馮有良　葛翠萍　馮曉慶

【摘 要】本文先介紹工程結(jié)構(gòu)教學現(xiàn)狀，再結(jié)合BIM技術(shù)特點，解決如何在工程結(jié)構(gòu)課堂教學、實踐教學環(huán)節(jié)融入BIM技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】工程結(jié)構(gòu) BIM技術(shù) 教學改革

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.16.206

一、工程結(jié)構(gòu)教學現(xiàn)狀

工程結(jié)構(gòu)是工程管理專業(yè)的學科基礎與專業(yè)必修課程之一。其學習需要學生具備扎實的高等數(shù)學基礎和工程力學等專業(yè)課程基礎；加之教學內(nèi)容多，課內(nèi)學時較少，與工程實踐密切相關(guān)等特點，目前該課程教學難以達到理想效果。

1.學生缺乏足夠的工程實踐機會，對工程結(jié)構(gòu)體系感性認知不夠。

工程結(jié)構(gòu)課程一般安排在大學二年級下學期，學生主要學習了通識教育課程和專業(yè)基礎課程，認識實習、生產(chǎn)實習等實踐教學環(huán)節(jié)較少，對工程結(jié)構(gòu)體系缺乏必要的感性認識。

2.課程內(nèi)容涉及面廣且內(nèi)容較多，課內(nèi)學時相對偏少。

工程結(jié)構(gòu)教學內(nèi)容基本概念多、計算公式多、系數(shù)符號多、構(gòu)造要求多、教學環(huán)節(jié)多，且教學計劃僅安排5個學分課時，給學生學習增加較大難度。

3.教師學生對該門課程的重視程度不夠。

工程結(jié)構(gòu)課程一般由土木工程教研室的結(jié)構(gòu)工程專業(yè)教師教授，授課教師對工程管理專業(yè)特點和相關(guān)專業(yè)知識了解不多，很難結(jié)合專業(yè)特點因材施教。

二、BIM技術(shù)及其特點

BIM是Building Information Modeling（建筑信息模型）的英文縮寫，是運用三維數(shù)字技術(shù)、集成構(gòu)建工程項目各項相關(guān)信息的數(shù)據(jù)模型，是應用于設計、建造、運維、管理的數(shù)字化技術(shù)，具有以下特點。

1.可視化。

可視化即“所見所得”，將傳統(tǒng)設計二維線條式構(gòu)件轉(zhuǎn)變?yōu)槿涣Ⅲw實物展現(xiàn)在相關(guān)者面前，同時同構(gòu)件之間形成互動性和反饋性。

2.協(xié)調(diào)性。

協(xié)調(diào)性可以實現(xiàn)至少兩個方面內(nèi)容，一是工程項目各參與方或者利益相關(guān)者之間的協(xié)調(diào)；二是設計階各個專業(yè)之間的碰撞檢查及其他相關(guān)問題的協(xié)調(diào)。

3.模擬性。

在工程項目的設計階段、招投標階段、施工階段、運維階段均可實現(xiàn)各類模擬，例如設計階段的日照模擬，招投標和施工階段的4D虛擬施工。

4、優(yōu)化性。

工程項目全壽命周期可實現(xiàn)不斷優(yōu)化，具體包括工程項目方案優(yōu)化和特殊項目設計優(yōu)化。

三、BIM技術(shù)在工程結(jié)構(gòu)教學中的應用

1.做好先修課程教學過程中BIM相關(guān)內(nèi)容的植入。

目前，國內(nèi)外能夠?qū)崿F(xiàn)BIM技術(shù)交互式教學的高校較少，大多數(shù)高校采用單一課程模式開設BIM課程[1]，此種模式教改效果并不理想。筆者認為應該在傳統(tǒng)培養(yǎng)體系基礎上，相關(guān)課程教學過程中植入BIM技術(shù)相關(guān)內(nèi)容，循序漸進達到理想的教學目的。工程結(jié)構(gòu)先修課程為工程管理概論、工程制圖、房屋建筑學，在上述三門課程中依次植入BIM的發(fā)展與簡介、2D設計與BIM設計、BIM軟件與建模方法。確保學生掌握BIM基本理論，熟悉常用建模軟件，能夠構(gòu)建簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型。

2.日常課堂教學環(huán)節(jié)注重BIM技術(shù)的運用。

工程結(jié)構(gòu)課堂教學過程中，運用Revit軟件構(gòu)建模型、渲染、施工圖出圖、出明細表等基本操作，向?qū)W生教授碰撞檢查、模型修改等內(nèi)容。通過直觀三維構(gòu)件模型，能夠更加清晰的表現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件之間的關(guān)系；通過族中參數(shù)可以讓學生清楚的知道構(gòu)件幾何信息、材料信息和邏輯信息。以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課堂教學為例，通過Revit軟件構(gòu)建梁、柱模型，能夠直觀具體的表現(xiàn)構(gòu)件尺寸、混凝土標號、鋼筋種類、鋼筋數(shù)量、鋼筋位置等。這樣一來教學效果就會好很多，并且學生會在潛移默化中形成結(jié)構(gòu)的空間概念。

3.實踐教學環(huán)節(jié)加大相關(guān)軟件應用力度。

每次實驗操作之前，通過軟件模擬可以使得學生更好的掌握實驗要領，可以更加具體的知道所需實驗材料的種類、數(shù)量，可以更加明確的掌握整個實驗流程，最終提升實驗教學效果。工程結(jié)構(gòu)課程設計一般選擇單層工業(yè)廠房設計或者單向板肋梁樓蓋設計，這兩個設計選題均可運用Revit等建模軟件進行輔助設計。以單向板肋梁樓蓋為例，可以要求學生通過運用Revit軟件布置樓蓋結(jié)構(gòu)。通過建模使得學生更好的認知板、次梁、主梁等構(gòu)件的相對位置關(guān)系及荷載的傳遞路線，明確各個構(gòu)件中的鋼筋哪些是計算配筋，哪些是構(gòu)造配筋，并且可以直觀的看到各種類型鋼筋的位置和數(shù)量。

四、結(jié)語

BIM技術(shù)在工程建設領域中的廣泛應用已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢，作為教育者而言，積極思考相關(guān)課程和本專業(yè)怎樣推動或適應建筑業(yè)BIM的發(fā)展，克服BIM教學改革困難勢在必行。

【課題來源：濰坊學院課題 課題類別：教學改革研究項目 課題編號：2016XJ015 課題名稱：工程管理專業(yè)實踐教學模式及運行機制創(chuàng)新研究 】

論文說明：本文是2016年濰坊學院教學改革研究項目“高校實踐教學模式及運行機制創(chuàng)新研究”的階段性研究成果。

參考文獻

[1]張尚，任宏，Albert P.C. Chan. BIM的工程管理教學改革問題研究（一）[J].建筑經(jīng)濟，2015， 36（1）：113-116.

[2]張尚，任宏，Albert P.C. Chan. BIM的工程管理教學改革問題研究（二）[J].建筑經(jīng)濟，2015， 36（2）：92-96.