陳源

摘要：目前，土木工程領(lǐng)域在我國經(jīng)濟發(fā)展中占有較高的比重，這也對從事此行業(yè)的人才提出了新的要求，尤其是伴隨著實用型需求的提升，對相關(guān)專業(yè)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力要求與日俱增，但是目前土木工程課堂教學(xué)中，理論教學(xué)與實踐教學(xué)卻依然存有一定的矛盾亟待解決。本文主要借助文獻(xiàn)研究法，針對以能力為導(dǎo)向的BIM技術(shù)在土木工程施工教學(xué)改革中的應(yīng)用問題與應(yīng)用策略展開分析并提出對策。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；能力為導(dǎo)向；教學(xué)模式改革；土木工程施工；策略分析

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1673-7164（2021）07-0135-02

土木工程施工是土木工程專業(yè)最為重要的課程之一，該課程不僅實踐性較強、涉及面極廣，而且還有知識更新速度快的特點。BIM是近些年應(yīng)用范圍最廣、發(fā)展最迅猛的一種技術(shù)理念。該技術(shù)通過數(shù)字信息模擬工程建筑的真實情況，具有協(xié)調(diào)性、重復(fù)性、可視性等特點。將以BIM技術(shù)為教學(xué)手段的實踐能力與教學(xué)模式改革相結(jié)合，對土木工程類專業(yè)人才培養(yǎng)具有重要作用。

一、土木工程施工教學(xué)改革中存在的問題

目前，土木工程施工課程的教學(xué)內(nèi)容改革與教學(xué)模式改革的方式較多，主要有互動式教學(xué)模式、產(chǎn)教結(jié)合教學(xué)模式、多媒體教學(xué)模式、啟發(fā)式教學(xué)模式以及施工組織參與設(shè)計等，此類嘗試雖然從某種程度上起到一定的效果，但是沒有完全發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，對人才的技能培養(yǎng)、應(yīng)用能力培養(yǎng)嚴(yán)重不足，是目前的土木工程教學(xué)模式改革中存在的主要問題。就目前情況而言，土木工程施工課程教學(xué)的具體問題如下：其一，教學(xué)內(nèi)容過于老舊，并未體現(xiàn)出新型施工技術(shù)，知識點龐雜且瑣碎，整體教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性差，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效果不明顯，逐漸對學(xué)習(xí)失去興趣。其二，教學(xué)模式過于單一，缺少以凸顯學(xué)生主體為目標(biāo)的教學(xué)環(huán)節(jié)，課堂中師生互動不足，學(xué)生主觀能動性不足，使教學(xué)效果大打折扣。其三，學(xué)生軟件應(yīng)用能力不足，對虛擬技術(shù)的建設(shè)與施工過程運用不熟練，無法滿足虛擬實踐教學(xué)的要求。其四，理論知識與實踐項目不符，導(dǎo)致學(xué)生無法將教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到實踐中去[1]。

二、以能力為導(dǎo)向的BIM技術(shù)在土木工程施工教學(xué)改革實踐策略

（一）在教學(xué)中融入案例，提升學(xué)生實踐應(yīng)用能力

教師可以將實踐案例與專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)融合，使實踐案例成為培養(yǎng)學(xué)生實踐應(yīng)用能力、實踐操作能力的重要教學(xué)素材，以提升學(xué)生對土木工程課程的理解與掌握程度。這樣不僅能將抽象性專業(yè)知識轉(zhuǎn)化成具象化的實踐案例、簡化教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生的專業(yè)知識掌握更加牢固，同時也能將理論知識的教學(xué)轉(zhuǎn)化成實踐與理論知識的雙重滲透，使學(xué)生在學(xué)習(xí)階段就接觸到專業(yè)對口領(lǐng)域的實際情況，熟練掌握并應(yīng)用自身所學(xué)知識，用專業(yè)知識解決案例中的問題、克服案例中的困難，真正做到學(xué)以致用。案例導(dǎo)入需要有專業(yè)的流程引導(dǎo)，讓各個環(huán)節(jié)都與上一環(huán)節(jié)存在潛在關(guān)聯(lián)，讓后續(xù)學(xué)習(xí)內(nèi)容與前面的內(nèi)容相互呼應(yīng)。因此該專業(yè)教師需要嚴(yán)格把控教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)流程，為學(xué)生營造一個由淺入深的課程學(xué)習(xí)氛圍。

案例導(dǎo)入的過程需要遵循以下程序：首先，在教學(xué)開始階段，教師需要將基礎(chǔ)知識點向?qū)W生進(jìn)行深度講解，這樣有助于學(xué)生理清知識點；其次，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識點歸納與總結(jié)，使學(xué)生對知識點應(yīng)用在實際工程案例中有一個基礎(chǔ)概念，為后續(xù)開展案例導(dǎo)入奠定基礎(chǔ)。最后，教師將綜合性案例導(dǎo)入教學(xué)，在案例實踐中培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力與實踐應(yīng)用能力[2]。

（二）以BIM技術(shù)開展三維模擬情景教學(xué)法

1.做好三維模擬情景教學(xué)法前期準(zhǔn)備工作

為更好地開展情景教學(xué)法，做好前期的基礎(chǔ)工作至關(guān)重要。首先，學(xué)生對模架部分的基礎(chǔ)知識一定要非常扎實，熟悉腳手架的施工規(guī)范與細(xì)節(jié)設(shè)計，對模架的設(shè)計、建造材料、結(jié)構(gòu)組成、具體類型有一個基礎(chǔ)的認(rèn)識。教師可選定某一典型工程施工項目，建立情景模式三維模型，向?qū)W生展示模架構(gòu)建的主要流程與操作要點、參數(shù)設(shè)置、主要文件導(dǎo)出、主要圖形導(dǎo)出等。此過程需要教師具備一定的指導(dǎo)能力與實踐教學(xué)經(jīng)驗，以BIM技術(shù)為構(gòu)建情景模式的方式開展教學(xué)活動，實踐應(yīng)用部分需要秉承嚴(yán)謹(jǐn)工程施工的原則，制定出詳盡、優(yōu)質(zhì)的教學(xué)方案與設(shè)計方案，其中包括教學(xué)重點、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)方案、學(xué)生分組情況、BIM模架應(yīng)用、模架軟件連接以及具體的課程分配。完善的前期準(zhǔn)備工作可以保證情景教學(xué)模式順利開展，是實施BIM技術(shù)情景教學(xué)的基礎(chǔ)條件[3]。

2.以實際工程案例展開實踐訓(xùn)練

工程項目需要具備一定的嚴(yán)謹(jǐn)性，一個步驟出現(xiàn)差錯將會影響工程的整體效果。為提升學(xué)生的工程案例實踐學(xué)習(xí)成功率，教師可以將學(xué)生分為人數(shù)相當(dāng)、能力均等的工程小組開展教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的能力為學(xué)生劃分崗位、分配任務(wù)，選取有威信、統(tǒng)籌能力強的學(xué)生作為小組組長，其他小組成員根據(jù)個人意愿與自身擅長方面進(jìn)行崗位劃分。需要注意的是，若想提升學(xué)生能力培養(yǎng)的效果，教師需要尊重學(xué)生的個人意愿，不要為學(xué)生強制分配工作，要注重培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性，這樣不僅有利于情景教學(xué)模式的開展，同時有助于學(xué)生自主能力的養(yǎng)成。整個教學(xué)過程需要以前期準(zhǔn)備為基礎(chǔ)展開，注重對模架建造的過程進(jìn)行管理，以科學(xué)的成績評定為指導(dǎo)思想，使學(xué)生在教師的引導(dǎo)與啟發(fā)中，按照實驗步驟順利完成實驗任務(wù)[4]。具體的情景教學(xué)模式步驟為：具備軟件應(yīng)用能力與相關(guān)專業(yè)知識儲備、根據(jù)工程的實際信息對工程建筑進(jìn)行建模、模型文件彼此轉(zhuǎn)換、模架軟件中開展模架搭建、合理性檢查判斷、高支模的構(gòu)建與識別、安全性測算、計劃書的編制、詳細(xì)的操作說明說、詳細(xì)的材料匯總、技術(shù)效果與經(jīng)濟效果對比、提交實驗工程項目的成果。教學(xué)過程中尤其需要注意的是對各個環(huán)節(jié)的把控，教師需檢查學(xué)生各項準(zhǔn)備工作是否達(dá)標(biāo)、人才分配是否合理，工程流程是否精準(zhǔn)，在主要環(huán)節(jié)精準(zhǔn)無誤的情況下，即便學(xué)生出現(xiàn)細(xì)小差錯，也不會影響整體實驗結(jié)果，這樣可以讓學(xué)生在小組合作中培養(yǎng)合作意識、集體榮譽感、自主能力與解決問題能力[5]。

（三）以BIM技術(shù)展開課程案例整體設(shè)計

為提升土木工程施工課程的教學(xué)效率，教師可以借助BIM技術(shù)開展案例設(shè)計，這樣不僅有助于學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效率的提升，同時有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與自主能力的養(yǎng)成。為保證案例設(shè)計的實效性，教師需要注意對以下環(huán)節(jié)的把控：首先，教師應(yīng)該以學(xué)生自主意識與探究性學(xué)習(xí)為教學(xué)目標(biāo)，將基礎(chǔ)工程問題引入教學(xué)中，讓學(xué)生進(jìn)行深度思考與研討，通過此過程激發(fā)學(xué)生的合作意識與自主意識，并且將BIM技術(shù)用于模架的教學(xué)課件設(shè)計中，以多媒體的形式呈現(xiàn)。其次，教師可以現(xiàn)實的施工案例為突破口，引導(dǎo)學(xué)生借助BIM技術(shù)進(jìn)行建模，并且對模架開展模擬。這其中包括具體的搭設(shè)構(gòu)件的拳譜參數(shù)，如連墻件、立桿以及橫桿的計算，在模架軟件中構(gòu)建扣件式腳手架模型，并且進(jìn)行方案計算書編寫、安全測算、實際方案的經(jīng)濟分析、設(shè)計方案的分析論證、施工材料匯總、設(shè)計方案的編制以及工程節(jié)點詳圖等。最后，考慮到實際中模架的占地面積與體積都較大，實踐操作的成本高且難度大，借助虛擬技術(shù)展開情景模式教學(xué)，不僅可以起到實踐教學(xué)的效果與目的，同時可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題與分析問題的應(yīng)用能力。學(xué)生針對不同的教學(xué)案例，可以選擇不同的模架方案，對工程的積極技術(shù)效果與合理性進(jìn)行分析。需要注意的是，應(yīng)用型人才的合作能力是BIM技術(shù)重要的考核標(biāo)準(zhǔn)之一。教師在開展參與式教學(xué)時，應(yīng)該注重學(xué)生合作意識與合作能力的培養(yǎng)，將學(xué)生劃分成若干合作小組，在開展不同項目案例時，要求各個小組通過合作完成各自的小組任務(wù)，這樣有助于學(xué)生合作意識與綜合性能力的培養(yǎng)[6]。

三、結(jié)語

總而言之，BIM技術(shù)與土木工程施工課程十分契合，二者之間有諸多互通之處。土木工程教師可以通過在教學(xué)中融入案例，提升學(xué)生實踐應(yīng)用能力，做好三維模擬情景教學(xué)法前期準(zhǔn)備工作，以實際工程案例展開實踐訓(xùn)練，以BIM技術(shù)展開課程案例整體設(shè)計等方式開展教學(xué)工作，為土木工程類學(xué)生綜合能力與職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建成，王林.基于民辦本科院校對應(yīng)用型土木工程專業(yè)建設(shè)改革的探索性研究———以江蘇科技大學(xué)蘇州理工學(xué)院為例[J].工程技術(shù)研究，2020，15（22）：1227-1228.

[2]王峰，胡輝.地下工程課程在土木工程專業(yè)的培養(yǎng)思路及教學(xué)效果探討———以西南交通大學(xué)地下工程課程教學(xué)為例[J].教育教學(xué)論壇，2020，17（28）：334-336.

[3]蘭中仁，熊峰，吳雨珊，等.新工科背景下厚基礎(chǔ)寬口徑“大土木”工程人才培養(yǎng)體系研究———以四川大學(xué)土木工程人才培養(yǎng)改革為例[J].西部學(xué)刊，2020，13（17）：269-273.

[4]熊芳，王亞.回彈法檢測混凝土抗壓強度在土木工程檢測技術(shù)課程中的應(yīng)用———以中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院為例[J].新材料·新裝飾，2020，21（17）：2164-2165.

[5]謝軍，閻杰，符怡，等.校企聯(lián)合培養(yǎng)卓越工程師，構(gòu)建土木工程專業(yè)的實踐教學(xué)體系———以河北建筑工程學(xué)院為例[J].科教導(dǎo)刊·電子版（上旬），2020，12（26）：112-117.

[6]羅巍邦，周宇.產(chǎn)教融合模式下土木工程畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的改進(jìn)———以新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院西山校區(qū)建設(shè)為例[J].亞太教育，2020，13（27）：318-319.

（薦稿人：陳瑄，河套學(xué)院教授）

（責(zé)任編輯：鄒宇銘）