BIM在高職鋼結構施工課程教學中的應用探析

摘 要：BIM技術是指建筑信息模型，可構建建筑結構的三維模型，為建筑施工與相關課程教學提供技術支持。基于此，本文從BIM技術的特點與優勢入手，闡述BIM在高職鋼結構施工課程教學中的應用，為高職教師高效應用BIM技術開展教學提供理論及實踐幫助。

關鍵詞：BIM技術;高職院校;鋼結構施工

城市土地資源緊張，促進了建筑行業的發展，建筑市場的人才需求逐漸增加。高職院校開設了各類建筑施工課程，培養建筑人才。為保障人才培養的有效性，高職院校可引進先進施工技術，如BIM技術，加深學生對建筑施工流程與要點的認識，培養學生的信息素養，提升其綜合能力，為后續就業提供幫助。

一、BIM技術分析

BIM技術具有可視化、仿真模擬與可出圖等特征，可模擬建筑施工中的各項參數，包括鋼結構施工參數、人員組織參數與氣候環境參數，直觀展示建筑施工的各項內容。鋼結構施工在建筑工程中表現出重要性與復雜性特征，施工人員良莠不齊，施工質量得不到保障。高職院校開設鋼結構施工課程教學，用于培養專業人才。BIM技術可構建鋼結構三維模型，幫助學生理解鋼結構及施工要點，提升課程教學有效性，其在鋼結構施工課程教學中的優勢體現在以下兩點：

第一，提高學生的課堂參與度，BIM技術在教育領域的應用處于起步階段，對學生而言，BIM技術屬于新興事物，易吸引學生的注意力，教師在課堂中展示的BIM模型，可激發學生的探究愿望，提高其課堂參與度;第二，培養學生的實踐能力，BIM技術的仿真模擬功能，支持學生利用軟件模擬施工流程，教師可根據該特征開展項目教學，組織學生根據工程項目的內容，應用BIM技術開展施工與管理，為學生提供實踐機會，提升其實踐能力[1]。

二、BIM在高職鋼結構施工課程教學中的應用

（一）BIM技術的應用手段

BIM技術在建筑施工領域的應用較為成熟，可應用軟件種類較多，高職教師可根據鋼結構施工課程教學特點，選用最佳的軟件，為課程教學與學生學習提供技術保障。目前鋼結構施工常用的軟件包括Tekla Structures軟件、Revit軟件、Graphisoft Archicad軟件。同時，基于BIM技術的優勢，某高職院校自主研發了edu-BIM平臺，應用其開展鋼結構施工教學。本節對四種軟件開展分析，為教師選擇BIM應用手段提供參考。

第一，Tekla軟件。鋼結構生產廠家常用該軟件開展建模與模擬處理。和其他軟件相比，Tekla軟件的建模參數化定義模型非常適用于鋼結構，復雜節點的定義操作難度較低，對計算機硬件配置的要求不高，整體運行流程。但該軟件的建模環境過于細致，演示流程較復雜，在課程教學展示方面浪費較多時間。而且Tekla軟件的多項建模與屬性參數為英文名稱，加大了學生上手軟件的難度。結合其特點，高職教師可將該軟件用于鋼結構施工中復雜節點教學與建模作業布置中。

第二，Revit軟件。該軟件支持4D施工模擬，施工動畫構建操作簡單。同時，Revit軟件在標準鋼框架模型構建方面的難度較低，教師與學生均可流暢操作。但在鋼結構的復雜節點設置方面，需操作人員創建自定義族，設置效率偏低。而且Revit軟件對計算機系統的硬件要求較高，在構建復雜三維模型時，高職院校的計算機極易出現卡頓、閃退或死機等現象，影響教學的正常開展。結合其特點，高職教師可將該軟件用于鋼結構施工方法相關內容的教學中。

第三，Archicad軟件。該軟件常用于鋼結構設計中，通過圖庫構件方式構建三維模型，在標準型鋼模型構建方面難度不大，對于復雜節點或非標準截面，操作流程復雜，對建模技巧要求較高。結合其特點，筆者不推薦高職教師在鋼結構施工教學中應用該軟件。

第四，edu-BIM軟件。某高職院校邀請軟件開發企業，結合上述軟件的架構，設計更符合教學與師生操作的BIM軟件。該軟件的界面更適合內容展示，參數功能與自定義功能更簡潔，且支持外部資源導入與知識鏈接功能。但由于軟件正處于試用階段，仍存在建模功能不完善、演示bug較多等問題。就此，高職教師可根據鋼結構施工課程教學的內容，選用相應的軟件，發揮BIM技術的優勢。

（二）BIM技術的應用實例

本文以某高職院校的教學案例為基礎，闡述BIM在高職鋼結構施工課程教學中的應用方法與要點。某教師在鋼結構的連接中應用BIM技術，其應用要點為情境創設、仿真模擬及工程應用。本節選擇鉚釘連接課程教學，開展相關分析。針對該課程教學的理論知識，教師應用BIM技術構建鉚釘連接的三維模型，講述鉚釘連接的施工要點與數據計算方法，使學生對鉚釘連接方式有初步的認識。由于鉚釘連接常用于輕鋼結構，該教師選擇某輕鋼結構建筑施工項目為實踐課程，要求學生根據項目業務的需求，應用edu-BIM平臺仿真模擬抽芯鉚釘與自攻螺釘的連接施工，應用不同的規格的鉚釘與螺釘，得出不同的輕鋼結構模型，通過對比分析，選出最佳的輕鋼結構連接方式。

在上述教學過程中，學生可通過BIM技術構建的三維模型，直觀地觀察鋼結構鉚釘連接的特點，通過不同鉚釘參數下的三維模型分析，可使學生認識到參數設置的重要性;在實踐教學中，教師引進輕鋼結構施工項目，創設施工場景，可引導學生根據所需知識，設計輕鋼結構的鉚釘連接方案，強化學生的實踐技能，豐富學生的實踐經驗，為未來就業奠定基礎[2]。

三、結論

綜上所述，BIM技術不僅在建筑施工中有顯著優勢，還可用于建筑施工類課程的教學中。通過本文的分析可知，高職教師可根據課程教學的特點，選擇適合的BIM軟件，通過合理的教學設計，應用BIM軟件介紹鋼結構施工的理論知識，有條件的學校可以施工項目為實驗教學內容，組織學生應用BIM技術設計施工流程、開展施工管理，培養更專業優秀的行業人才。

參考文獻：

[1]黃鑫，張奎.BIM技術在建筑工程施工技術類課程教學中的應用研究[J].居舍，2019（21）：187.

[2]張杭麗.BIM技術在建筑設備識圖與施工課程混合式教學改革中的應用[J].中國建材科技，2019，28（03）：130-131.

項目：2018年江蘇省大學生創新訓練計劃項目（201810958004X）;江蘇工程職業技術學院2018年校級教學改革研究課題（GYJY2018-14）

作者簡介：陳旭元（1974-），男，漢族，安徽安慶人，碩士研究生，講師，研究方向：結構穩定性分析與BIM技術應用。