基于MIB的土木工程材料试验教学体系探析

唐纯翼

摘 要： 文章在科学、客观地评价土木工程材料试验教学现状的基础上，以培养学生创新能力为目标，将BIM技术应用到土木工程材料试验教学中，构建了“实体试验+BIM试验”的土木工程材料试验教学体系。

关键词： BIM 土木工程材料试验 教学体系

BIM即建筑信息模型，是用数字表达建设项目的物理和功能特性，贯穿建设工程项目的全生命周期，即项目的可研、立项、决策、建设准备、实施和运营等全过程所有阶段，要求在不同阶段由建设项目参与者提供相关数据，建立与实际情况一致的建设工程信息库数字模型[1]。由于BIM在可视化、协调性、模拟性、优化性等方面的卓越表现，BIM技术的应用在工程领域已如火如荼[2]。

将BIM技术应用于高校教育属于全新领域，研究成果较少。本研究BIM技术植入土木工程材料试验教学中，创新了试验教学方法，培养了学生的创新思维与创新能力。

1.土木工程材料试验现状与评价

1.1试验现状

吉首大学开设的土木工程材料实验均为实体试验，类型包括土木工程材料的基本物理性质试验、水泥试验、混凝土用骨料试验、普通混凝土试验、砂浆试验、砌墙砖试验、钢筋试验、石油沥青试验等（见下表）。

1.2试验现状评价

如上表显示，吉首大学开设的土木工程材料实体试验具备如下特点：

沿袭了传统的土木工程材料试验教学方法，即按教学顺序与教学内容安排试验教学，需要较长时间才能完成。

需要具备较多的试验设备与较大的试验场地，试验前期投资较大，设备运行费用较高。

试验消耗资源较多，若重复试验需要的资源更多，试验效率不高。

试验多为验证性类型，设计性与综合性试验类型缺乏，不利于学生创新性教育。

2.基于MIB的土木工程材料试验教学体系构建

2.1指导思想

依据“理论够用，应用优先”的原则，选择恰当的教学内容，采用植入式的方式构建土木工程材料BIM实验教学体系。以直观、生动、形象、可视、交互的教学形式取代传统的实训、实验，展示土木工程材料的结构、性能、应用及仪器设备的构造、操作流程等知识难点，实现学生由“被动接受”转变为“主动探究”的实践教学目标。

2.2总体框架

采用传统试验与BIM试验相结合的方式，将土木工程材料试验教学内容分为实体试验与BIM试验两部分。实体试验以验证性试验为主，BIM试验以设计性试验、综合性试验与创新性试验为主。实体试验与BIM试验自成体系又相互支撑，形成一个土木工程材料试验的有机整体。在实际教学时，根据教学进度可平行或交叉进行（见下图）。

2.3改革措施

2.3.1建设MIB教学队伍

开展MIB试验需要一批熟练掌握BIM技术的教师，因此加强BIM教学师资建设是首要任务。通过自身培训与引进具有BIM实践经验的工程人员加入教师队伍，是构建BIM技术教师团队的有效方法。

2.3.2构建BIM试验平台

BIM试验平台是使BIM技术融入实践教学的硬件基础，因此学校应尽快下定决心构建。鉴于吉首大学BIM基础较弱，为尽快形成BIM实践教学能力，可先建设BIM模拟试验室，以满足相关急需课程如土木工程材料试验教学的需求。

2.3.3创新BIM试验教学方法

BIM试验对于培养学生创新能力的强大作用毋庸置疑，但要处理好实体试验与BIM试验的正确关系。对于土木工程材料试验来说，一定的实体试验是必需的，因此BIM试验只能是植入式的，不能用BIM试验取代所有的试验。

2.3.4制订BIM激励机制

BIM技术用于教学属于新兴领域，需要制订相关激励机制来推动BIM技术在教学中的应用。成立BIM技术应用工作室、开设BIM技术教学应用课题等，都是行之有效的方法。

3.问题与讨论

3.1吉首大学目前还没有BIM基础，如没有BIM技术平台、没有熟练掌握BIM技术的教师等，因此项目实施的前期任务艰巨。

3.2 BIM技术对于土木工程专业至关重要，因而开设BIM课程，将BIM技术应用于课程教学，是培养学生BIM技能及创新能力的有效途径。

3.3在实际教学应用中，需要给学生强化的是BIM理念，即用工程化的数字信息描述现实世界的实体建筑，建立数字化的工程信息模型供工程全生命期使用。BIM理念与BIM软件不是一回事，不能将BIM的作用与价值等同或归功于BIM软件。

3.4虽然BIM技术应用于土木工程专业教学之中还存在诸多难点，但假以时日，BIM之花一定会在土木工程专业教学苑中全面绽放。

参考文献：

[1]杨勇，李友彬.国外BIM的发展及其对我国土木工程专业教学改革的启示[J].高等建筑教育，2016（3）：46-49.

[2]张宪江.BIM技术在钢筋混凝土结构教学中的应用[J].教育教学论坛，2016（3）：216-218.