BIM技术在土木工程专业教学中的应用研究
住建部通知建质[2011]67号文中关于住房和城乡建设部在《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》中提出,“十二五”期间,基本实现建筑企业信息系统的普及应用,加快建筑信息模型(BIM)、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用,推动信息化标准建设,要加快建设信息模型(BuildingInformationModeling)新技术在工程中的应用的总目标。强调加快推广BIM等有关项目管理技术在工程勘察设计、施工和工程项目管理中的应用,改进传统的生产与管理模式。
BIM技术是工程建筑管理中有效管理技术手段,作为高校工程类专业,更应将BIM技术普遍应用到教学中,能有效提升学生的专业知识,能增强学生的职业竞争力。BIM技术以其独有的专业性为土木工程专业教学提供新的发展技术平台。
一、土木工程专业的特点
土木工程的建造一般要经过勘察、设计、招投标、施工等阶段,教学中涉及的专业课程有工程水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、招投标、建筑材料、工程经济学、土木工程施工、工程项目管理等学科。涉及的课程内容多,范围广,因而土木工程是涉及多学科的综合性专业,这些专业课程与BIM有一定的相关性。
二、高校BIM技术应用的现状分析
BIM技术将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前,在建筑业得到广泛应用,越来越多的高校将BIM技术应用于教学和研究中,并成立BIM研究中心,使学生通过建筑模型很直观的看到设计、施工、管理过程中应该注意的问题。致力于这方面的研究,充分调动了在校大学生的学习与探究的兴趣。但在教学层面,目前很多高校开设与BIM相关软件的课程,但是教学质量整体有待提高。目前工程建设行业的信息化已迎来全面提升的时期,BIM技术应用在高校也将作为一项重要研究课题。教学方式的改革也将进一步的推动实践教学和人才培养模式的革新。
BIM技术在各高校内的应用与发展仍处于初级阶段,BIM技术应用比重逐步扩大,未来BIM技术的发展还有很长的路要走[1]。
三、BIM技术引发高校的教学改革
(1)教学目标改革。设置BIM相关课程内容时,应结合现有的课程,如房屋建筑学、工程项目管理、建筑制图、CAD教学、施工技术,上述课程内容可以渗入BIM的教学中去。因此,BIM教学目标是要将BIM技术融入土木工程专业教学体系,增强学生对专业知识的理解,提高教学质量,提高实践能力[2]。
(2)教学模式改革。BIM的教学模式有别于其他专业课,基于BIM人才培养不仅会软件,还要注重思维能力、动手能力及分析问题和解决问题方面能力的培养,因此在教学改革中,注重课程教学模式,制定具有土木特色的BIM专业人才培养方案,对课程进行综合以适应信息化与科学技术高速发展的时代。
(3)优化教学内容。理论教学方面,以BIM技术作为教学载体,讲解数据集成技术概念及开发和集成方法,介绍组织集成和过程集成模型的方式,以及BIM信息集成平台技术和BIM生命周期不同阶段的信息流积累过程。讲解可视化技术,介绍BIM数字化模型的可视化设计和管理原理。案例教学方面,根据目前BIM的主要应用领域,结合实际学生就业情况,可通过对支持BIM的多种设计软件的介绍,并辅以实际项目工程BIM案例和学术讲座来满足学生对实际应用技能学习的需求,让学生充分了解工程项目的各项施工工序和各个部位结构构件,以加深学生对工程项目设计与施工过程的认识,进一步增强学生的学习能力。
(4)丰富教学方法。科学合理的教学方法是提高教学成效的关键,加强BIM专业教师的培养。选用专业特色的、更加适合BIM软件教学的教材。高校可以通过组织专业知识培训、专家讲座、建模大赛、与企业进行交流合作、与相关软件公司进行合作的方式提高BIM技术专业教学水平。
四、BIM技术在工程专业课程教学中的应用分析
(一)在建筑结构构造、施工技术教学中的应用
现代建筑越来越复杂,技术要求越来越高,掌握建筑基本构造和基本设计方法,对于学生而言理解起来有一定的难度;土木工程施工过程是一项十分复杂的活动,施工过程是一个将平面设计方案图纸转变为立体空间实际物体的创作过程,具体表现为技术方法、施工工艺等,这个过程在教学中难以准确描述,对于学生来说难以理解与掌握。房屋建筑学、施工技术等专业课程利用BIM三维模型,模拟真实的过程,达到可视化的施工效果,通过施工模拟使学生了解工程基本结构与构造、实际施工方法的选择、材料的选用等[3]。
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