孙永军 肖雪峰 孙文全 余圆圆

[摘 要] “泵与泵站”是应用型本科院校给排水专业的基础课程，该课程的基本理论知识对学生理解给排水行业的实质有较大影响。BIM技术作为培养应用型创新人才的新技术，在工程建设的整个生命周期具有不可替代的作用。论文分析了传统的泵与泵站课程教学现状及其存在的问题，之后结合BIM低成本、高效率的特点探讨了在课程中融入BIM技术的教改思路，可供高校其他相关课程教改借鉴。

[关键词] BIM技术;泵与泵站;教学改革;应用实践

BIM（建筑信息模型）广泛应用于建筑工程的整个生命周期，包括设计环节、施工监理环节以及验收环节，它摒弃了传统二维绘图的局限，以其充分模拟、智能控制的特点普遍推广于建筑行业。BIM体系包括给排水、暖通、建筑结构等，学习三维建筑模拟可实现数据共享，达到工程项目协同设计的目的。

一、研究背景

1.课程教学实践现状。该课程的学习与给排水专业其他相关课程，如建筑给排水、水质工程学等息息相关，该门课程的学习会直接影响学生的学习质量和以后的工程实践，其重要性不言而喻[1]。学习泵与泵站课程要求学生有一定的空间想象能力，其较强的理论性与实践性也成为影响教学质量的一大因素。由于本课程在泵的工作原理、运行工况、吸压水管路计算方面与水力学挂钩，又要求学生必须具备一定的水力学基本知识[2]。经研究调查发现，学生觉得课堂枯燥乏味，对泵的具体构造难以想象理解，从教师的角度出发，认为教学任务繁重，仅凭现有的教学媒介难以解说泵的基本构造、性能及使用方法。因此，要最大化缓解教学困境，在该课程教学中引入BIM技术就显得十分必要，也可以为其他相关专业相关课程的教学改革提供借鉴。

2.BIM技术发展现状。BIM最初是由美国博士提出，经过多年发展，如今可从多角度诠释其实质，一方面，BIM是用于工程建设期设计、施工、运营阶段的三维参数模型，着重强调它的准确、高效和可协同性的特征;另一方面，BIM是建立整个建筑生命周期数据库的过程，本质是全方位管理[3]。国外较早引入BIM技术，近来，我国也掀起了推广BIM技术应用的热潮。举例来说，清华大学较早开展了BIM课题研究，同济大学与鲁班软件就BIM技术研究达成协议，华中科技大学开设首个BIM硕士班，哈尔滨工业大学开设BIM技术应用课程教学。同时，国内600多所高校近千人参与BIM比赛。由此可见，高校与企业界都在致力于BIM技术研究以及应用人才的培养[4]。我国高校都在积极寻求将BIM技术融入课程教学的方法，最常用的就是将PPT中死板书面文字替换成形象生动的3D模拟图，就泵与泵站这门课来讲，学生可以清楚地认知水泵的管线走向、阀门及附件，直接清晰地形成印象深刻的感性认识[5]。由此可见，在专业课程教学中引入BIM技术可以明显提升教学效果，增强趣味性，激发学生学习BIM的热情与兴趣。

二、融入BIM技术课程教改作用及意义

BIM技术在市政给排水中广泛应用，包括管道与材料表、参数设计、安装模型等方面。在管道与材料表方面，利用BIM技术检验设计图纸中存在的问题，继而在实际施工中进行调整改善;在参数设计方面，利用BIM技术对模型参数进行修改，提高工程设计质量;在安装模型方面，应用BIM技术保证复杂的施工工序高效率进行。

1.顺应时代潮流，提升学生综合竞争力。当今实践工程越来越复杂，以传统的教学方式难以清晰直观地呈现工程的全生命周期，而BIM可以模拟整个实际过程，有利于加深学生对专业知识的理解与掌握，因此有必要进行改革。

2.有效提升教学效果，极大地激发学生的学习兴趣。本课程涉及泵的基本方程、扬程计算以及特性曲线等教学内容，抽象的学习内容要求学生具备一定的水力学基本知识，并掌握一定的公式推导能力。若采用传统的教学方法，即教师阅读课本及板书的形式，会大大影响讲解速度，内容生涩，导致学生理解困难。而在课程教学中引入BIM技术，采用立体模拟、视频等多媒体方式，展示泵的运行过程、泵房内管道及设备的布置方式等，直观深刻，容易提升学习兴趣[1]。

3.提升学生沟通协作、用理论知识解决实际问题的能力。BIM最大的优势在于对建筑全生命周期数据信息的覆盖，使工程参与者能够协同工作，也就是说，要想面面俱到，需要大家齐心协力，彼此达成一致。在此过程中需要学生相互协作，良好地沟通交流。在泵与泵站这门课程中，学生需要掌握泵的结构、特点及应用等基本理论知识点，在实践教学方面，通过水厂工作人员的讲解及对取水泵房、送水泵房、污水泵房的参观，学生应深刻了解到泵在城镇用水中的重要作用。

三、引入BIM技术课程教改实践措施

首先，开展BIM基础课，介绍BIM基本概念和应用，使学生有了初步了解。在泵与泵站课程教学中，建立三维立体模型展示泵站的结构、变配电设施以及机组的布置。此外，为达到深入了解BIM的目的，需引入相关软件，使学生熟练掌握软件的操作方法并进行简单的应用实践。仅凭课程教学无法满足对BIM知识体系的深入理解，可借助“慕课”作为辅助教学，完善教学软件设备，建立实训平台。以西南交通大学为例，具体阐明引入BIM技术的教改举措，首先成立BIM工程研究中心，与相关企业建立良好的战略合作关系，并开展相关知识讲座、研讨会、科技竞赛等活动。泵与泵站课程重要的实践环节是课程设计，在课设中引入BIM元素，熟悉以BIM为主题的REVIT软件的使用，还包括BIM技术在课设中的局部应用、变配电设施、泵房的建造过程动画模拟等。

四、总结

在泵与泵站课程教学中引入BIM技术进行教改探索，不仅可以最大程度上改善教學环境，也为整个建筑行业培养BIM技术应用型创新人才作出贡献，通过分析当前课程教学现状，可以发现将BIM技术引入泵站等给排水专业相关课程的教学环节是切实可行的，可以有效降低建筑成本，提高工程效率。通过教改，一方面能调动学生上课的积极性和主动性，改善教学实践效果;另一方面，也能有效提高学生的创新能力和沟通协作能力。

参考文献

[1]李静，张彦平，王丽娟，等.“泵与泵站”教学改革措施的研究[J].教育教学论坛，2016（38）：110-111.

[2]张朝升，荣宏伟，张可方.给水排水工程专业“泵与泵站”课程教学方法的探索与实践[J].中国建设教育，2010（Z1）：54-56.

[3]游业刚，付旭，李茜，等.BIM在应用型本科院校中的发展现状及改革思考[J].土木建筑工程信息技术，2018（2）：68-71.

[4]刘红勇，何维涛，黄秋爽.普通高等院校BIM实践教学路径探索[J].土木建筑工程信息技术，2013（5）：98-101.

[5]孙明，胡妮妮.BIM技术融入CAD课程的教学改革研究与实践[J].图学学报，2017（1）：109-113.