BIM技術優化工程類專業課程教學的實踐研究

郭 濤 李鵬飛 鄭顯春

摘要：借助BIM技術的可視性、動態性、多專業協作等信息化優勢，對工程類專業課程教學進行優化，建立多層次、相互銜接、科學系統的信息化教學體系。將BIM技術應用于土木工程專業類課程教學中的實踐研究，以BIM模型為課件，實現課堂教學的連貫性、形象性學習，以BIM技術融合設計實現專業實踐教學環節的完整性，能夠取得良好的教學效果。

關鍵詞：信息化教學;BIM技術;優化;土木工程

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）49-0260-02

一、我國工程類課程教學應用BIM技術的現狀

目前，BIM技術作為一種新型的、成熟的工具，已經在一些復雜項目上得到成功的應用。BIM通過三維立體的直觀展示，使工程專業的學生對理論的理解更加形象，利用BIM技術解決工程問題的能力得到加強，“學”與“用”得到更完整的結合，對工程類專業的教學將產生直接的優化作用。由此，將BIM技術作為信息化的工具融入高校課程改革，尤其是對各類工程專業中實踐性強的專業課程改革更為迫切。國內研究偏重高校對BIM課程的建設、研究課程的設置、應用技術的選擇、課程體系的管理等宏觀方面，當然這些方面是應該要加強的。針對工程類專業的培養目標，應用BIM技術優化專業課程體系的研究并不多。我國高校目前在專業課程教學中對BIM技術的應用還不夠普遍，尤其是多課程、多教學環節的連貫性應用很少。

二、BIM技術對工程類課程教學的優化作用

首先，工程專業要求理論與實踐緊密結合。當前的培養方案中加強了對學生能力的培養，要求學生盡量在實際情境中學習，如果只能通過課堂來描述情境，教學目標即學生的應用創新能力培養很難達到預期的培果[1]。引入BIM技術的工程類專業課程教學，正是基于對學生的培養目標對教學內容、教學方法做出的改革。利用BIM技術的可視化、動態化、協調性、模擬性的特點，可以更好地促進教學目標的實現，也是未來培養實用型人才的需要。

同時，現代工程項目越來越復雜，傳統的實踐教學方式很難清楚、直觀地呈現項目的實施和管理過程，學生完成任務也只能是簡單甚至是落后的，學生對復雜項目的設計很難掌握。利用BIM技術的優化性和可出圖性的優勢，通過信息技術實現項目設計、實施、管理的全優化過程，能夠增進學生對專業知識的理解和掌握，由此提升專業素質。結合BIM技術的課程教學，能夠提供虛擬的優化環境、基于問題和項目的自主性學習方式，由此顯著提高學生利用BIM技術解決實際工程中復雜問題的能力[2]。由此，以BIM技術融合工程類專業課程教學，借助信息化軟件強大的數據功能，是優化專業教學的重要手段。推進BIM技術優化工程類專業課程教學和改革，具有重要的現實意義[3]。

三、BIM技術優化工程專業課程教學的實踐研究——以土木工程專業為例

1.BIM技術優化土木工程專業課程教學的內涵。BIM技術要針對土木工程的專業課程體系進行全過程輔助優化，不能僅開設一門課程或在一個環節上實踐就可以的。結合BIM系列軟件中的BIM建筑建模軟件、三維模型算量軟件、BIM造價軟件、施工全過程三維模擬軟件、項目方案優化軟件、動態施工進度控制軟件、多專業施工碰撞檢測軟件等涉及專業環節實施的全優化功能，在土木工程專業各門課程的教學環節中應用BIM技術。引入BIM技術的土木類專業課程要引入實際項目為教學題目，更多地采用案例教學方法，實現項目的仿真設計、仿真施工、仿真造價控制、仿真進度計劃編制等實踐教學過程，能夠顯著增進學生對現實專業知識的理解，提高專業應用能力[4]。

2.應用BIM技術優化土木工程專業課程教學的實踐過程。目前，相關專業方向的BIM入門課程是各大高校已經實現的，在專業課堂教學中，教師采用BIM建筑動態模型，可以實現建設階段的全過程模擬。結合模型對課程的講解，學生對理論與實踐有更形象的認識。實踐教學環節中，由指導教師帶領學生采用BIM技術完成實際工程方案的設計、施工、管理，加強學生解決工程中復雜問題的能力。土木工程專業的課堂教學階段，采用BIM系列軟件Autodesk Revit、Tekla軟件、Navisworks軟件、廣聯達BIM軟件結合課程建立分析模型進行理論內容的講解，使學生更加形象地掌握專業內容。只要專業教師更加注重模型的一致性和教學的連貫性，BIM軟件的應用就會大大優化課程體系，使學生高效、完整、貫通地掌握建筑由設計到竣工各階段的專業知識。實踐教學方面，土木工程專業學生所要掌握的設計環節較多，要以實際工程為研究對象，對于大型項目可以小組形式完成設計任務。根據不同設計任務，連貫地應用BIM軟件對整個工程項目進行階段性設計。指導教師要對學生的信息和BIM技術選擇、理解、整合、表達和合理傳播進行引導，充分調動學生利用BIM工具解決專業問題及優化工程設計方案的積極性。

四、應用BIM技術優化工程類專業課程教學的具體措施

1.構建融合BIM技術的專業教學課程體系。根據工程類人才培養目標，以應用創新能力培養為主線，將BIM技術作為教學工具引入課堂，以BIM建模為學生展示建設動態過程，對學生進行形象生動的教學。在實踐課程方面，以實際工程項目為題目，應用BIM系列軟件開展工程的設計和優化應用，形成涵蓋各環節能力訓練的BIM實踐教學體系。

2.廣泛參加各項實踐活動，持續鍛煉學生的BIM實踐能力。由導師帶領學生應用BIM技術對實際工程提供咨詢、設計等實踐性任務，為企業服務的同時鍛煉學生的實踐能力;對于專業研究能力強的學生，可以由導師帶領參與到BIM技術實踐的課題研究中;參加BIM技術設計競賽、借助BIM技術開展創新創業活動等，對學生進行持續的鍛煉和學習，產生良好的社會效益。

3.適應BIM技術教學的師資及教學環境的協同發展。對教師而言，一方面要熟悉BIM學科發展前沿。掌握BIM軟件的使用方法;另一方面，必須具有與課程相關的工程實踐經驗，包括設計、施工、造價、工程管理等經驗。對教學環境而言，必須配備BIM機房及實驗室，對實際項目進行設計、施工和管理，讓學生真正接觸到工程實施過程中可能出現的復雜問題以及借助BIM技術的有效解決措施[4]。

五、結語

借助BIM技術優化工程類專業課程教學，建立多層次、相互銜接、科學系統的信息化教學體系，能夠使學生更加形象、完整地學習并掌握專業知識，提升學生的實踐能力尤其是解決復雜問題的能力。一系列以學生為主導，借助BIM技術的可視性、動態性、多專業協作等教學實踐研究，提升了工程類專業教學中學生的參與度，持續鍛煉學生的專業素養和實踐能力，拓展了專業視野，使學生未來能夠更好地服務行業發展，并取得良好的教學效果和社會效益。

參考文獻：

[1]陳金華，郭華倫.在高職建筑工程造價專業課程體系中設置BIM課程的思考[J].太原城市職業技術學院學報，2015，（2）：103-104.

[2]王華，喬業，施惠斌.基于BIM課程體系的建筑工程人才培養模式研究[J].教育現代化，2017，（1）：17-18.

[3]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.

[4]張尚，任宏，Albert P.C.Chan.BIM的工程管理教學改革問題研究（二）——BIM教學改革的作用、規劃與建議[J].建筑經濟，2015，（2）：92-96.