文 / 陕西省西安市西安铁路职业技术学院 娄刘娟   陕西省西安市中铁第一勘察设计院集团有限公司 金光

摘 要：建筑信息模型 (BIM) 是目前工程项目建设领域中广泛应用的一种新技术。BIM 基于三 维数字技术，整合各类工程数据，通过立体、联动、真实的模型，实现了工程项目全生命周期的动 态可视化管理、信息共享和决策支持，显著提升了工作效率，优化了工作流程，降低了成本，并确 保了施工质量。接触网作为电气化铁路和城市轨道交通牵引供电系统的重要组成部分，其运行和维 护直接关系到列车运行的安全和效率。接触网腕臂这部分内容是接触网这门课的重要知识点，具有 承上启下的作用，因此将 BIM 运用于接触网腕臂预配的理论及实践教学中，将接触网腕臂预配过程 以不一样的方式展现在教学过程中，一方面，有助于学生加深对知识点的理解和掌握；另一方面， 还能激发学生的学习兴趣。 

关键词：BIM；接触网腕臂预配；接触网；牵引供电系统

一、引言

铁路作为现代交通体系的重要组成部分，近年来在全球范 围内实现了前所未有的快速发展。这一趋势不仅推动了铁路技 术的革新，也极大地提升了铁路运输的效率和安全性。在电气 化铁路系统中，接触网作为电力传输的关键设施，其性能的稳 定与可靠直接关系到列车的运行安全。接触网腕臂预配作为接 触网系统安装与维护的重要环节，其重要性不言而喻。腕臂作 为支撑接触线的关键部件，其预配的精度和质量直接影响到接 触网的稳定性和使用寿命。随着电气化铁路技术的不断进步， 对接触网腕臂预配的要求也越来越高，不仅需要满足力学性能 的严格要求，还需要具备良好的耐久性和抗腐蚀性。因此，加 强接触网腕臂预配技术的研究与应用，对于保障电气化铁路的 安全运行、提升运输效率具有重要意义。同时，这也为相关领 域的科研与教学提出了新的挑战与机遇。

在接触网腕臂预配传统教学方式中，传统教学模式通常过 于注重理论知识的灌输，却未能给予实践操作足够的重视。 这种教育方式尽管能够帮助学生建立坚实的理论基础，但当遇到现实问题时，学生常常难以将所学理论有效运用于实践。此 外，当前的教学模式还存在以下局限性：

其一，理论教学与实践训练相互割裂，学生虽然掌握了系 统的理论知识，却不能将知识转化为解决实际问题的能力，这 不仅制约了实践技能的提升，也不利于创新思维的养成。 

其二，教学内容过于单一，过度侧重理论灌输，未能兼 顾实践技能、团队协作和创新思维等关键能力培养，难以适 应当今社会对复合型人才的需求。为突破传统教学的局限， 理实一体化教学模式应运而生。该模式通过创设真实或仿真 的工作情境，实现理论与实践的有机融合，从而全面提升学 生的综合素质。 

理实一体化教学是对传统教学方式的革新，更是对教育理 念的深刻反思。该模式秉持以学生为本的教育理念，注重学生 综合素质的全面提升，致力于培养兼具深厚理论功底、过硬实 践能力和开拓创新精神的高素质人才。因此，理实一体化教学 在现代教育中具有重要的地位和作用。

BIM技术以工程项目中的独立构件为基本元素，通过系统 整合各类构件的几何数据、物理参数、施工规范及成本信息等 多元属性，构建出完整的数字化工程模型。这一模型作为贯穿 项目全生命周期的核心数据库，已成为现代工程建设领域的重 要数字化工具[1]。在建筑行业中，BIM技术的应用成效尤为突 出：其既显著提升了设计工作效率，又实现了从规划设计、施 工建造到运营维护的全流程信息化管理，为建筑项目的各个实 施阶段带来了显著的效益提升[2]。

鉴于BIM技术在其他领域的广泛应用和显著成效，将其引 入接触网腕臂预配教学具有深远的意义。首先，BIM技术能够 提供三维可视化的学习环境，使学生更直观地理解接触网腕臂 预配的结构和原理，从而提高学习效果。其次，BIM技术具有 可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等技术特点[3],能 够通过构建高度仿真的工程虚拟环境，使学生能够在数字化场 景中进行沉浸式实践训练，有效提升其工程实践能力和创新思 维能力。再者，BIM技术还能够实现全生命周期的信息管理[4]，为接触网腕臂预配的教学和研究提供丰富的数据支持。因此， 将BIM技术引入接触网腕臂预配教学，有助于培养学生的综合 能力，提高他们的实践技能和创新思维，为电气化铁路领域的 人才培养注入新的活力。

二、接触网腕臂预配理实一体化教学方案

（一）教学理念 

理实一体化教学，是一种将理论知识与实践操作深度融 合的教育模式，旨在打破传统教学的界限，让学生在掌握扎 实理论的同时，亲身体验并应用这些知识，从而全面提升学 习效率和技能水平。在这一教学模式下，理论学习不再是枯 燥无味的灌输，而是与实践操作紧密相连的生动探索。教师 通过生动的案例分析、直观的演示和深入浅出的讲解，将复 杂的理论知识转化为易于理解的知识点，让学生在脑海中构 建起清晰的知识框架。与此同时，实践操作也不再是孤立的 技能训练，而是理论知识的延伸和深化。在模拟或真实的场 景中，通过运用理论知识解决实际工程问题，在反复实践与 优化改进的过程中，逐步培养并提升专业实践能力，形成自 己的操作习惯和思维模式。

理实一体化教学模式将理论教学与实践训练有机融合，通 过项目式学习、工作坊实践和情景模拟等多元化教学方法，有 效促进知识内化与能力提升。该模式不仅帮助学生深化理论理 解、强化实践应用，更全面培养了学生的团队协作、问题解决 和创新思维等核心素养。以接触网腕臂预配教学为例，教师通 过设计阶梯式实践任务体系，引导学生逐步掌握专业技能。这 种做中学、学中做的教学方式，成功搭建了理论通向实践的桥 梁，既激发了学生的学习内驱力，又培养了其灵活运用知识解 决实际问题的能力，为培养高素质技术技能人才提供了有效途 径。

（二）教学方法 

在该环节主要用到的教学方法有以下几种：

1. 自主学习法

   自主学习法是一种以学生为中心，强调个体主动探索与建 构知识体系的教学方法。该模式提倡个性化学习，赋予学生充 分的自主选择权，使其能够依据个人兴趣特长、认知水平及学 习节奏，灵活确定学习内容、方式与进度安排。这种自主化的 学习机制不仅有效激发学生的学习主体性，更有助于培养批判 性思维、自我调控能力以及创造性问题解决能力等核心素养。

2. 多媒体辅助教学法

   多媒体辅助教学法是一种利用文字、图像、音频、视频等 多种媒体形式，结合现代教学技术手段，以直观、生动、互动 的方式呈现教学内容的方法。在多媒体辅助教学中，教师可以 借助多媒体课件、网络教学资源等，使抽象复杂的知识点变得 易于理解。同时，通过互动式教学，学生可以积极参与课堂讨 论，促进学生思维发展和交流能力的提升。

3. 讲授法 讲授法通过教师的口头讲解和系统阐述，向学生传递知识 和技能。它能够帮助学生在短时间内获得大量信息，并形成系 统的知识框架。在讲授过程中，根据学生的反馈进行适时调整 和补充，确保学生能够理解和掌握所学内容。

4. 实物教学法

   实物教学法是一种直观而生动的教学方式，通过展示具 体、真实的物品或模型，帮助学生直接观察和理解抽象概念或 复杂结构。这种方法能够增强学生的感知体验，促进理论与实 践的结合，使学习过程更加直观易懂，提高学生的学习兴趣和 效果。

5. 专家点评法 该方法邀请具有深厚专业知识和丰富实践经验的行业专家 或领域内权威人士，对学生作品、方案或成果进行深入分析、 细致评估和专业指导。这种方法能够确保评价结果的客观性和 准确性，为项目的改进和优化提供有力的支持和建议，有助于 提升整体质量和效果。

6. 任务驱动法

   任务驱动教学法是以实践任务为核心的教学策略，通过 设计真实情境的学习任务，引导学生主动探索和实践，实现 做中学的教学目标。该方法强调学生在任务完成过程中的主 体地位，将理论知识与实践应用有机融合，不仅能够激发学 习兴趣和主动性，更能系统培养专业能力、团队协作和创新 思维等综合素养。其突出优势在于创设真实或仿真的任务情 境，促使学生在解决问题过程中自主建构知识体系，有效提 升知识迁移能力和实践创新能力，是实现理论与实践深度融 合的理想教学模式[5]。

7. 自评互评法

   自评互评法是一种促进学生自我反思和相互学习的评估方 法。自评机制使学生能够系统反思学习过程与成效，准确识别 自身优势与短板；而互评则提供了多元化的评估视角，让学生 通过他人反馈更全面地认识自身表现，并获得建设性的改进建 议。这种双重评估体系既培养了学生的元认知能力，又拓展了 其批判性思维视野。

   （三）教学策略

   根据铁道供电专业人才培养目标，遵循“学生主体、教师 主导”的高职教育教学理念，以培养学生正确进行腕臂预配的 组织及实施能力为目标设计该环节的教学,遵循学生的认知规 律，由浅入深，从简单到复杂的总体原则[6]。

   以任务驱动为导向，按照腕臂预配操作步骤组织课堂教 学，将理论学习与实践教学各环节以任务的形式融入教学过程 中，使学生在每个任务中消化理解知识，并通过教师引导、专 家指导的方式发现问题、分析问题和解决问题。

   开展线上线下混合式教学，实现自主探究。依托职教云教 学平台，将学习任务延伸到课前、课后。在课前阶段，教师依 托网络教学平台发布学习任务并推送配套资源，学生通过平台 自主领取任务和获取学习资料，开展个性化的探究式学习。这 种基于网络平台的翻转课堂教学模式，既实现了教学资源的数 字化共享，又保障了学生自主学习的灵活性，同时通过明确的 任务导向有效提升了学习的目的性和针对性，为课堂深度互动奠定了良好基础。

   三、BIM 模型在教学中的应用

   在理论授课环节，教师可以利用BIM模型展示建筑物的 三维形态，使学生能够从多个角度观察和理解建筑构造。相 较于传统的二维图纸，这种方式更能激发学生的学习兴趣和 空间想象力[7]。同时，BIM模型还可以模拟建筑在不同环境 条件下的表现，如光照、通风等，有助于学生深入理解建筑 设计的原理。

   将BIM技术运用在接触网腕臂预配实训教学中，首先需要 建立腕臂设备镞BIM模型，该模型可以将接触网腕臂以数字 化、信息化的方式展现在教学过程中，有助于学生深入了解腕 臂预配的所有环节及要求。其中接触网腕臂预配模型分三步完成。

   （一）二维图纸的绘制，该过程通过CAD完成。

   （二） 结合BIM技术，搭建含有各个设备相关参数的接 触网腕臂零部件镞模型。

   （三）将接触网腕臂预配BIM模型应用到相关的理论及实 训教学中。

   （四）对学生进行BIM相关知识的培训，鼓励学生参加接 触网专业BIM实操比赛。例如，使用Revit创建接触网腕臂模 型，使用提供的接触网腕臂零部件单元模型及安装图，完成腕 臂模型的建模。

   四、结语

   教学过程中结合学生特点，利用现代信息技术手段和信息 化教学资源，系统地优化了教学过程；使学生通过学习掌握腕 臂作用、组成，并能够熟练地进行腕臂组装；教学过程中学生 由被动学习变主动学习，目的是使他们能够做到自主学习。但 由于腕臂种类较多，不能对所有腕臂进行组装，对此补救办法有以下四种：

   （一）课下通过兴趣小组或者竞赛的方式对其他种类的腕 臂进行组装；

   （二）建立教学资源库，将相关教学资源通过教学资源库 分享给同学；

   （三）利用BIM技术制作接触网腕臂三维立体模型，实现 课堂与设计、施工相结合；

   （四）联系接触网相关专家，邀请其走进课堂或通过网络 进行技术交流。

   参考文献

   [1] 卢祝清 .BIM 在铁路建设项目中的应用分析 [J]. 铁道标准 设计，2011(10):4-7.

   [2] 唐敬臣 . BIM 技术在城市轨道交通接触网设计中的应用 [J]. 数字化与信息化 .2026（4）:85-87.

   [3] 清华大学 BIM 课题组 . 中国建筑信息模型标准框架研究 [M]. 北京：中国建筑工业出版社，2011.

   [4]E ad ie R , Brow ne M, Odey i n k a H, et a l. BI M  implementation the UK construction project lifecycle:An  analysis[J].Automation in Construction ,2013，36:145-148.

   [5] 邓莅芊 , 徐敏 .“案例 + 任务”混合式翻转课堂教学模 式在投资学课 程中的应用探索 [J]. 创新创业理论研究与实践  ,2026,9(7):23-27.

   [6] 马慧娟 .BIM 技术在高职建筑工程类专业教学中的探索与 实践 [J]，住宅与房地产，2019（9）：266-267.

   [7] 金光 .BIM 技术在接触网腕臂预配中的应用研究 [J]. 铁路 技术创新 .2019.(1):72-75.

   项目名称：

   1. 陕西省重点研发计划—基于数字孪生的铁路供电智能建 造及运维关键技术研究（2023-YBGY-202）

   2. 铁一院科研项目—接触网覆冰舞动防范及预警监测关键 技术研究（KY24-C005）