郭喜梅
云南工商学院 云南省昆明市651700
摘要：土木工程行业和土木工程教学本是互相促进推动，随着BIM技术的出现，土木工程课堂教学也有了小范围的变化，虚拟仿真技术能更直观的帮助师生理解，教学深度也有所加深，BIM技术的产生使建筑领域从二维设计转变成了三维设计，此项技术在建筑业已被广泛应用。目前，我国一部分建筑施工单位与建筑设计研究院已经建立了BIM工作站，为建筑行业今后的发展奠定了坚实的基础。由于BIM技术能很好的服务土木行业，也能服务土木教学，本文就简单的进行了一些利用BIM技术对部分土木工程课程教学设计的想法，课程设计和课堂设计对于人才的培养和建筑工程专业的教学是分不开的，只要是有利于教学的，老师就应该思考和钻研。
关键词：BIM技术;土木工程专业教学;课程设计
1? BIM技术的内涵
BIM技术实际意义就是在建筑工程中，为了施工单位能够方便快速地找出施工所需要的信息数据，将土木工程的施工图纸、施工技术、施工进度计划等与施工有关的信息进行录入，并建立相应的数据库，在其中存入土木工程施工时所用的几何及非几何数据，使得施工单位在进行查阅时能够迅速提供。随着国民经济的持续增长，各国的建筑业也在不断隆起，与之相继而来的是建筑业工程的复杂程度日益增加。在土木工程施工中，各个环节的信息资料管理成为施工单位工作的难点，施工单位在科学技术的限制下，无法实现建筑结构、施工信息、检测结果、施工管理等一体化操作，进而影响施工进度和施工单位的效益。面对这种情况，就需要找出既能进行信息交换使用，同时又能继续工作的技术平台，为建筑行业的发展提供良好的基础保障。在科学技术不断发展的当下，BIM技术开始在建筑行业中被推行使用，也为建筑工程中的信息管理起到了有效的作用。
二、土木工程专业软件模块框架设计
土木工程专业（建筑工程方向）的主干专业课程有房屋建筑学、混凝土结构、钢结构、基础工程、建筑施工技术与组织、建筑工程造价、建筑设备等课程。根据课程特点及建筑工程的全过程解析，我们可将专业课程归纳为建筑结构设计、施工、造价三个核心模块。下图是三个核心模块的工程专业软件配置，是按照“夯实基础、专注专业”的标准进行配置的。
（一）基础软件AutoCAD和Revit
目前，建筑工程软件市场上有两个平台：传统的AutoCAD平台和基于BIM技术的Revit平台。基于点、线、面投影关系的AutoCAD平台，在建筑、水利、道桥、机械等工科专业具有普遍性和通用性。基于BIM技术的Revit平台是针对建筑工程专业量身定制的三维建模开发平台，并不适用于其他工业领域。因此，基于AutoCAD的基础性和通用性，在基础教学中，CAD软件作为工程制图的入门基础平台是不可替代的，并且CAD软件的操作历练为Revit软件的快速上手打下了坚实的基础。目前，国内各专业软件公司均是以Revit为平台进行二次开发的，以推出各自专业的BIM软件产品，如天正TR、PKPM-BIM、BIM5D等。因此，Revit软件是初学者掌握BIM技术的入门软件。
（二）专业软件模块
一个完整的建筑工程要由建筑、结构、水电暖设备、施工、预算等各个专业工种协同支持，每个专业有各自的专业体系和专业特点。学习过CAD平台的天正建筑软件的学生，明显能体会到天正建筑软件的专业性，这种专业性使操作者的建筑设计效率成倍地提高。教师要引入专业软件的学习，使学生更好地接近工程应用，从而达到应用型教学的目的。因此，洛阳理工学院土木工程专业（建筑工程方向）引入了PKPM、广联达、BIM5D三个基于结构设计、造价、施工的BIM类专业软件。
三、课程体系改革
课程体系建设的重要环节是实践教学。传统教学体系采用“专业理论课+课程设计”模式，各门课程设计选取的案例彼此独立，缺乏连贯性。
而作为完成系统整合的毕业设计，由于时间限制，学生的选题只能从设计、施工、预算三个方向中选择一个作为题目，致使学生很难形成完整的建筑工程知识体系。BIM技术贯穿从概念设计、施工运营直到拆除的建设项目的全生命周期。教师仅在一门课程中应用BIM技术，会使其优势得不到有效地发挥。因此，教师要在整个课程体系中应用BIM技术。
（一）建立以项目为主线的课程设计体系
建筑工程分为民用建筑和工业建筑两大类。民用建筑又分为公共建筑、居住建筑两类，以混凝土结构为主，结构体系采用多层的框架结构和高层的框架-剪力墙结构。工业建筑以鋼结构为主，结构形式以门式刚架、排架结构为主。因此，课程设计的选题要以此为切入点，形成以两个项目为主的课程设计主线：一栋多层公共建筑、一座单层工业厂房。工业建筑的单层工业厂房由钢结构课程设计承担。民用建筑的多层公共建筑由房屋建筑学、混凝土设计和基础设计、工程造价四门课程设计承担。学生将房屋建筑学课程的建筑设计成果作为混凝土课程设计的题目，并完成基础设计和最后的工程预算。
（二）BIM技术在房屋建筑学课程中的应用
房屋建筑学课程设计是本专业学生的第一个专业设计，此时的学生专业知识储备不够，无工程经验，只具备平面功能空间布局的表达能力。由于建筑空间的抽象表达能力还没有开发，直接用二维图形表达抽象的三维建筑物，对学生来说是很困难的。教师采用Revit操作建模，直接布置墙体、门窗、楼梯等三维构件，使各单体构件和整楼模型均可视，避免了学生的错误空间想象。学生也可以通过模型进行反复推敲，同时也可以进行紧急疏散模拟，从而否定不合理的方案。BIM技术在房屋建筑学课程应用使学生的课程设计质量有所提高。
（三）结构设计软件的应用
Revit软件的优势是建模，其弱项是结构分析设计。PKPM是国内目前主流的结构设计及结构施工图输出软件，混凝土结构的SATWE和钢结构的STS是两个主要模块。学生使用PKPM建模和分析，可以将学生从枯燥、难懂的手算中解放出来，有利于学生大胆尝试各种结构布置，并最终选择受力合理的结构方案。笔者在PKPM的教学中，经常会提出一些特殊的问题，比如将原来的7度设防调整为8度设防，此时柱子的轴压比、梁端的配筋超筋等结果就分别在计算结果中显示出来。学生在解决相关问题的同时，对轴压比以及抗震设防等概念就有了更加深入的理解。问题解决后的成就感也激励着学生去尝试更复杂的结构方案。课程中形成的BIM结构配筋信息，以三维形式呈现，使学生对结构板、梁柱的配筋形式有直观的了解，促进了学生对平法施工图表达的理解。
（四）BIM技术在建设工程造价管理课程设计中的应用
教师将已形成的建筑和结构信息的Revit模型，通过广联达软件的插件，导入广联达土建GCL算量软件，能有效地完成工程量清单中的算量任务。学生可以从成本的角度，评判自己的设计是否经济、是否科学。为了提高模型导入对接中构件识别的准确度，该设计对Revit模型有一定的要求，这可以让学生形成良好的建模习惯。
（五）BIM技术在施工技术和施工组织课程中的应用
教师指导学生使用BIM5D软件，可进行工程量快速测算，可快速按照施工部位和施工时间以及进度计划等条件提取物资量，完成劳动力计划、物资投入计划的编制。利用BIM技术对施工方案、施工进度计划进行可视化动态模拟，能直观呈现项目整体部署及配套资源的投入状态，充分展现施工组织设计的可行性，使平时书面的、抽象的讲解，变成生动的、形象的动态演示，从而提升学生的学习兴趣和学习效率。
结束语
?? 土木工程与土木工程教学应当根据实际发展情况，以BIM技术为辅助，对课程教学进行优化设计，将学生培养为社会急需的专业型高素质人才，使人才培养能够更好地为行业发展所服务，最终能达到教学目标。
参考文献
[1]黄蕾.土木工程专业中BIM技术知识体系的构建探索[J].建材与装饰,2018,(39):217-218.
[2]崔德芹,南锦顺,朱宝英.基于BIM技术的应用型本科土建类专业实践教学路径研究[J].吉林农业科技学院学报,2018(1):80~83.
[3]李晓娟,刘科,赖芨宇.基于BIM的工程管理专业教学改革研究[J].牡丹江大学学报,2018,27(08):125-128.
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