职业教育课题申报：基于BIM技术的高职《桥梁构造与识图》课程改革

基于BIM技术的高职《桥梁构造与识
图》课程改革
学科分类：职业教育
课题类别：一般课题
关键词：BIM技术、桥梁构造与识图、课程改革
预期研究成果：论文集
课题设计论证
1、问题的提出、课题界定、国内外研究现状述评、选题意义与研究价值。

1.1问题的提出
《桥梁构造与识图》是高职道路桥梁工程技术专业的核心课程。

课程内容包括桥梁结构构造的认知与桥梁图纸识读、识图技能是专业目标岗位的基本技能，也是为后续学习桥梁上下部结构与附属工程常用施工工艺和技术特点的重要基础。

通过课程学习，学生应掌握常见不同类型桥梁构造组成及相应施工图的识读能力，进而才能掌握常见桥型施工工艺流程和技术要点，获得能够读懂施工方案和编制施工组织设计的能力。

整个学习过程强调理论与实践的结合，重点培养学生的作为桥梁施
工员的实践能力。

课程的教学过程中，存在理论抽象和施工场景难以在校内真实创造的难题。

虽然可以借助VR（虚拟现实技术）开发建设虚拟仿真实训室，但是虚拟仿真实训室一方面建设费用昂贵，另一方面只是让学生通过虚拟环境中的场景交互，形成可视化场景再现，帮助学生去理解课程难点。

从教学的角度来说虚拟仿真教学只是一种具有一定吸引力的被动学习。

如何采用一种方式既可以激发学生的学习主动性，又在有效掌握传统应知应会基础上拓展学生掌握适应行业发展所需的新技能。

本课题希望通过探索基于公路桥梁BIM技术应用进行《桥梁构造与识图》课程教学改革以实现课堂有效教学和BIM技能提升的目的。

1.2课题的界定
BIM技术：即建筑信息模型 (Building Information Modeling), 是基于现代化信息技术和计算机技术发展融合而成的工程信息应用技术，BIM技术利用建筑工程项目的各项相关信息数据建立可视化的3D模型。

模型可以实现建筑工程项目从设计、施工、运营管理、养护等全过程的信息化。

课程教学改革：课程改革是学习方式和教学方式的转变，改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程。

就是传统学习方式的“被动性、依赖性、统一性、虚拟性、认同性”向现代学习方式的“主动性、独立性、独特性、体验性与问题性”转变过程。

1.3国内外研究现状
BIM技术诞生与美国，国外关于BIM技术的研究现状以美国为例，美国既存在独立的、主要承担BIM工作的公司，也鼓励设计、管理等相关人员直接应用BIM技术进行设计、建造和管理。

在美国，BIM软件的研发公司担负推广BIM软件和培养BIM应用人才的主要责任。

首先，客户人才培养是BIM研发公司与客户产品服务的一部分，研发公司主动帮助客户培训技术人员，以熟练掌握BIM软件的相关技能；其次，所有的BIM软件都对高校免费开放，鼓励高校研究人员和学生了解并掌握BIM技术；再次，针对行业主管部门，比如联邦及各州交通部，BIM研发公司也会通过产品宣传和技术培训等手段，提高行业主管部门的BIM技术水平，以促进软件的推广应用。

此外，设计和施工企业为提高生产效率、降低人员成本，也乐于培训相关员工，使其掌握BIM应用技术。

根据《教育部关于公布2019年高等职业教育专业设置备案和审批结果的通知》，在我国共有275所高职院校开设了道路桥梁工程技术专业。

《桥梁构造与识图》课程是该专业的核心课程，结合BIM技术发展对高职类《桥梁构造与识图》课程改革研究偏少。

代表性的有XXXXXXXX 学院XXX、XXX、XXX开展的基于BIM技术的桥梁施工课程教学改革探索，主要针对BIM技术对桥梁施工过程的模拟来实现教学中施工过程的可视化。

由XXXXXX的XX、XX、XX等学者针对本科院校道路桥梁与渡河工程专业结合BIM技术发展在桥梁施工课程中的教育教学改革进行了研
究和探索，但是主要是针对本科教育展开的研究，与高职教育相比存在一定的差异。

本课题主要围绕BIM技术帮助学生在复杂桥梁构造图的读图识图能力形成方面进行课程教学改革的探索。

1.4 选题意义与研究价值
BIM概念诞生于20世纪末的美国。

是依赖三维数字模型表达建筑全寿命周期的信息，这些信息为建筑规划、设计、施工、运营维护等阶段的实现提供可靠依据。

近年来，我国交通运输部针对国内BIM技术在交通领域的非常重视。

为提升公路工程建设质量，落实公路工程项目生命全周期信息化管理，交通运输部印发了《交通运输重大技术方向和技术政策》的通知，把BIM技术列为十大重大技术方向和技术政策之首。

2016年7月印发《关于实施绿色公路建设的指导意见》。

鼓励应用建筑信息模型（BIM）新技术，营造绿色公路建设市场发展环境。

2017年1月交通运输部公开《关于推进公路水运工程应用BIM技术的指导意见》等。

公路BIM技术的应用已经是公路行业发展不可回避的一个趋势。

《桥梁构造与识图》课程的内容离不开工程图纸，传统的二维图纸和现场照片、视频存在抽象、理解困难，难以激发学生学习主动性等问题。

将公路BIM应用技术中项目可视化、施工可模拟的特点进行《桥梁构造与识图》课程教学改革，可以直观展示桥梁三维结构，通过三维结构去理解复杂桥梁的构造组成，进而能够提升学生的空间想象能力，达到强化桥梁施工图纸的识读能力，同时根据需要动态模拟桥梁施工过
程，激发学生的学习兴趣，这样既可以有效的解决传统课程教学中存在的问题，同时可以拓展学生的BIM技术应用能力。

2、课题的研究目标、研究内容、研究重点和创新之处
2.1研究目标
（1）建立常见桥型BIM三维模型库。

（2）在整合的三维模型库的基础上进行课程教学内容重构，编写结合BIM三维模型的《桥梁构造与识图》校本教材。

（3）根据重构的课程教学内容对接学生施工图识图能力、BIM技术应用能力等要求修订课程标准。

（4）依托桥梁BIM模型，优化教学设计。

2.2研究内容
（1）通过开展细致的调研工作，分析道路桥梁工程技术专业目标岗位能力需求，科学合理的设计基于BIM技术的高职《桥梁构造与识图》课程改革实施方案。

（2）深入校企合作企业调研、收集整理常见典型桥型、常用施工方法和工艺流程，同时依托横向课题BIM项目建立桥梁BIM三维模型库。

（2）基于BIM桥梁三维模型库、以项目为导向，工作任务为驱动合理构建课程内容，设计学习情境，编写结合BIM技术的桥梁构造与识图校本教材。

（3）利用BIM桥梁模型资源优化教学设计。

并选择试点班级开展课程改革试点，探索灵活多样的教学模式在教学改革中应用，充分利用资源、教材推动教学改革实施，注重学生识图技能和BIM软件操作技能的双提升。

2.3 研究重点和创新之处
（1）BIM技术是交通运输发展的重大技术方向，是行业发展的不可回避的趋势，行业的发展对道路桥梁技术专业人才的技能有了更高的要求。

通过项目的研究，依托BIM技术强化了学生的传统识读施工图的技能，同时在学习过程中拓展了学生的BIM软件的操作技能。

实现了双能力的提升。

（2）将抽象、不易理解的桥梁构造组成及识图内容依托三维模型库进行重构，编写校本教材。

可以解决配套教材和教辅资料不匹配的问题，同时调研区域龙头企业对岗位技能的需求针对性的重构教学内容，做到人才培养服务区域行业发展需求。

（2）利用BIM桥梁模型资源优化教学设计，将其可视化、可模拟等优点充分应用到课程教学改革中，通过试验班探索改革效果，提高课程整体教学水平。

3、研究思路、研究方法、实施步骤。

3.1研究思路和实施步骤
本课题研究严格按照“课题调研——课题论证——制订方案——实践研究——交流总结——申请结题”的程序进行。

通过走访企业开展调研，对BIM技术的发展现状和行业对道路桥梁工程技术专业学生目标岗位技能要求进行分析全面了解，明确研究的内容、方法和步骤；再组织本课题组教师学习课题研究的内容、任务和具体的操作研究步骤。

通过一系列的应用研究活动和开展横向课题成果将BIM技术的优势应用到《桥梁构造与识图》课程教学改革中去，依托在道路桥梁工程技术专业开展1个教学改革试验班开展课程改革，并通过对比探索课程改革的有效性和推广性。

完成课题任务。

3.2 研究方法
（1）文献资料法。

对国内外相关高职院校相关课程改革方法和成果进行分析比较研究，借鉴成功经验。

（2）采用教育实验法和经验总结法，设计、优化桥梁构造与识图课程教学改革
（3）比较分析法和经验总结法。

结合试验班开展的课程教学改革效果与未实施课程教学改革的班级进行比较分析，对课程改革取得的成绩和不足，及时分析，推进进一步的研究和总结。

4、主要参加者的学术背景
课题负责人先后参加了由全国交通运输行业指导委员会举办的道路桥梁Bim专业技术。

近两年主持了1项BIM相关的横向课题、主持了1项厅课题、作为核心成员参与了1项省级课题。

前期相关研究成果、核心观点：
（1）课题成员中先后有参加了由中国建筑学会建筑施工分会组织的BIM入课及软件技能培训曁BIM毕业设计师资培训、中国建设教育协会全国高等院校BIM应用技能师资培训、中国建筑信息模型（BIM）技术体系与应用实践”高级研修班（第八期）培训等系列BIM技术培训；先后到多家项目部进行顶岗实践；
（2）所有成员均长期从事高等职业教育教学工作,大部分成员具有丰富的路桥施工一线工作经历，理论实践经验丰富。

（3）全部成员都具有研究生学习经历，均接受过严格的科学研究训练，具有良好的科研素养。

（4）课题组成员近年来所取得的教科研成果较为丰硕，在公开期刊发表论文多篇，主持或参与课题研究多项。

（5）学校有良好的基础条件和科研氛围，为本课题的研究提供了较好的软硬件基础。

学校设有交通工程BIM应用协同创新中心，建有专用的电脑机房，配置有道路桥梁工程技术专业相关的BIM软硬件。

5、主要参考文献：
[1]冀伟. 基于BIM技术的“情景教学-仿真模拟-工程应用”的桥梁施工课程教学改革与实践 [J].高等建筑教育，2019.
[2]高晶晶. 基于BIM技术的公路工程造价课程改革及实践 [J].辽宁高职学报，2017.
[3]彭以舟. BIM技术在道路桥梁工程实践课程中的应用 [J].实验技术与管理，2017.
[4]曾邵武等. 基于BIM技术的桥梁施工课程教学改革探索 [J].石家庄铁路职业技术学院学报，2015.
课题编号：6432。