BIM技术融入工程管理专业《建筑结构》课程教学研究

BIM技术融入工程管理专业《建筑结构》课程教学研究

刘琦华 ,李文靖

山东科技大学 资源学院 山东泰安  271000

摘要：《建筑结构》对工程管理专业的学生来讲，是一门相对较难理解的课程，如何掌握好这门课，教师教学过程中必须加强引导。本文主要论述《建筑结构》的重要性，以及如何利用BIM软件的优点，作为教学手段，提高学生的理解能力，同时掌握BIM相关知识，也是智能建造的迫切需求。

关键词：建筑结构；BIM；工程管理

Research on the Integration of BIM Technology into the Teaching of Building Structure Course for Engineering Management Majors

Liu Qihu

Abstract:"Building Structure"is a relatively difficult course for students majoring in engineering management to understand. To master this course well, teachers must strengthen guidance during the teaching process. This article mainly discusses the importance of "Building Structure" and how to utilize the advantages of BIM software as a teaching method to improve students' understanding ability and master BIM related knowledge, which is also an urgent need for intelligent construction.

Keywords: building structure; BIM；engineering management

一、工程管理专业的培养目标

1998高校本科专业修订后，山东科技大学率先成功申报工程管理专业，相对土木工程等老牌专业，工程管理是一个相对较新的专业。

我校工程管理专业立足于土木工程领域，提出的培养目标是：培养德智体美劳全面发展的，适应国民经济和社会发展实际需要的，掌握土木工程和其他工程领域的技术知识，掌握与工程管理相关的管理学、经济学、建设法规及现代信息技术等专业知识，具有理论和定量分析能力，具有扎实专业素质与综合实践能力，具备良好的思想品德、职业道德、创新精神和国际视野，能够在土木工程和其他工程领域从事工程建设全过程工程管理等工作的应用创新型人才。

从培养目标，可以看出工程管理专业的培养目标就是培养具有创新精神和国际视野的管理型人才，核心是管理。但是，在工程建设领域，最初我们对工程管理专业的人才是存在不同看法的，绝大部分情况下从事项目经理等管理工作的人才还是土木工程专业毕业的，认为工程管理的人才是外行领导内行，难以实现高效的工作机制。

导致这种现象的主要原因是，在培养过程中，过于重视管理学、经济学等专业，而轻视了土木工程领域的技术知识，培养的人才缺乏根基。好的管理人员，必然建立在对一个事物足够熟悉的基础上，工程管理专业，要对工程充分的熟悉和理解，才能进行管理相关工作。对于工程管理专业来讲，土木工程领域的技术知识就是本专业的管理能力的根基。

二、《建筑结构》在工程管理专业中的课程定位

对于工程管理专业来讲，《建筑结构》这门课是掌握土木工程领域技术最直接和透彻的一门课，是提高其专业技能的重要课程，占据着最为关键的地位。《建筑结构》由混凝土结构、高层建筑结构、钢结构和抗震等组成，是一门综合性较强的学科。结构是建筑物和构筑物的骨架，主要承受各种作用下的内力、变形和位移，是保证建筑物安全适用耐久的基础。学生必须掌握骨架的构件组成，掌握力的传递路线，理解构件存在的必要性，才能在此基础上组织施工，进而进行相关管理工作。

三、目前《建筑结构》课程教学的难点

1、课程本身存在较大难度，建筑结构涵盖内容较广，包含了土木工程专业几个学期需要完成的结构课程，甚至根据专业需求，还需要补充平法识图的相关内容；

2、学生学习本课程缺乏主动性

传统的建筑结构课程教学，教师讲授原理，并辅以板书用于推导公式过程及梳理解题思路。师生互动少，课堂氛围沉闷；学生实际工程参观的少，空间想象能力有限，理解有一定难度，以至于听不懂，学不会，产生厌烦情绪。

3、教材内容繁杂，缺乏实用性

培养应用型人才，建筑结构的教材必须具备实用性，重视基本的概念，而不是一味的堆积枯燥的理论知识、抽象的公式推导。教师如果一直沿用老旧教材，只强调理论知识而不重视学生实用技能的培养，学生的学习积极性会逐渐消磨。四、BIM技术的特点

1、可视化

通常施工图纸绘制在平面图纸上，以二维的线条来表达空间问题，初学者没有实际工作经验，很难想象其空间形式。BIM提供了可视化，形成一种三维的立体实物图形，使认识更加直接，便于理解。

2、协调性

BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据。

3、模拟性

在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验。同时还可以进行5D模拟（基于4D模型加造价控制），从而实现成本控制；

4、优化性

事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程。当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系，但在BIM的基础上可以做更好的优化。

5、可出图性

BIM模型不仅能绘制常规的建筑设计图纸及构件加工的图纸，还能通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化，并出具各专业图纸及深化图纸，使工程表达更加详细。

五、BIM技术融入《建筑结构》课程体系的具体案例

在“钢筋混凝土受弯构件”的教学中，学生进行受弯构建承载力计算的前提是掌握梁、板构件的基本构造知识。从以往的教学来看，大部分学生感觉内容比较抽象，难于理解，对受弯构件中受力钢筋、分布钢筋、架立钢筋、箍筋和弯起钢筋的分布及作用等一知半解，在进行构件设计时，仅仅学会了套用计算公式，却不知道配置的钢筋在板或者梁中所处的位置。

为了让学生理解梁板中钢筋如何布置，在教学的过程中，教师在课堂上利用BIM软件将完整的钢筋骨架展示在屏幕上，如图1所示，一方面让学生对钢筋构造有一个更加直观的印象，另一方面利用BIM软件仿真性的特点将梁在受力作用下的变形、钢筋的布置位置通过动画演示给学生，从而让学生更好的理解梁在破坏过程中不同钢筋所起的作用。此外，还可以以一个简单工程的施工图纸为例，指导学生根据实际的施工图纸，利用BIM软件建立起三维的梁钢筋骨架模型，并标注不同部位的钢筋名称，让学生在实操的过程中强化理论知识的学习，避免学生出现一知半解的情况，提高学习效果。

在整个教学过程中，实现两个目标。一是利用BIM技术的可视化特点，将钢筋详图以三维的形式展现给学生，这不仅有利于学生更直观的理解抽象的理论知识，提高学生的学习兴趣，还一定程度上降低教师的教学难度。二是教师根据实际工程中的二维图纸指导学生运用BIM软件建立起三维模型，既让学生接触到实际工程，加深对不同部位钢筋作用的理解，又能培养学生BIM 软件的运用能力，为将来结构设计奠定良好的基础。

图1 梁中钢筋的布置

六、结论

《建筑结构》课程比较抽象，学生难以理解，BIM技术的可以有效地提高学生理解。通过BIM的三维建模和基本理论对比讲解，让学生对于每一根钢筋的由来更清晰，提高了学生的理解。通过对实际工程BIM建模，可以让学生熟悉BIM相关软件，同时与和实际专业理论有机的结合，可以让学生在未来的工作中操作相关软件的过程中，知道其所以然，从而能够检查出软件中有可能出现的差错。当然，目前将BIM技术融入《建筑结构》课程的内容还不够完善，课时量的减少，也为实际操作带来了困难，如何更快更有效的让学生理解概念的同时，理解实际操作仍然需要不断地摸索。

参考文献

［1］许继祥，韩建平，郑国足.“建筑结构”课程改革建设的探索基于工程管理专业教学研究［J］.教育教学论坛，2021，2（5）:97-100

［2］何 叶.《建筑结构》应用型本科教学改革探索［J］.教育教学论坛，2020，7:118-119

［3］刘潇.建筑结构课程教学改革思路与实践［J］.科技创新.2019，18:139-141

[基金项目]山东科技大学群星计划项目(QX2020M74)

[作者简介]刘琦华(1980 -)，男，山东济宁人，山东科技大学资源学院讲师,硕士,从事工程管理与工程结构研究。