BIM在混凝土結構課程中的應用

陳祥花

廣西大學行健文理學院（530005）

0 前言

建筑信息模型（BIM）目前在建筑領域中不斷推廣應用，建筑相關專業教學也要積極應用BIM。混凝土結構課程是高校建筑相關專業的一門重要課程。混凝土結構課程教學中，應有機融入BIM等信息技術手段，并結合線上教學資源，對教學內容進行創新，對教學方法進行改進，從而實現混凝土結構課程教學效率與質量的提高。

1 混凝土結構課程教學的現狀

混凝土結構課程具有理論性、實踐性比較強，計算較多的特點，學生往往感覺平法識圖、平面配筋圖、鋼筋骨架的學習難度較大，內容比較抽象不易理解。混凝土結構課程教學中，以往采取的是直接講授法，教師帶領學生計算，在計算的時候往往是套公式，這就導致學生在學習過程中處于被動狀態，不利于學生學習積極性、主動性的提高，難以有效培養學生運用理論知識的能力、掌握公式計算的技能。同時，識讀平法構造、施工圖等，需要學生具備良好的空間想象力，在腦海中將混凝土結構的空間骨架構建起來，將二維圖紙變成三維的空間立體結構，才能真正做到“識圖”。但目前混凝土結構課程教學中，通常是在實訓基地建立空間模型、鋼筋骨架模型，但由于尚未開展具體工程實踐，導致學生在學習過程中難以理解，學習效果不佳，也挫傷了學生的學習興趣[1]。

2 BIM在混凝土結構課程教學中的應用思路

2.1 創新教學內容

混凝土結構課程是由四個部分構成:①混凝土材料性能，鋼筋、混凝土是混凝土結構的主要施工材料，必須確保鋼筋的性能與混凝土的性能相匹配，才能確?；炷两Y構的性能；②構件承載力計算，又可以分為受彎構件斜截面計算與正截面計算，裂縫變形與裂縫寬度計算，受扭構件、受壓構件、受拉構件、受彎構件的承載力計算等；③結構設計部分；④混凝土結構施工圖識讀、鋼筋下料。混凝土結構課程教學中，若是采取直接講授法，則計算部分會占據大部分內容，面對抽象的知識、枯燥的公式，學生難以準確掌握知識點。面對這樣的情況，混凝土結構課程教學中，應對BIM進行有效應用，對教學內容進行創新、改進[2]。

混凝土結構課程教學中，對受扭構件、受壓構件、受拉構件、受彎構件的承載力計算方面的內容進行講授的時候，可以應用BIM三維軟件，采取動畫視頻的形式將各種構件的受力破壞情況直觀地展現在學生的眼前，并在互聯網上查找相關試驗，讓學生觀看，從而使學生更好地理解。構件承載力計算便是將適量的鋼筋設置在合適的位置，使學生學會查規范、套公式，正確理解鋼筋的設置位置、連接位置等知識。對結構設計部分進行教學的過程中，可以借助BIM三維軟件，將一個混凝土結構框架展示出來，使學生對這個結構框架再到具體構件有一個整體的認識。對施工圖識讀、鋼筋下料部分的內容進行教學的時候，可以借助BIM三維軟件，讓學生對全部構件的鋼筋骨架有一個清晰的認識，引導學生針對鋼筋骨架構建三維立體概念。同時，也可以在識圖訓練中應用BIM三維軟件，使學生形成三維空間概念，從而對混凝土結構施工圖進行更好的識讀，并可以結合構造計算鋼筋量[3]。

混凝土結構課程教學中，在學期期末設置一個專業周，并合理確定專業周的學習內容，借助BIM三維軟件將鋼筋立體骨架直觀地展示出來，讓學生分組、合作完成學習任務，如混凝土樓蓋設計、梁板結構設計、承載力計算，并根據計算結果設置受力鋼筋，根據構造設置構造鋼筋，應用BIM軟件繪制三維模型、填寫鋼筋下料單以及應用CAD軟件繪制橫向配筋圖、縱向配筋圖與抽筋圖等。

2.2 改進教學方法

混凝土結構課程教學中，采取直接講授法、現場教學法等傳統教學方法，難以使學生準確掌握構件承載力計算的知識與技能，借助BIM構建三維模型，可以讓學生直觀地觀察到各種構件的形狀及其在混凝土結構中的位置，使學生更好地理解各種構件的受力情況，明白受力鋼筋應設置在什么位置，理解“適量鋼筋放在適當位置”的涵義?；炷两Y構課程教學的識圖環節，不僅可以構建三維模型，使學生更方便、直觀地進行識圖，還可以借助BIM軟件來開展識圖訓練、鋼筋算量、鋼筋下料等。例如，針對具體構件，可先用Revit軟件建立BIM三維模型，讓學生直觀地看到整個混凝土結構的框架構成情況、構件的形狀及具體位置、構件的鋼筋骨架，理解構件的受力狀態、接頭范圍，根據鋼筋材料的實際規格，對鋼筋進行合理布置，并確保接頭位置的正確性，真正做到“適量鋼筋放在適當位置”。對混凝土結構施工圖進行識圖之后，針對具體構件開展識讀訓練，結合構造詳圖，在遵循平法制圖規則的基礎上，采用CAD軟件，繪制橫向、縱向配筋圖以及抽筋圖，對鋼筋長度進行計算之后再進行鋼筋下料，得到鋼筋量[4]。

2.3 強化師資隊伍建設

混凝土結構課程教學中，教師專業能力的高低直接影響著BIM的實際應用效果及教學質量。因此，為實現BIM在混凝土結構課程教學中的高效應用，必須加強師資隊伍建設。學校應定期組織教師參加培訓活動，系統地學習BIM的相關知識、技能，要求教師考取BIM合格證書，切實提高教學能力?？梢云刚埰髽I專家，到校對教師進行培訓，也可以讓教師到企業、到工地進行鍛煉，接觸新工藝、新技術，實現專業能力的提升。建立師徒制，由資深教師對青年教師進行一對一地指導與幫助。通過多種舉措，切實增強教師隊伍的綜合實力，為混凝土結構課程教學的優化提供有力的支持。

3 BIM在混凝土結構課程教學中的組織實施策略

3.1 運用各種軟件

在混凝土結構課程教學應用BIM的過程中，應對魯班系列軟件、Revit軟件、CAD軟件等進行靈活運用，從而將抽象的知識與三維模型結合起來，切實做到可視化、直觀化，便于學生學習、理解，提高學生的軟件應用能力。同時在信息化、智能化的學習場景中，學生的創新意識也可以得到有效培養，有利于促進學生的思維發展。

3.2 注重實際操作

混凝土結構課程教學中，應對接崗位所需技能，對實際操作環節進行合理設置，如綜合利用各種BIM軟件來開展鋼筋識圖、鋼筋算量，利用電線、泡沫板制作鋼筋骨架模型等，以便提高學生的動手能力、實踐能力。

3.3 倡導自主學習

BIM是一種信息技術手段，不受時空因素的限制。鑒于此，混凝土結構課程教學中，教師可以引導學生自主學習，并通過小組討論、小組互評查漏補缺，提高學生的團隊協作能力、表達能力，確保全體學生都能參與到教學中來[5]。

3.4 做到因材施教

在根據教學目標開展教學設計的過程中，應堅持“以學生為中心”的理念，尊重學生的主體地位，重視學生的個體差異，全面提升學生的知識水平、接受能力。針對不同層次的學生，設計不同的教學方法，增強學生的自信心與學習興趣，使全體學生都能獲得成就感。同時，應充分發揮師生雙方的創造性、積極性、主動性，使課堂達到最大功效，實現過程與方法、知識與技能、情感態度與價值觀之間的有效互動融合，爭取實現整個教學過程的最優化。

4 結語

目前混凝土結構課程教學中還存在著一定的問題，因此有必要應用BIM對混凝土結構課程教學進行優化，通過創新教學內容、改進教學方法、強化師資隊伍建設，來促進混凝土結構課程教學水平的提升。同時，應運用各種軟件，注重實際操作，倡導自主學習，做到因材施教，充分發揮BIM的作用，更好地推動混凝土結構課程的教學改革。