关键词 BIM技术 道路养护 虚拟仿真 教学体系
1 前言
BIM发展到现今包含了建筑信息模型、建筑信息建模、建筑信息管理三层含义。BIM的最大特点就是整个建筑项目从概念定义、规划设计、施工、运维管理等环节都可以用数字进行三维虚拟仿真表达，具备可见性、可模拟性、可协调性等[1]。
目前，BIM技术已经渗透各行业，在各行业中广泛应用。2017年9月11日，交通运输部发布《关于开展公路BIM技术应用示范工程建设的通知》，强调BIM技术在公路行业中的应用[2]。
教育部2018年4月发布的《教育信息化2.0行动计划》，指出到2022年基本实现教学应用覆盖全体教师，提升师生信息技术应用能力向全面提升其信息素养转变，发展基于互联网的教育服务新模式、探索信息时代教育教学新模式。
可以预见，未来几年教学方式将会发生翻天覆地的变革，教学将不再受场地、设施等条件限制；而建筑业也将迎来第三次技术革命，BIM将代替CAD普及到建筑业方方面面，不懂BIM的从业者将会面临被淘汰，因此了解并掌握BIM技术对于高职院校道路养护与管理专业毕业生来说也是非常必要的。
2 BIM技术对道路养护与管理专业课程体系建设的作用
道路养护与管理专业主要培养公路建设中急需的，能够从事公路、城市道路、机场工程、桥梁等方向的工程测量、试验检测、道路桥梁隧道养护与施工组织等工作的高素质技术技能型人才。在现代化公路桥梁的建设、运营及维护的全寿命周期中，BIM技术已有广泛应用，包茂高速公路在设计阶段和施工阶段应用了BIM技术，实现了项目三级清单自动提取，工作效率可提高20倍以上，准确率和提取成功率可达95％以上[3]。
因此了解并掌握BIM技术对于高职院校道路养护与管理专业毕业生来说是非常必要的。目前，道路养护与管理专业教学中引入BIM技术的高职院校几乎没有。在专业教学中借助BIM技术可以提高学生的就业率，可以提高专业、学院在交通行业及社会中的影响力。构建合理可行的BIM 技术教学体系并将其落实于教学实践中，必将更有利于道路养护新技术人才的培养。
3 基于BIM技术的道路养护与管理专业实践教学体系构建方案
目前，道路养护与管理专业教学中引入BIM技术的高职院校几乎没有。因此，对于高职院校来说，当下正处于一个教学信息化改革的绝佳时期。
将BIM技术运用于道路养护与管理专业教学构建新型教学体系，并使之能形成一个不断提升的系统，应从一下几方面着手。
3.1 教师对于BIM技术的运用能力培养
高职教学作为BIM技术应用人才培养的重要途径，教师则是人才培养的主要实施者，决定了培养质量。通过培训学习，提升教师对BIM技术的概念、运用和发展前景的认识，了解BIM的应用现状及发展方向，掌握BIM相关软件的基本操作方法，明确BIM技术与学科专业的结合点，为新教学体系的建设打好基础。
3.2 BIM技术在专业课程中的运用模式
道路养护与管理专业核心课程都需要实训场地支撑教学，而真实实训场地造价高，场地有限无法表现所有项目；校外实践的流动性很大，安全风险不可控，最重要的是项目周期与教学进度无法精准匹配。
在《公路养护技术》、《桥涵养护及加固技术》、《隧道养护技术》等专业课中，分章节，分项目以任务形式嵌入教学内容中，虚拟仿真养护作业全过程，让学生在数字三维虚拟仿真的环境中，从养护设计到养护作业过程管理，最后进行养护质量检测全过程实训。高效、优质地培训学生的专业技能，能达到实训就是上班的目的。
3.3 虚拟仿真实训的深度
在道路养护与管理专业核心课程中嵌入BIM技术，不仅在实训环节可以虚拟仿真养护任务，将理论知识升华为专业技能，也可以在理论教学环节作为资源库辅助教学，提升学生认知水平。
理论教学环节，教师讲解养护前调查、作业资源需求、作业环境布置、工艺流程、质量检测等内容，都需要大量图片、视频、动画模拟等手段辅助，提升学生的理解能力。
实训环节是对理论知识的升华形成专业技能，首先是对专业概念的复习。系统中建有大量题库资源，都采用客观选择及判断题型，提高学习效率。然后给出实训背景，提出任务。学生按照背景先确定病害类型和等级，制定养护方案，确定作业方法；建立BIM模型，选择作业机具，布置作业场地，按照工艺要求，按步骤选择建筑材料、机具及作业步骤，完成养护作业；检测养护质量，选择合理的检测方法、频率、器具，计算评定等级。实训过程中，系统对学生实时评测，实训完成后给出评价，最后教师总评，给出客观的教学评价，测量与教学目标的偏差。
章节项目结束后，系统可以进行自测；学期课程结束还可以在系统进行期末考试，快速做出评价。
3.4 BIM技术与其他专业课程相融合
按照道路养护与管理专业人才培养方案分学年，分课程，分阶段，分章节在各门专业课程中嵌入BIM技术。
一年级，可在工程力学、工程制图、公路概论等课程通过理论讲授和上机实践等教学组织形式嵌入BIM技术；
二年级，可在工程测量、建筑材料、公路养护技术、桥涵养护及加固技术、隧道养护技术等课程通过理论讲授和上机实践等教学组织形式嵌入BIM技术；
三年级，可在道路工程施工组织与概预算、工程项目管理、机械化施工与管理等课程通过理论讲授和上机实践等教学组织形式嵌入BIM技术。
通过融合，提升了学生运用BIM技术解决专业问题的能力，也可以通过BIM的特性对所学专业知识加以升华为专业技能。
3.5 BIM技术作为必修课程单独开设
以学年专业课程设置为对照，各学年分别开设不同深度的BIM课程。第一年开设BIM概念课程，第二年开设BIM操作课程，第三年开设BIM建模课程，循序渐进掌握BIM技能。
建设以BIM课程支撑的BIM实验室，开展以课程对应的BIM软件操作竞赛、课程设计建模和在毕业设计项目中应用三层级教学竞赛。
3.6 道路养护与管理专业BIM 教学体系框架
按学年分为三层级，分别按嵌入课程、课程设置、BIM实验室、教学竞赛、核心技能项目开展。
初级，理解BIM概念，在专业基础课中嵌入并开展软件操作竞赛；中级，课程设计建模，形成公路养护规范化操作技能；高级，毕业设计中综合应用，形成初步的项目实施能力。
表1 BIM 教学体系框架图
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4 结论
随着我国已经进入一个大规模公路养护时代，培养高素质高技能养护人才已成为我国公路发展的当务之急。道路养护与管理专业应在新工科视野下重点研究BIM技术如何与公路养护行业深度融合，在高职教学中应用更是有益的尝试和必要的研究。构建合理可行的BIM技术虚拟仿真实践教学体系，关注教学模式是否合理，分层级教学，课程设置和教学内容与专业技能形成相适应，另外支撑以不同层级的教学竞赛，必将更有利于高素质高技能养护人才的培养。
参考文献
[1] 杨宇．基于“BIM+物联网”建筑物运维管理的研究[D];青岛理工大学；2018年
[2]冼巧凤，王超，韩香．引领·创新·协同——BIM落地交通行业的探索与实践 [J]. 《中国公路》?2017年23期
[3]马军海．路桥工程因BIM更智能——“BIM在交通领域推广与应用技术交流会”侧记 [J].中国公路，2016，(11)．
论文作者:李果,杨坚强
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年4期
论文发表时间:2020/4/22
标签：技术论文; 道路论文; 专业论文; 作业论文; 课程论文; 公路论文; 实训论文; 《工程管理前沿》2020年4期论文;