SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：《水工程施工》是给水排水工程专业的专业基础课程，授课过程中往往以多媒体授课为主，辅以实物图、动画、视频等形式来进行教学，具有一定的局限性。紧跟行业发展步伐，将BIM这项新兴技术与《水工程施工》课程结合，有利于加深学生对施工原理、施工特点以及施工工序的理解和掌握。BIM技术对提高《水工程施工》教学质量有很好的促进作用。对传统教学模式进行调整，以培养适应社会需求的高质量人才。
关键词：《水工程施工》；BIM技术；教学提高
本文引用格式：徐金妹,等.BIM技术促进《水工程施工》教学效果的探讨[J].教育现代化,2019,6(25):57-59.
一 前言
《水工程施工》作为高等工科学校给水排水工程专业的一门专业基础课程，其主要任务是使学生初步掌握钢筋混凝土工程、水工程构筑物施工、室内外管道施工、设备安装以及项目管理等方面的基本知识和基本技能，为学生毕业后从事设计、施工、项目管理等工作打下坚实的基础[1]。根据高等学校近几年就业情况分析，50%~60%的给排水毕业生从事工程施工、工程管理工作[2]。根据国家相关的法律法规，从事建筑工程的相关专业技术人员，应当取得相应的执业资格证书，而市政公用工程一、二级建造师的考试课程就和《水工程施工》教学内容相关。由此可见，《水工程施工》课程不仅有助于培养学生工程实践能力，还能为以后获得执业资格证书打下坚实的基础。
《水工程施工》具有一定的综合性及较强的实践性，涉及的知识点多，领域广。现有教材以文字、插图为主，插图多以示意图和简图形式呈现，学生很难将抽象知识形象化，微观知识宏观化，枯燥知识生动化。因此，在《水工程施工》教学过程中，教师的教学方式是以理论授课为主，辅助使用PPT，同时注重将施工过程和施工工序以实物图、动画、视频的形式展示给学生，但对具体操作细节和重点关键技术还是很难讲述清楚，不利于学生充分理解和掌握水工程施工中涉及的基本原理方法、关键工艺等。
二BIM技术的发展
BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)作为二维设计技术向三维数字化设计建造方式转化的一种革命性的技术，以三维数字技术为基础，可将繁杂的工程数据信息通过可视化方式表达，在促进建筑行业管理信息化与建筑业转型上起到至关重要的作用。目前BIM技术在国内已从最初的试水阶段进入到高速发展阶段，目前BIM应用已经不仅仅局限于造型复杂的建筑工程，市政等其他工程领域应用案例逐渐增多，新一轮科技革命与产业变革蓄势待发[3]。
对于高等学校给排水专业的学生来说，《水工程施工》一书中所涉及的专业知识是今后解决施工专业问题的依据，是走向施工工作岗位运用得最多的专业知识。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等特点，根据BIM技术的特点，紧跟行业发展步伐，将BIM这项新兴技术应用在《水工程施工》教学过程中，以产业需求、就业需求为导向，对传统教学模式进行革新，培养适应社会需求的高质量人才，对于高校来说是极具创新性、前瞻性的探究与尝试。
三 BIM技术在《水工程施工》中的应用
（一）BIM技术在土石方工程量计算方面的应用
土石方工程量计算是《水工程施工》第一章节的教学内容，对于场地平整，主要有方格网法和断面法，土方计算的计算机化方法并没有详细介绍。方格网法比较直观、易懂、计算简单，适用于面积大且相对平缓的区域，对于复杂地形则加密点工作量大、计算精度与格网间距有关。断面法主要适用于河流、道路等狭长带状区域的土方量计算，在面积大且复杂的区域和计算区域变化的情况下，外业操作复杂，计算效率低，粗差较大。张东阳等人[4]采用BIM技术进行土方量计算，该方法首先利用AutoDesk Revit建立两种场地模型，即土方量原始表面和设计表面精确地形模型，然后计算出两种模型体积的差值，实现填挖土方量的计算。该方法与常规计算相比，可减少人力，降低人为错误的发生，计算精度较高，而且便于修改调整。基于BIM技术建立场地模型，能更精确地表示地面和设计面的形状，与其他计算方法相比，通过对原始表面场地模型和设计场地模型体积之间的差值来计算土方量，具有形象直观、简单高效、计算精度高、适应性强、方便调整的优点，还能用作方案对比分析，在实践中能取得很好的效果。将基于BIM技术的土方量计算方法引入到课堂，不仅能让学生对土石方计算的原理和方法有深入的了解，而且与时俱进，提高学生学习的积极性。
（二）BIM技术在市政管道施工方面的应用
《水工程施工》课程在市政管道施工教学方面有着不可或缺的作用。市政管道是城市基础设施建设的重要组成部分。管道施工作为市政管道施工中关键的一环，其施工质量直接影响整个市政管网的建设[5]。《水工程施工》中所介绍的施工方法，和目前国家重点建设项目，如海绵城市、综合管廊等息息相关。设计和施工作为建筑领域的两大模块，既要相生共荣，又需要竭力互补。王彦祥等人[6]在BIM工作环境下进行专业协同设计，完成市政综合项目，经渲染后的模型，实现所见即所得的水平（见图1、2）。BIM的特征之一就是可视化，通过BIM模型可很好地表达复杂管路的空间关系。BIM技术走进课堂，可使学生对项目案例有非常直观的了解，BIM能及时精准完整地传递相关的设计信息和需求，增强学生对管道设计和管道施工的理解和掌握能力。
（三）BIM技术在建筑给排水施工方面的应用
建筑给排水专业涉及的管线较多，错综复杂，这就给设计人员的设计、施工人员的读图带来一定的难度。例如某工程在计算管线净空高度时，往往只能通过在平面CAD图纸将各专业图纸进行叠加，大致计算楼层的净空高度。这样的计算不可避免地会存在一些误差，对于建筑给排水而言是极为麻烦的。汪廷等人[7]将BIM应用于绿色建筑暖通、给排水系统综合设计中（见图3），BIM模型中各专业管线与构件都清晰展现在眼前，清楚直观。
安装模拟设计属于BIM在建筑工程给排水设计中的另一项重要内容，在建筑工程施工阶段，给排水系统中管道线路相对凌乱，传统的设计方式资源浪费现象严重，而BIM设计中的安装模拟设计根据三维设计视角，编制出科学合理的设备发展表，并可指导具体施工环节，达到了可视化管道设备设计。当设计合理时，得出的检测也是合格的，这将大幅简化设计流程，降低成本，提高资源利用率。
学生在室内管道施工学习过程中，可以找一个设计初期未进行管线碰撞的BIM模板，让不同学生负责不同种类的管道系统，检查这些管线间的碰撞情况，并让学生在该平台相互沟通、及时调整，再根据规范进行验证。如此，可提高学生团队合作能力、提高学习的兴趣，还可以复习建筑给排水设计的知识，通过设计进一步指导施工，实现学科之间的交叉融合，更好地指导实践。
（四）BIM技术在水工程构筑物施工方面的应用
在《水工程施工》教材中，讲授第四章水工程构筑物施工时，现浇钢筋混凝土水池施工是重点知识，但是教材中有关钢筋混凝土工程的施工工艺和施工方法参见第三章内容，只介绍了提高水池混凝土防水性的措施、钢筋混凝土构筑物的整体浇筑以及构筑物严密性试验。如果照本宣科，学生很难懂得现浇钢筋混凝土水池到底如何施工。在教学过程中，教师可以列举一个现浇钢筋混凝土水池施工案例，结合工程现场照片从土方开挖及地基处理、施工排水、浇筑池底混凝土垫层、池底防渗层施工、底板分块浇筑、池壁分块浇筑以及满水试验一一讲述，同时可以回顾第一章土石方工程与地基处理、第二章施工排水以及第三章钢筋混凝土工程的部分知识点，学生对前面所学的知识也能够融会贯通。案例讲解的过程中，还可以补充伸缩缝止水带预留、止水钢板安装、预留套管等知识，让学生了解到一个现浇钢筋混凝土水池的施工工序。
在实际工程中，水工程构筑物在小区域内占地紧凑，涉及建筑、结构、管道、设备安装、电气等工程，各工序相互制约、交叉行走，施工难度和管理难度都很大；构筑物种类多样、异形结构居多，构筑物施工要求高；与管道连接的预留洞口、预埋件数量多、定位精度要求高。在教学过程中，介绍完上述工程案例后，引入BIM案例模板，和受视野范围影响的视频、抽象的二维示意图相比，BIM模型具有多角度可视、可拆分等优势，例如初沉池三维模型[8]（见图4），通过BIM模型能够观察到一般视角看不到的内部结构，而这些内部结构即使现场实习也难以看清楚。如此，水工程施工课程教学效果将大大提升，同时也有助于给排水专业的课程设计以及毕业设计，同时为学生毕业后参加注册建造师考试打下坚实的基础。
四 结论
《水工程施工》课程涉及面广，知识点较多，同时和很多专业课程有知识交叉。BIM技术可以贯穿项目的初步设计、施工图设计、施工管理等全生命周期。在《水工程施工》课程教学中引入BIM技术，不仅可以帮助学生理解学习内容、巩固理论知识，还能提前接触行业前沿知识、增强学生就业竞争力。随着我国工程建设的迅速发展，涌现出许多新工艺、新设备、新材料，教师要积极学习、更新相关知识，以更高的责任心、更饱满的教学热情、更开放的心态，为社会培养出优秀的高水平应用型技术人才。
参考文献
[1]陈立波,张立东,闫广平.关于给水排水工程专业《水工程施工》课程建设的几点思考[J].吉林化工学院学报,2008,25(06):44-45+52.
[2]荆肇乾．水工程施工教学方法改革浅议[C].水工程教学研讨会论文集．北京，2008．
[3]苗群,王佳媛,邓莉蕊等.BIM技术在水工程施工教学中的应用探索[J].高等建筑教育,2017,26(04):115-118.
[4]张东阳，江月菊，姜伟等．基于BIM技术的土方量计算[J]．施工技术，2018，47增刊：1527-1530．
[5]商聪磊．市政自来水工程施工技术与经验[J]．建筑工程技术与设计，2015(11)：1174．
[6]王彦祥，何琴，颜炳魁．市政综合项目设计阶段BIM应用的探索与实践[J].中国给水排水，2018，34（12）：69-73．
[7]汪延，刘峥．基于绿色建筑生态体系的暖通、给排水系统设计及应用研究[J].科技创新与应用，2018，25：58-59．
[8]徐亚男，刘纯甫，马放等．BIM技术在污水处理厂设计中的应用[J]．中国给水排水，2016，32（8）：55-58．
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！ 文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/8921.html
