌.基于BIM课程体系的建筑工程人才培养模式研究[J].教育现代化,2017,(1):17-18.

[3] 杨勇,李友彬.国外BIM的发展及其对我国土木工程专业教学改革的启示[J].高等建筑教育,2016,(3):46-49.

[4] 张尚,任宏, Albert P.C.Chan. BIM的工程管理教学改革问题研究(二)——BIM教学改革的作用、规划与建议[J].建筑经济,2015,(2)92-96.

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