BIM技术对混凝土结构课程的应用
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摘要：混凝土结构课程是土木工程专业的关键课程之一，该课程涉及混凝土设计原理知识、混凝土结构设计等相关内容。由于混凝土结构知识比较抽象，所以教师的教学成效往往不太理想。为了强化教学效果，教师可以应用bim技术实施相应的教学工作。本文首先介绍了BIM技术在混凝土结构课程教学中的关键意义,其次分析了混凝土结构课程的特征和教学中存在的问题，最后总结了BIM技术在混凝土结构课程教学中的应用优势，旨在给学生提供高质量教学服务，以期为教师教学提供参考。
关键词：BIM技术；混凝土结构；教学工作；应用目的
在混凝土结构课程教学中,教师应树立起正确的教学观念,依照教学准则,制订有效的教学计划,从而全面提升教学质量,打破传统教育的局限性。为达到这一目的,教师应积极应用BIM技术开展教学工作。国家相关单位也应大力提倡创新教育,在混凝土结构课程中引入BIM技术,以促进教学改革。在混凝土结构课程中引进BIM技术,有助于学生更为直观地理解课程内容,提升学生的学习兴趣以及识图绘图水平。
1BIM技术在混凝土结构课程教学中的关键意义
1.1有助于提升课堂教学直观性
在以往的混凝土结构课程教学中,教师通常使用板书教学,导致课堂教学缺少直观性,学生往往难以理解和掌握相关知识。为了提升课堂教学的直观性,教师可以应用BIM技术开展教学工作,利用该技术进行三维建模,以动漫形式、立体图片等方式进行教学,使学生可以全面观察建筑物的状况。这种教学方式能够助力学生理解和掌握相关知识,进而提高学生的学习兴趣和教学质量。
1.2有助于优化课堂教学内容及教学模式
在混凝土结构课程教学中应用BIM技术,能够对课堂教学内容以及教学模式加以优化,使其满足现阶段的教学需求。在课堂教学中,教师可以利用BIM技术更加高效地收集各类混凝土构造的基础信息、几何和力学信息等,这些信息有助于学生更加全面地学习和掌握混凝土结构课程相关内容及知识。
2混凝土结构课程的特征和教学中存在的问题
2.1混凝土结构课程的特征
混凝土结构课程的内容涵盖了单层厂房构造、混凝土梁板构造、混凝土框架构造等。该课程往往具有如下特征。（1）综合性较强。该课程具有很强的综合性,所覆盖的专业内容较为广泛,比如材料力学、结构力学等。因此,该课程要求学生具有扎实的基础知识。（2）实践性较强。该课程涉及的符号、公式、构造规定较多,这些符号、公式、构造规定大多是由项目实践经验及实验产生的。因此,学生如果缺少实践经验,就很难真正理解和掌握课程内容。（3）课程内容比较抽象。该课程主要涉及混凝土结构设计相关内容,而混凝土结构设计比较复杂,难以在课堂上直观地展示出来。因此,在教学过程中,教师可以采取一定措施把设计方案转化为力学模型,以方便学生理解和掌握课程相关知识。
2.2混凝土结构课程教学中存在的问题
结合以往的教学工作,笔者发现,教师在教授混凝土结构课程时仍然存在一些问题。（1）课时设置不合理,重点内容讲解不透彻。在一般情况下,混凝土结构课程设置24个学时,但是该课程内容涉及面较广,这24个学时并不足以完成全部课程的内容教学。由于课时比较紧张,所以课程中的大量重点内容难以得到透彻讲解,以致学生理解得比较模糊,学习效果不理想。（2）教学方法单一。混凝土结构设计知识比较抽象,涉及大量的公式和概念,仅依靠板书进行讲解的传统教学方法使课堂气氛过于枯燥,这些都会降低学生的学习兴趣,并对后续的学习和实践产生负面影响,从而形成恶性循环。（3）教学计划设计不合理。混凝土结构课程同力学、数学、材料学等其他学科有着紧密的联系。学生只有掌握这些基础课程,才能使混凝土结构课程的学习更加简单。目前,在混凝土结构课程的教学过程中,之所以形成教师教授、学生难懂,其主要原因是缺乏这些专业基础课程知识的支撑,没有形成完整系统的混凝土知识理论框架。因此,教师应站在学生的角度合理地设计教学计划,以提高教学质量。（4）多媒体教学对学生的想象力要求较高。现阶段,由于混凝土结构课程的课件内容比较抽象,所以教师在上课时主要使用多媒体教学。多媒体课件中涵盖了一些结构图纸和二维图片,而二维图片很难将三维构造清晰地体现出来,这就对学生的想象力提出了更高要求。而那些不擅长空间想象的同学,其学习难度将大幅上升,他们也会逐渐丧失掉学习的乐趣。
3BIM技术在混凝土结构课程教学中的应用优势
3.1培养学生的基础能力
在混凝土结构课程教学中,教师应积极应用BIM技术来培养学生的基础能力。老师采取BIM技术开展教学辅助工作,需要应用到相应的建模能力,采用更加直观且清晰的方式来进行课程概念知识及构造等内容的讲解,从而提升教学质量。在此过程中,教师应当遵循科学化的教育指导准则,编制完善合理的教学方案,给学生提供高质量的教学服务。例如,教师在带领学生学习“混凝土梁体正截面受弯承载力”相应课程知识的学习过程中,就能够应用BIM技术建立起相应模型,指引学生对梁体中横向及纵向钢筋构造进行分析研究,使学生对其骨架模型的具体状况加以了解,从而提升学生的学习水平,培养学生的空间想象能力。同时,教师采取BIM技术还能够通过三维建模,指引学生从经济角度对配筋标准以及状况进行分析,使其明确受弯梁体的截面尺寸,进一步对受弯梁体受压区的高度加以分析和研究。教师在应用BIM建模方式开展教学的进程中,还能够向学生展示框架构造方面相应的施工动画,进而使学生对框架梁柱的节点构造产生清晰的了解,对具体的施工工艺有所明确。
3.2提高学生的识图水平
在混凝土结构课程教学工作中,教师应积极采取BIM技术来培养学生的识图水平。在一般状况下,混凝土结构课程会涉及大量施工图纸,而大部分学生的识图能力比较低,这对学生学习将会产生不利影响。而采取BIM技术,能够指引学生更加全面地掌握设计要求,理解设计图纸中各类符号的含义,从而有效提升其识图水平,为其后续从事相关工作打下坚实的基础。老师在做好指导工作的同时,还要向学生提供新的施工图纸,使学生能够自主利用BIM技术开展识图学习。在反复训练下,教师就能够使得学生的识图水平获得有效提升,从而从根本上提升教学质量。
3.3提高学生的施工成本控制水平
在混凝土结构课程的教学过程中,教师应用BIM技术开展三维建模,能够实现案例知识和实践操作的互相关联,指引学生在理论知识的学习之后,可以借用三维模型对工程中的现实状况进行全面分析,同时还可以帮助学生塑造成本控制思维,积累丰富的施工管理手段。例如,教师在专业教学阶段,能够经过BIM建模指引学生处理工程中存在的施工管理以及成本控制问题,教会学生应用BIM技术开展相应的建模工作。这在一定程度上能够使学生在实践中综合应用自身学习掌握的施工管理和成本控制知识,并且可以对计算的精准度进行自我检查。
3.4提高学生设计水平
在混凝土结构课程的教学过程中,高校需要重点对学生的设计水平进行培养,教师可以利用BIM技术开展三维教学,打破二维平面的图纸教学中存在的局限性,进而有效提升教学质量。例如,在对混凝土构造的相关案例进行讲解时,教师最好选取学生们比较关心了解的案例,并应用BIM建模方式来展现具体设计内容,从而使学生充分认识到在混凝土结构设计中,设计人员不但需要保证材料以及结构尺寸符合实际要求,还应当考虑到施工标准、抗震性能以及框架构造性能等方面。在学生进行模仿设计时,教师应为其供给新的案例,并且指引学生自主开展设计工作,再应用BIM技术展现设计成果。这样不但能够提高学生的设计水平,而且可以使学生学会应用BIM技术,进而提升整体教学质量。
4结语
综上所述,高校的混凝土结构课程教学工作依旧存在不足,以致教学质量难以得到保证。因此,在实际教学过程中,教师需要树立起正确理念,采取BIM技术对学生的基础能力以及设计和识图等方面的能力进行全面培养,有效提升学生在混凝土构造专业方面的学习水平。
作者：周忠凌