基于MIB的土木工程材料試驗教學體系探析

唐純翼

摘 要： 文章在科學、客觀地評價土木工程材料試驗教學現狀的基礎上，以培養學生創新能力為目標，將BIM技術應用到土木工程材料試驗教學中，構建了“實體試驗+BIM試驗”的土木工程材料試驗教學體系。

關鍵詞： BIM 土木工程材料試驗 教學體系

BIM即建筑信息模型，是用數字表達建設項目的物理和功能特性，貫穿建設工程項目的全生命周期，即項目的可研、立項、決策、建設準備、實施和運營等全過程所有階段，要求在不同階段由建設項目參與者提供相關數據，建立與實際情況一致的建設工程信息庫數字模型[1]。由于BIM在可視化、協調性、模擬性、優化性等方面的卓越表現，BIM技術的應用在工程領域已如火如荼[2]。

將BIM技術應用于高校教育屬于全新領域，研究成果較少。本研究BIM技術植入土木工程材料試驗教學中，創新了試驗教學方法，培養了學生的創新思維與創新能力。

1.土木工程材料試驗現狀與評價

1.1試驗現狀

吉首大學開設的土木工程材料實驗均為實體試驗，類型包括土木工程材料的基本物理性質試驗、水泥試驗、混凝土用骨料試驗、普通混凝土試驗、砂漿試驗、砌墻磚試驗、鋼筋試驗、石油瀝青試驗等（見下表）。

1.2試驗現狀評價

如上表顯示，吉首大學開設的土木工程材料實體試驗具備如下特點：

沿襲了傳統的土木工程材料試驗教學方法，即按教學順序與教學內容安排試驗教學，需要較長時間才能完成。

需要具備較多的試驗設備與較大的試驗場地，試驗前期投資較大，設備運行費用較高。

試驗消耗資源較多，若重復試驗需要的資源更多，試驗效率不高。

試驗多為驗證性類型，設計性與綜合性試驗類型缺乏，不利于學生創新性教育。

2.基于MIB的土木工程材料試驗教學體系構建

2.1指導思想

依據“理論夠用，應用優先”的原則，選擇恰當的教學內容，采用植入式的方式構建土木工程材料BIM實驗教學體系。以直觀、生動、形象、可視、交互的教學形式取代傳統的實訓、實驗，展示土木工程材料的結構、性能、應用及儀器設備的構造、操作流程等知識難點，實現學生由“被動接受”轉變為“主動探究”的實踐教學目標。

2.2總體框架

采用傳統試驗與BIM試驗相結合的方式，將土木工程材料試驗教學內容分為實體試驗與BIM試驗兩部分。實體試驗以驗證性試驗為主，BIM試驗以設計性試驗、綜合性試驗與創新性試驗為主。實體試驗與BIM試驗自成體系又相互支撐，形成一個土木工程材料試驗的有機整體。在實際教學時，根據教學進度可平行或交叉進行（見下圖）。

2.3改革措施

2.3.1建設MIB教學隊伍

開展MIB試驗需要一批熟練掌握BIM技術的教師，因此加強BIM教學師資建設是首要任務。通過自身培訓與引進具有BIM實踐經驗的工程人員加入教師隊伍，是構建BIM技術教師團隊的有效方法。

2.3.2構建BIM試驗平臺

BIM試驗平臺是使BIM技術融入實踐教學的硬件基礎，因此學校應盡快下定決心構建。鑒于吉首大學BIM基礎較弱，為盡快形成BIM實踐教學能力，可先建設BIM模擬試驗室，以滿足相關急需課程如土木工程材料試驗教學的需求。

2.3.3創新BIM試驗教學方法

BIM試驗對于培養學生創新能力的強大作用毋庸置疑，但要處理好實體試驗與BIM試驗的正確關系。對于土木工程材料試驗來說，一定的實體試驗是必需的，因此BIM試驗只能是植入式的，不能用BIM試驗取代所有的試驗。

2.3.4制訂BIM激勵機制

BIM技術用于教學屬于新興領域，需要制訂相關激勵機制來推動BIM技術在教學中的應用。成立BIM技術應用工作室、開設BIM技術教學應用課題等，都是行之有效的方法。

3.問題與討論

3.1吉首大學目前還沒有BIM基礎，如沒有BIM技術平臺、沒有熟練掌握BIM技術的教師等，因此項目實施的前期任務艱巨。

3.2 BIM技術對于土木工程專業至關重要，因而開設BIM課程，將BIM技術應用于課程教學，是培養學生BIM技能及創新能力的有效途徑。

3.3在實際教學應用中，需要給學生強化的是BIM理念，即用工程化的數字信息描述現實世界的實體建筑，建立數字化的工程信息模型供工程全生命期使用。BIM理念與BIM軟件不是一回事，不能將BIM的作用與價值等同或歸功于BIM軟件。

3.4雖然BIM技術應用于土木工程專業教學之中還存在諸多難點，但假以時日，BIM之花一定會在土木工程專業教學苑中全面綻放。

參考文獻：

[1]楊勇，李友彬.國外BIM的發展及其對我國土木工程專業教學改革的啟示[J].高等建筑教育，2016（3）：46-49.

[2]張憲江.BIM技術在鋼筋混凝土結構教學中的應用[J].教育教學論壇，2016（3）：216-218.