土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)探究

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摘要：文章分析了土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀，介紹了BIM技術(shù)，探究了基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)，包括將BIM技術(shù)融入設(shè)計(jì)類實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，結(jié)合BIM技術(shù)改革實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)，建立BIM實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地，構(gòu)建雙導(dǎo)師制的實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍，積極組織學(xué)生參加BIM技能大賽。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；土木工程專業(yè)；實(shí)踐教學(xué)

一、土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

目前，我國土木工程專業(yè)高等院校的人才培養(yǎng)方案中，實(shí)踐教學(xué)的基本模式普遍采用設(shè)置課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)三大模塊的方式來提高學(xué)生的實(shí)踐能力，然而實(shí)踐教學(xué)模式陳舊、實(shí)施過程形式化與工程實(shí)踐脫節(jié)嚴(yán)重。例如，土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)有房屋建筑學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、施工組織及基礎(chǔ)工程等多個(gè)課程設(shè)計(jì)，雖涵蓋了主要核心課程，但設(shè)計(jì)題目與實(shí)施模式多年不變，學(xué)生很容易找到現(xiàn)成的范例照搬下來即可，可供學(xué)生自主發(fā)揮的空間有限，因此，學(xué)生投入的積極性不高。在實(shí)習(xí)方面雖有認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)三個(gè)環(huán)節(jié)，但實(shí)施過程流于形式。因此，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的提高十分有限。而在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目類型不但過于陳舊，而且與目前工程中涌現(xiàn)出的建筑信息化管理、多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)等新技術(shù)、新理念脫節(jié)比較嚴(yán)重，學(xué)生用一學(xué)期時(shí)間去完成一個(gè)套路式的計(jì)算和設(shè)計(jì)過程，對(duì)提高專業(yè)實(shí)踐能力效果并不大。

二、BIM技術(shù)簡介

BIM是建筑信息模型（BuildingInformationModeling）的英文縮寫，是一種多維建筑信息模型集成技術(shù)[2]，作為建筑工程物理特征和功能特性信息的數(shù)字化載體，可將二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S數(shù)字化信息模型，從而模擬建筑物建設(shè)及運(yùn)維全過程所具有的真實(shí)信息[3]。它具有信息的完備性、關(guān)聯(lián)性、一致性及可視化、模擬性、優(yōu)化性，便于實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理和成本、進(jìn)度控制等諸多優(yōu)勢?？蓱?yīng)用于工程項(xiàng)目決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造施工、運(yùn)維管理，甚至改建拆除等各個(gè)階段，其建筑數(shù)字化、信息化的思想正在對(duì)土木行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。隨著BIM技術(shù)的興起，土木行業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)入建筑信息化的發(fā)展階段，行業(yè)發(fā)展需要大批BIM技術(shù)人才，而在高校土木專業(yè)目前的人才培養(yǎng)體系中，并未設(shè)置系統(tǒng)的BIM技術(shù)教學(xué)與實(shí)踐體系，這顯然已經(jīng)滯后于當(dāng)前土木工程界發(fā)展的實(shí)際需求。因此，借助BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)可視化表達(dá)和模擬建造的特點(diǎn)，研究基于BIM技術(shù)提高土木工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)模式，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

三、基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)探究

（一）將BIM技術(shù)融入設(shè)計(jì)類實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

BIM技術(shù)知識(shí)較為復(fù)雜，且相關(guān)軟件較多，學(xué)習(xí)量較大，在基于BIM技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革的實(shí)施過程中，首先，應(yīng)將BIM技術(shù)軟件的建模操作與建筑設(shè)計(jì)類課程設(shè)計(jì)結(jié)合起來。其次，將模型的深化設(shè)計(jì)及族功能的運(yùn)用與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類課程設(shè)計(jì)結(jié)合起來。最后，將BIM技術(shù)的模擬建造和優(yōu)化管理技術(shù)與施工組織類課程設(shè)計(jì)結(jié)合起來，從而給學(xué)生較為系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練。例如，在房屋建筑學(xué)課程設(shè)計(jì)中，改變傳統(tǒng)的平面圖紙二維表達(dá)方式不夠精確直觀的弊端，采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維建模，讓學(xué)生結(jié)合三維模型來掌握房屋的空間組成、功能實(shí)現(xiàn)和構(gòu)造知識(shí)，發(fā)揮BIM技術(shù)可視化、信息化管理的技術(shù)優(yōu)勢。在混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程等課程設(shè)計(jì)中，逐漸提高學(xué)生利用BIM技術(shù)族庫功能深化建模的能力。在土木工程施工組織課程設(shè)計(jì)中，可借助BIM施工模擬技術(shù)，進(jìn)行項(xiàng)目場地布置和施工進(jìn)度、項(xiàng)目成本管理的優(yōu)化。通過學(xué)生循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)，逐步掌握BIM技術(shù)的應(yīng)用技能。到了畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，學(xué)生可進(jìn)行基于BIM技術(shù)的全過程設(shè)計(jì)，將建筑信息化貫徹完整的項(xiàng)目中，特別是可組建多專業(yè)學(xué)生構(gòu)成的設(shè)計(jì)小組，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)。

（二）結(jié)合BIM技術(shù)改革實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)

目前，土木工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)往往以參觀和參與一些輔助性工作為主，學(xué)生實(shí)習(xí)收獲十分有限。因此，必須結(jié)合BIM技術(shù)對(duì)土木工程專業(yè)的實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行升級(jí)改革，首先，以BIM虛擬仿真和三維可視化技術(shù)輔助學(xué)生高質(zhì)量地完成認(rèn)知性的實(shí)習(xí)實(shí)踐。其次，以BIM技術(shù)為工具，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)結(jié)合最新的BIM信息化理念親身參與工程項(xiàng)目的實(shí)踐過程。例如，在進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)時(shí)，指導(dǎo)教師應(yīng)對(duì)一些代表性的建筑建立起3D模型庫，在實(shí)習(xí)前引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合建筑的3D模型進(jìn)行初步分析，較好地了解建筑細(xì)節(jié)，然后再去實(shí)際建筑參觀。而在生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)階段，學(xué)生在前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)初步掌握了BIM技能，可作為工程技術(shù)人員發(fā)揮出其技能優(yōu)勢，充分運(yùn)用BIM技術(shù)工具，真正參與項(xiàng)目的建模、管理與方案優(yōu)化等工作中，并在實(shí)習(xí)結(jié)束后依托校企共建的BIM實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地持續(xù)跟進(jìn)項(xiàng)目。

（三）建立BIM實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地

在實(shí)際工程中，一個(gè)項(xiàng)目的建造少則半年，多則數(shù)年，而目前學(xué)生的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)大多為兩周至一個(gè)月的時(shí)間，學(xué)生實(shí)習(xí)往往只能參與工程的一個(gè)很短階段。因此，傳統(tǒng)實(shí)習(xí)效果非常有限，如能以BIM技術(shù)人才培養(yǎng)為契機(jī)，學(xué)校與企業(yè)合作建立長期穩(wěn)定的BIM實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地，對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的BIM技術(shù)能力培養(yǎng)，使學(xué)生面向?qū)嶋H項(xiàng)目，長期關(guān)注一個(gè)項(xiàng)目的完整建造過程，并利用校企共建的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地真正參與項(xiàng)目建設(shè)過程中，企業(yè)在工程中遇到的問題及時(shí)發(fā)送給BIM實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地，在校企雙方導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)下，發(fā)動(dòng)以學(xué)生為主體的BIM實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地的技術(shù)力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，將解決方案及時(shí)反饋給工程建設(shè)單位，可使學(xué)生的實(shí)踐能力在實(shí)戰(zhàn)中得到有效的提高，為項(xiàng)目提供有價(jià)值的BIM技術(shù)咨詢服務(wù)。

（四）構(gòu)建雙導(dǎo)師制的實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍

依托BIM實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地，建立由校內(nèi)專業(yè)教師和企業(yè)專家雙重指導(dǎo)的雙導(dǎo)師制度，學(xué)校定期選派專業(yè)教師到合作單位掛職鍛煉，提高教師對(duì)合作企業(yè)工程建設(shè)項(xiàng)目參與率，從中不斷增強(qiáng)專業(yè)教師理論聯(lián)系實(shí)踐能力，合作單位則向?qū)W校推薦企業(yè)專家擔(dān)任學(xué)生的兼職實(shí)踐指導(dǎo)教師。讓行業(yè)專家參與到土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)過程，充分調(diào)用校內(nèi)外師資力量共同培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

（五）積極組織學(xué)生參加BIM技能大賽

目前，在國家大力提倡BIM技術(shù)應(yīng)用的大背景下，國內(nèi)每年都會(huì)舉辦各種名目繁多規(guī)模各異的BIM技能大賽，特別是中國建設(shè)教育協(xié)會(huì)、中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)、中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、中國圖學(xué)學(xué)會(huì)等行業(yè)協(xié)會(huì)、學(xué)會(huì)及廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司、歐特克軟件（中國）有限公司等行業(yè)內(nèi)有影響力的企業(yè)舉辦的高質(zhì)量的全國性BIM大賽，對(duì)BIM技術(shù)的推廣起到了很好地促進(jìn)作用。因此，通過學(xué)生參與比賽所進(jìn)行的集訓(xùn)與操練，大力提高學(xué)生學(xué)以致用的專業(yè)實(shí)踐能力。特別是在參加省級(jí)和全國大賽之前，可以以組織校內(nèi)選拔賽的方式，動(dòng)員學(xué)生全員參加。

四、結(jié)語

隨著BIM技術(shù)的迅猛發(fā)展，將BIM技術(shù)融入高等教育土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革是必然趨勢。將土木工程實(shí)踐教學(xué)與BIM技術(shù)相結(jié)合，將傳統(tǒng)的二維信息變?yōu)槿S表達(dá)，將理論講解變?yōu)閷?shí)踐操作，可以對(duì)培養(yǎng)土木類專業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新型人才起到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]高等學(xué)校木工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì).高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2011.

[2]鄭華海,劉勻,李元齊.BIM技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].結(jié)構(gòu)工程師,2015,31(4):233-241.

[3]王芳,張志強(qiáng).融合BIM技術(shù)的應(yīng)用型土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)化與應(yīng)用[J].高等建筑教育,2016,25(1):155-

作者：孫慶巍 李博 王玨 單位：遼寧工程技術(shù)大學(xué)