BIM在高職鋼結(jié)構(gòu)施工課程教學(xué)中的應(yīng)用探析

摘 要：BIM技術(shù)是指建筑信息模型，可構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)的三維模型，為建筑施工與相關(guān)課程教學(xué)提供技術(shù)支持?；诖?，本文從BIM技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)入手，闡述BIM在高職鋼結(jié)構(gòu)施工課程教學(xué)中的應(yīng)用，為高職教師高效應(yīng)用BIM技術(shù)開展教學(xué)提供理論及實(shí)踐幫助。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);高職院校;鋼結(jié)構(gòu)施工

城市土地資源緊張，促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑市場(chǎng)的人才需求逐漸增加。高職院校開設(shè)了各類建筑施工課程，培養(yǎng)建筑人才。為保障人才培養(yǎng)的有效性，高職院?？梢M(jìn)先進(jìn)施工技術(shù)，如BIM技術(shù)，加深學(xué)生對(duì)建筑施工流程與要點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，提升其綜合能力，為后續(xù)就業(yè)提供幫助。

一、BIM技術(shù)分析

BIM技術(shù)具有可視化、仿真模擬與可出圖等特征，可模擬建筑施工中的各項(xiàng)參數(shù)，包括鋼結(jié)構(gòu)施工參數(shù)、人員組織參數(shù)與氣候環(huán)境參數(shù)，直觀展示建筑施工的各項(xiàng)內(nèi)容。鋼結(jié)構(gòu)施工在建筑工程中表現(xiàn)出重要性與復(fù)雜性特征，施工人員良莠不齊，施工質(zhì)量得不到保障。高職院校開設(shè)鋼結(jié)構(gòu)施工課程教學(xué)，用于培養(yǎng)專業(yè)人才。BIM技術(shù)可構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)三維模型，幫助學(xué)生理解鋼結(jié)構(gòu)及施工要點(diǎn)，提升課程教學(xué)有效性，其在鋼結(jié)構(gòu)施工課程教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

第一，提高學(xué)生的課堂參與度，BIM技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用處于起步階段，對(duì)學(xué)生而言，BIM技術(shù)屬于新興事物，易吸引學(xué)生的注意力，教師在課堂中展示的BIM模型，可激發(fā)學(xué)生的探究愿望，提高其課堂參與度;第二，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，BIM技術(shù)的仿真模擬功能，支持學(xué)生利用軟件模擬施工流程，教師可根據(jù)該特征開展項(xiàng)目教學(xué)，組織學(xué)生根據(jù)工程項(xiàng)目的內(nèi)容，應(yīng)用BIM技術(shù)開展施工與管理，為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，提升其實(shí)踐能力[1]。

二、BIM在高職鋼結(jié)構(gòu)施工課程教學(xué)中的應(yīng)用

（一）BIM技術(shù)的應(yīng)用手段

BIM技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用較為成熟，可應(yīng)用軟件種類較多，高職教師可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工課程教學(xué)特點(diǎn)，選用最佳的軟件，為課程教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)提供技術(shù)保障。目前鋼結(jié)構(gòu)施工常用的軟件包括Tekla Structures軟件、Revit軟件、Graphisoft Archicad軟件。同時(shí)，基于BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，某高職院校自主研發(fā)了edu-BIM平臺(tái)，應(yīng)用其開展鋼結(jié)構(gòu)施工教學(xué)。本節(jié)對(duì)四種軟件開展分析，為教師選擇BIM應(yīng)用手段提供參考。

第一，Tekla軟件。鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家常用該軟件開展建模與模擬處理。和其他軟件相比，Tekla軟件的建模參數(shù)化定義模型非常適用于鋼結(jié)構(gòu)，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的定義操作難度較低，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件配置的要求不高，整體運(yùn)行流程。但該軟件的建模環(huán)境過于細(xì)致，演示流程較復(fù)雜，在課程教學(xué)展示方面浪費(fèi)較多時(shí)間。而且Tekla軟件的多項(xiàng)建模與屬性參數(shù)為英文名稱，加大了學(xué)生上手軟件的難度。結(jié)合其特點(diǎn)，高職教師可將該軟件用于鋼結(jié)構(gòu)施工中復(fù)雜節(jié)點(diǎn)教學(xué)與建模作業(yè)布置中。

第二，Revit軟件。該軟件支持4D施工模擬，施工動(dòng)畫構(gòu)建操作簡(jiǎn)單。同時(shí)，Revit軟件在標(biāo)準(zhǔn)鋼框架模型構(gòu)建方面的難度較低，教師與學(xué)生均可流暢操作。但在鋼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)設(shè)置方面，需操作人員創(chuàng)建自定義族，設(shè)置效率偏低。而且Revit軟件對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件要求較高，在構(gòu)建復(fù)雜三維模型時(shí)，高職院校的計(jì)算機(jī)極易出現(xiàn)卡頓、閃退或死機(jī)等現(xiàn)象，影響教學(xué)的正常開展。結(jié)合其特點(diǎn)，高職教師可將該軟件用于鋼結(jié)構(gòu)施工方法相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)中。

第三，Archicad軟件。該軟件常用于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過圖庫構(gòu)件方式構(gòu)建三維模型，在標(biāo)準(zhǔn)型鋼模型構(gòu)建方面難度不大，對(duì)于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)或非標(biāo)準(zhǔn)截面，操作流程復(fù)雜，對(duì)建模技巧要求較高。結(jié)合其特點(diǎn)，筆者不推薦高職教師在鋼結(jié)構(gòu)施工教學(xué)中應(yīng)用該軟件。

第四，edu-BIM軟件。某高職院校邀請(qǐng)軟件開發(fā)企業(yè)，結(jié)合上述軟件的架構(gòu)，設(shè)計(jì)更符合教學(xué)與師生操作的BIM軟件。該軟件的界面更適合內(nèi)容展示，參數(shù)功能與自定義功能更簡(jiǎn)潔，且支持外部資源導(dǎo)入與知識(shí)鏈接功能。但由于軟件正處于試用階段，仍存在建模功能不完善、演示bug較多等問題。就此，高職教師可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工課程教學(xué)的內(nèi)容，選用相應(yīng)的軟件，發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

（二）BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

本文以某高職院校的教學(xué)案例為基礎(chǔ)，闡述BIM在高職鋼結(jié)構(gòu)施工課程教學(xué)中的應(yīng)用方法與要點(diǎn)。某教師在鋼結(jié)構(gòu)的連接中應(yīng)用BIM技術(shù)，其應(yīng)用要點(diǎn)為情境創(chuàng)設(shè)、仿真模擬及工程應(yīng)用。本節(jié)選擇鉚釘連接課程教學(xué)，開展相關(guān)分析。針對(duì)該課程教學(xué)的理論知識(shí)，教師應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建鉚釘連接的三維模型，講述鉚釘連接的施工要點(diǎn)與數(shù)據(jù)計(jì)算方法，使學(xué)生對(duì)鉚釘連接方式有初步的認(rèn)識(shí)。由于鉚釘連接常用于輕鋼結(jié)構(gòu)，該教師選擇某輕鋼結(jié)構(gòu)建筑施工項(xiàng)目為實(shí)踐課程，要求學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目業(yè)務(wù)的需求，應(yīng)用edu-BIM平臺(tái)仿真模擬抽芯鉚釘與自攻螺釘?shù)倪B接施工，應(yīng)用不同的規(guī)格的鉚釘與螺釘，得出不同的輕鋼結(jié)構(gòu)模型，通過對(duì)比分析，選出最佳的輕鋼結(jié)構(gòu)連接方式。

在上述教學(xué)過程中，學(xué)生可通過BIM技術(shù)構(gòu)建的三維模型，直觀地觀察鋼結(jié)構(gòu)鉚釘連接的特點(diǎn)，通過不同鉚釘參數(shù)下的三維模型分析，可使學(xué)生認(rèn)識(shí)到參數(shù)設(shè)置的重要性;在實(shí)踐教學(xué)中，教師引進(jìn)輕鋼結(jié)構(gòu)施工項(xiàng)目，創(chuàng)設(shè)施工場(chǎng)景，可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所需知識(shí)，設(shè)計(jì)輕鋼結(jié)構(gòu)的鉚釘連接方案，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐技能，豐富學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為未來就業(yè)奠定基礎(chǔ)[2]。

三、結(jié)論

綜上所述，BIM技術(shù)不僅在建筑施工中有顯著優(yōu)勢(shì)，還可用于建筑施工類課程的教學(xué)中。通過本文的分析可知，高職教師可根據(jù)課程教學(xué)的特點(diǎn)，選擇適合的BIM軟件，通過合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)用BIM軟件介紹鋼結(jié)構(gòu)施工的理論知識(shí)，有條件的學(xué)?？梢允┕ろ?xiàng)目為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)施工流程、開展施工管理，培養(yǎng)更專業(yè)優(yōu)秀的行業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃鑫，張奎.BIM技術(shù)在建筑工程施工技術(shù)類課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].居舍，2019（21）：187.

[2]張杭麗.BIM技術(shù)在建筑設(shè)備識(shí)圖與施工課程混合式教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].中國(guó)建材科技，2019，28（03）：130-131.

項(xiàng)目：2018年江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201810958004X）;江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院2018年校級(jí)教學(xué)改革研究課題（GYJY2018-14）

作者簡(jiǎn)介：陳旭元（1974-），男，漢族，安徽安慶人，碩士研究生，講師，研究方向：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析與BIM技術(shù)應(yīng)用。