BIM技術(shù)在建筑施工技術(shù)課程教學(xué)中的探索

田江永

摘 要：隨著教學(xué)改革的不斷推進(jìn)和深入，高職高?！督ㄖ┕ぜ夹g(shù)》課程雖然取得了一定成就，但由于建筑施工體量大、施工環(huán)境復(fù)雜、安全隱患大等特點(diǎn)，致使學(xué)生可動(dòng)手操作的項(xiàng)目較少，未能很好地實(shí)現(xiàn)做學(xué)一體化的目標(biāo)?；贐IM技術(shù)的虛擬施工為《建筑施工技術(shù)》課程教學(xué)改革提供了新的思路。

關(guān)鍵詞：建筑施工技術(shù) BIM技術(shù) 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（a）-0172-02

《建筑施工技術(shù)》課程是建筑工程技術(shù)專業(yè)群的一門實(shí)踐性和綜合性非常強(qiáng)的核心課程，也是從事施工員、質(zhì)檢員、監(jiān)理員等崗位的必要專業(yè)技能。在《建筑施工技術(shù)》課程教學(xué)改革的推進(jìn)過程中，如何實(shí)現(xiàn)學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做的做學(xué)一體化教學(xué)目標(biāo)，任務(wù)的可動(dòng)手操作性成了關(guān)鍵因素。由于建筑施工本身體量大、施工環(huán)境復(fù)雜，安全隱患大等特點(diǎn)使得學(xué)生在典型任務(wù)的動(dòng)手完成上遇到了困難，故目前的教學(xué)形式，不能很好地激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，學(xué)習(xí)效果不夠理想。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，將引發(fā)建筑業(yè)的一次革新，同樣也為《建筑施工技術(shù)》課程教學(xué)改革提供了新的思路。

1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM（Building Information Modeling）是“建筑信息建模”的簡(jiǎn)稱，最初發(fā)源于20世紀(jì)70年代的美國(guó)，由美國(guó)喬治亞理工大學(xué)建筑與計(jì)算機(jī)學(xué)院的查克伊士曼博士提出。其被定義為：“建筑信息建模是將一個(gè)建筑建設(shè)項(xiàng)目在整個(gè)生命周期內(nèi)的所有幾何特性、功能要求與構(gòu)件的性能信息綜合到一個(gè)單一的模型中。同時(shí)，這個(gè)單一模型的信息中還包括了施工進(jìn)度、建造過程的過程控制信息。”目前對(duì)于BIM定義尚未統(tǒng)一，例如：認(rèn)為BIM是虛擬施工（virtual construction），即建筑信息模型與施工進(jìn)度計(jì)劃相鏈接，將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視化的4D模型中，可以直觀精確地反映整個(gè)施工過程；此外，還有認(rèn)為 BIM 是參數(shù)化建模（parametric Modeling）、虛擬建造（virtual building）、數(shù)字溝通（digital communication）等等。

目前BIM技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀如下。

（1）基于BIM的設(shè)計(jì)可視化展示。

依據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，利用Revit等系列軟件創(chuàng)建建筑工程項(xiàng)目的建筑、結(jié)構(gòu)、安裝的BIM模型，對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行動(dòng)態(tài)的可視化展示，使建筑工程項(xiàng)目參見各方能夠直觀地了解設(shè)計(jì)方案，評(píng)定施工的可行性以及預(yù)先發(fā)現(xiàn)在今后施工中可能存在的問題，做到提前解決，避免今后人力財(cái)力的損失。例如右圖所示一個(gè)樓宇建設(shè)項(xiàng)目施工階段的BIM模型，可直觀地反映出該階段的施工特性：場(chǎng)地布置、結(jié)構(gòu)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)空間布置、施工機(jī)械布局、管道排列、材料堆放區(qū)等等。

（2）基于BIM的碰撞檢測(cè)。

將所創(chuàng)建的建筑、結(jié)構(gòu)、安裝等BIM模型，通過專業(yè)的碰撞檢測(cè)軟件，進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件及管線綜合的碰撞檢測(cè)和分析，可直觀地看到建筑物內(nèi)部構(gòu)件的相互位置以及建筑構(gòu)件與設(shè)備安裝管線的走向位置。以便提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，減少施工中的設(shè)計(jì)變更，避免事后結(jié)構(gòu)上開孔、設(shè)備安裝困難等問題。

（3）基于BIM施工模擬，優(yōu)化施工方案。

BIM技術(shù)將以動(dòng)態(tài)的三維模式模擬整個(gè)施工過程與施工現(xiàn)場(chǎng)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，對(duì)施工做出進(jìn)一步的優(yōu)化，其中包括場(chǎng)地布置、人員安排、材料準(zhǔn)備、機(jī)械設(shè)備、空間沖突、施工存在的安全問題等。同時(shí)，4D施工模擬還包含了臨時(shí)性建筑，大型機(jī)械設(shè)備（如起重機(jī)、腳手架、施工電梯等）進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間，為節(jié)約成本、優(yōu)化整體進(jìn)度安排提供了幫助。

2 虛擬施工

虛擬施工通俗地理解就是基于BIM技術(shù)，利用軟件在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)建筑工程施工的虛擬施工，從而對(duì)將建造的工程施工過程有一個(gè)整體直觀的把握，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)在實(shí)際施工中存在的或可能出現(xiàn)的問題，提前做好應(yīng)對(duì)措施，同時(shí)也為參見各方提供一種可控制的、無破壞性的、無安全風(fēng)險(xiǎn)的多次重復(fù)模擬施工的試驗(yàn)方法，可以有效地提高施工水平，消除施工隱患，防止施工事故，保證施工質(zhì)量、節(jié)約施工成本與合理安排施工進(jìn)度，增強(qiáng)施工過程中管理。

虛擬施工技術(shù)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建虛擬施工環(huán)境，進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)布置，比如道路施工、辦公區(qū)域布置、生活區(qū)域布置、材料堆放、加工區(qū)域布置、大型設(shè)備安裝布置。依據(jù)施工圖紙及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行虛擬施工，完成動(dòng)態(tài)三維模型成果，進(jìn)而優(yōu)化施工方案、為后面合理組織施工提供幫助，避免質(zhì)量、進(jìn)度、成本、安全等方面出現(xiàn)的問題。

3 BIM技術(shù)在《建筑施工技術(shù)》課程教學(xué)中的實(shí)踐

隨著高職教育改革的不斷推進(jìn)，如何激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)激情，實(shí)現(xiàn)課堂與崗位零接軌，形成做、學(xué)一體化的教學(xué)模式，將是教學(xué)改革的目標(biāo)。對(duì)于《建筑施工技術(shù)》而言，實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)最大的困難在于如何能夠讓學(xué)生動(dòng)手完成典型工作任務(wù)，由于建筑施工本身體量大，施工環(huán)境復(fù)雜、安全隱患大等特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生可供操作的任務(wù)較少，無法實(shí)現(xiàn)在做中學(xué)的目的，不能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?；贐IM技術(shù)的虛擬施工將能夠很好地解決了這一問題。首先虛擬施工將使得原來不能動(dòng)手實(shí)現(xiàn)的工作任務(wù)可以通過計(jì)算機(jī)軟件來虛擬實(shí)現(xiàn)，通過虛擬完成工作任務(wù)將要求學(xué)生自主去學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，了解施工新材料、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及最新規(guī)范。解決工程施工中的構(gòu)件定位、施工工序、臨時(shí)設(shè)施安裝構(gòu)造要求、施工工藝的確定，人員機(jī)械材料的準(zhǔn)備，現(xiàn)場(chǎng)的布置等一些基本職業(yè)技能。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)做中學(xué)，學(xué)中做的做學(xué)一體化目的，同時(shí)通過小組的完成也能鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、溝通等方面的社會(huì)能力。其次通過實(shí)際的工程項(xiàng)目虛擬施工，將使學(xué)生對(duì)工程施工情況有了一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)了課堂與施工現(xiàn)場(chǎng)崗位任務(wù)緊密結(jié)合，對(duì)今后從事的工作崗位有清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)經(jīng)過反復(fù)的虛擬施工，可以使學(xué)生嘗試選擇不同的施工工藝，不同的施工機(jī)械、不同的材料等等，分析對(duì)比其對(duì)建筑施工質(zhì)量、進(jìn)度、費(fèi)用、安全等方面影響，有利于對(duì)施工技術(shù)有更深刻的認(rèn)識(shí)。最終實(shí)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的激情，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決實(shí)際問題的能力。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)正在引發(fā)建筑業(yè)的巨大變革，它具有可視化，模擬性，優(yōu)化性等特點(diǎn)，在一定范圍內(nèi)，建筑信息模型可以模擬實(shí)際的建筑工程建設(shè)行為。建筑施工技術(shù)課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、安全隱患大的特點(diǎn)，如何解決對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)陌生的學(xué)生能夠有一個(gè)直觀認(rèn)識(shí)工程現(xiàn)場(chǎng)且又安全的教學(xué)實(shí)踐環(huán)境，是目前該課程教學(xué)改革的困惑，BIM技術(shù)為該課程的教學(xué)改革提供了新的思路，但如何將其很好地應(yīng)用到建筑施工技術(shù)課程的教學(xué)當(dāng)中，還需要廣大教師的不斷努力。

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