土木工程专业实践教学探究

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摘要：文章分析了土木工程专业实践教学的现状，介绍了BIM技术，探究了基于BIM技术的土木工程专业实践教学，包括将BIM技术融入设计类实践教学环节，结合BIM技术改革实习实践环节，建立BIM实训实践基地，构建双导师制的实践教学师资队伍，积极组织学生参加BIM技能大赛。

关键词：BIM技术；土木工程专业；实践教学

一、土木工程专业实践教学的现状

目前，我国土木工程专业高等院校的人才培养方案中，实践教学的基本模式普遍采用设置课程设计、实习和毕业设计三大模块的方式来提高学生的实践能力，然而实践教学模式陈旧、实施过程形式化与工程实践脱节严重。例如，土木工程专业课程设计有房屋建筑学、混凝土结构、钢结构、施工组织及基础工程等多个课程设计，虽涵盖了主要核心课程，但设计题目与实施模式多年不变，学生很容易找到现成的范例照搬下来即可，可供学生自主发挥的空间有限，因此，学生投入的积极性不高。在实习方面虽有认识实习、生产实习和毕业实习三个环节，但实施过程流于形式。因此，对学生实践能力的提高十分有限。而在毕业设计环节，学生毕业设计的题目类型不但过于陈旧，而且与目前工程中涌现出的建筑信息化管理、多专业协同设计等新技术、新理念脱节比较严重，学生用一学期时间去完成一个套路式的计算和设计过程，对提高专业实践能力效果并不大。

二、BIM技术简介

BIM是建筑信息模型（BuildingInformationModeling）的英文缩写，是一种多维建筑信息模型集成技术[2]，作为建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化载体，可将二维图纸转变为三维数字化信息模型，从而模拟建筑物建设及运维全过程所具有的真实信息[3]。它具有信息的完备性、关联性、一致性及可视化、模拟性、优化性，便于实现协同管理和成本、进度控制等诸多优势。可应用于工程项目决策、规划设计、建造施工、运维管理，甚至改建拆除等各个阶段，其建筑数字化、信息化的思想正在对土木行业发展产生着深远的影响。随着BIM技术的兴起，土木行业已经开始进入建筑信息化的发展阶段，行业发展需要大批BIM技术人才，而在高校土木专业目前的人才培养体系中，并未设置系统的BIM技术教学与实践体系，这显然已经滞后于当前土木工程界发展的实际需求。因此，借助BIM技术可实现可视化表达和模拟建造的特点，研究基于BIM技术提高土木工程专业学生实践能力的教学模式，具有积极的现实意义。

三、基于BIM技术的土木工程专业实践教学探究

（一）将BIM技术融入设计类实践教学环节

BIM技术知识较为复杂，且相关软件较多，学习量较大，在基于BIM技术实践教学改革的实施过程中，首先，应将BIM技术软件的建模操作与建筑设计类课程设计结合起来。其次，将模型的深化设计及族功能的运用与结构设计类课程设计结合起来。最后，将BIM技术的模拟建造和优化管理技术与施工组织类课程设计结合起来，从而给学生较为系统的实践训练。例如，在房屋建筑学课程设计中，改变传统的平面图纸二维表达方式不够精确直观的弊端，采用BIM技术进行三维建模，让学生结合三维模型来掌握房屋的空间组成、功能实现和构造知识，发挥BIM技术可视化、信息化管理的技术优势。在混凝土结构、钢结构、基础工程等课程设计中，逐渐提高学生利用BIM技术族库功能深化建模的能力。在土木工程施工组织课程设计中，可借助BIM施工模拟技术，进行项目场地布置和施工进度、项目成本管理的优化。通过学生循序渐进的学习，逐步掌握BIM技术的应用技能。到了毕业设计阶段，学生可进行基于BIM技术的全过程设计，将建筑信息化贯彻完整的项目中，特别是可组建多专业学生构成的设计小组，实现多专业协同设计。

（二）结合BIM技术改革实习实践环节

目前，土木工程专业学生的实习环节往往以参观和参与一些辅助性工作为主，学生实习收获十分有限。因此，必须结合BIM技术对土木工程专业的实习实践环节进行升级改革，首先，以BIM虚拟仿真和三维可视化技术辅助学生高质量地完成认知性的实习实践。其次，以BIM技术为工具，引导学生主动结合最新的BIM信息化理念亲身参与工程项目的实践过程。例如，在进行认识实习时，指导教师应对一些代表性的建筑建立起3D模型库，在实习前引导学生结合建筑的3D模型进行初步分析，较好地了解建筑细节，然后再去实际建筑参观。而在生产实习和毕业实习阶段，学生在前面学习的基础上，已经初步掌握了BIM技能，可作为工程技术人员发挥出其技能优势，充分运用BIM技术工具，真正参与项目的建模、管理与方案优化等工作中，并在实习结束后依托校企共建的BIM实训实践基地持续跟进项目。

（三）建立BIM实训实践基地

在实际工程中，一个项目的建造少则半年，多则数年，而目前学生的实习环节大多为两周至一个月的时间，学生实习往往只能参与工程的一个很短阶段。因此，传统实习效果非常有限，如能以BIM技术人才培养为契机，学校与企业合作建立长期稳定的BIM实训实践基地，对学生进行系统的BIM技术能力培养，使学生面向实际项目，长期关注一个项目的完整建造过程，并利用校企共建的实训实践基地真正参与项目建设过程中，企业在工程中遇到的问题及时发送给BIM实训实践基地，在校企双方导师联合指导下，发动以学生为主体的BIM实训实践基地的技术力量进行技术攻关，将解决方案及时反馈给工程建设单位，可使学生的实践能力在实战中得到有效的提高，为项目提供有价值的BIM技术咨询服务。

（四）构建双导师制的实践教学师资队伍

依托BIM实训实践基地，建立由校内专业教师和企业专家双重指导的双导师制度，学校定期选派专业教师到合作单位挂职锻炼，提高教师对合作企业工程建设项目参与率，从中不断增强专业教师理论联系实践能力，合作单位则向学校推荐企业专家担任学生的兼职实践指导教师。让行业专家参与到土木工程专业的人才培养过程，充分调用校内外师资力量共同培养学生的实践能力。

（五）积极组织学生参加BIM技能大赛

目前，在国家大力提倡BIM技术应用的大背景下，国内每年都会举办各种名目繁多规模各异的BIM技能大赛，特别是中国建设教育协会、中国勘察设计协会、中国房地产业协会、中国图学学会等行业协会、学会及广联达科技股份有限公司、欧特克软件（中国）有限公司等行业内有影响力的企业举办的高质量的全国性BIM大赛，对BIM技术的推广起到了很好地促进作用。因此，通过学生参与比赛所进行的集训与操练，大力提高学生学以致用的专业实践能力。特别是在参加省级和全国大赛之前，可以以组织校内选拔赛的方式，动员学生全员参加。

四、结语

随着BIM技术的迅猛发展，将BIM技术融入高等教育土木工程专业实践教学改革是必然趋势。将土木工程实践教学与BIM技术相结合，将传统的二维信息变为三维表达，将理论讲解变为实践操作，可以对培养土木类专业应用创新型人才起到事半功倍的效果。

参考文献：

[1]高等学校木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2]郑华海,刘匀,李元齐.BIM技术研究与应用现状[J].结构工程师,2015,31(4):233-241.

[3]王芳,张志强.融合BIM技术的应用型土木工程专业实践教学平台的优化与应用[J].高等建筑教育,2016,25(1):155-

作者：孙庆巍 李博 王珏 单位：辽宁工程技术大学