基于BIM技术的桥梁施工课程教学改革探索

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教学改革依托学院 BIM 应用研究中心桥梁方向横向课题的最新研究成果,详细阐述 BIM 技术应用于桥梁施工课程教学改革现状与存在问题,深入分析 BIM 技术特点及其在教学中应用的优势,指明实施改革的目标、重点和具体步骤,展望改革预期成果并提出教学改革创新点,具有一定的实践意义与推广价值。

1 引言
我国 BIM 技术的应用正处在大力发展阶段。住建部编制的建筑业“十二五”规划明确提出要推进BIM 协同工作等技术应用,普及可视化、参数化、三维模型设计,以提高设计水平,降低工程投资,实现从设计、采购、建造、投产到运行的全过程集成运用。党的十八大提出“信息化和工业化深度融合”的精神,正在指导建筑施工行业加快转变建筑业发展方式,增强建筑企业核心竞争力,构建现代建筑业产业发展新体系[1]。 自 2013 年起,清华大学、华中科技大学、沈阳建筑大学、四川大学等高校纷纷成立了 BIM 相关机构。陕西铁路工程职业技术学院也于 2013 年成立了 BIM 技术应用中心。可见高校也纷纷重视 BIM技术的研究和应用,随着 BIM 技术研究机构的成立、人才队伍的强化、工程项目的应用,必将引导人才培养过程中的教学改革[2]。
2 现状与存在问题
2.1 BIM 技术应用于桥梁施工课程教学改革现状
1975 年,“BIM 之父”——乔治亚理工大学的 Chunk Eastman 教授创建了 BIM 理念,以实现建筑工程的可视化和量化分析,提高工程建设效率[3]。BIM(即建筑信息模型)是指以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础建立信息模型,并应用到工程实际。它具有可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性五大特点。可以帮助企业更准确、有效的控制施工过程,做到施工管理精细化,加快施工进度并降低成本。

在土木建筑领域,BIM 技术在国外应用日趋成熟,在国内也掀起了 BIM 技术应用热潮。但是如何将 BIM 技术与理念与高职院校土木建筑类专业的课程教学改革结合起来,如何提高土木建筑类课程的教学效果和效率,促进教育界的变革,是值得教育界和建筑界共同探讨和研究的意义深远的课题。具体以桥梁施工课程的教学改革为例,探索 BIM 技术应用的可行性及其与传统教学方法比较的优越性。
高职院校以立德树人为根本,以服务发展为宗旨,以促进就业为导向,必须要紧跟行业发展步伐,在教学改革中应用 BIM 技术,适应企业需求,培养高质量人才。“桥梁施工”教学中应用 BIM 技术,以 BIM 技术促进教学改革,既是提高教学质量的有效载体,也是企业对技术人才的迫切需求。
通过知网进行文献查阅,虽有稀少关于 BIM 技术应用于教学改革的论文,但没有应用于“桥梁施工”课程教学改革的论文。由此可见,本项目是一个依托新技术应用的创新性课题,在工程建设领域掀起 BIM 应用高潮之前就提前在“桥梁施工”教学中应用,是非常值得尝试与探究的教学改革,具有较高的创新性与前瞻性[4]。
2.2 桥梁施工课程教学过程中存在的问题
《桥梁施工》课程是道路桥梁工程技术专业高职生的一门核心骨干专业课,主要学习建造桥梁的施工方法、施工技术和施工组织与管理。桥梁施工技术复杂且更新快,环境艰苦,工程量大,内容重要,这就对桥梁施工课程教学提出了很高要求。我院桥梁施工课程历经了“施工图为载体”教学方法改革,以建立网络课程为目标的《桥梁施工》课程教学改革与实践,积累了丰富的教学资料和资源,有着浓厚的底蕴。在此基础上,为了进一步解决在桥梁施工课程中贯彻执行施工图教学,解决施工图教学过程中的效果与效率的问题,利用 BIM 技术将课程改革进一步深化。
2.2.1 桥梁施工课程教学难度相对较大
桥梁施工课程与其他课程相比其教学难度较大。桥梁结构复杂多样,桥梁施工技术难度大,施工方法多,工序多,施工周期长,工作地点流动性大,导致教学难度大,基于工作过程的教学理念难以全面贯彻实施。一是校内无法创造出各种桥梁施工的真实场景,学生理解桥梁的构造原理及施工要点时就很吃力。二是外出实习的局限性也很明显,桥梁施工项目部全国散布,进度不一,桥型不一,接受实习学生能力有限,实习学生只能局限于某种桥型甚至某个结构的几道工序,很难掌握整座桥梁的施工过程。
传统的教学方法依靠几根粉笔,一张嘴很难将空间立体感很强,结构构造复杂的桥梁讲清楚透彻。虽然如今已经引入了图片、动画、视频、PPT 等现代化多媒体教学工具可以展示桥梁内部钢筋混凝土构造以及施工过程,但是离施工企业工作内容所要求的知识掌握的精细度和施工图识读要求的准确度还有很大差距。教学难以取得理想的效果。
2.2.2 教材具有一定的局限性,难以满足教学需要
为适应国家交通基础设施建设的发展,桥梁建设技术日新月异,桥梁的设计理论和施工技术飞速进步,新型桥梁结构体系不断推陈出新,其发展速度远远超过了教材的更新步伐。目前桥梁施工教材很多,但大多是本科教材的模仿。一是注重学科系统性,过多篇幅介绍已不采用的桥梁结构和施工方法;二是对新技术的阐述不够;三是教材图例少且不详实具体,只表现了大体情况,与现场施工有很大差距。教材的滞后性和缺乏变通性给最新桥梁施工技术的引入课堂带来一定的困难,不便于结合不断发展的桥梁施工技术进行教学。

 

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