BIM技術(shù)在土建專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及建議

摘要：建筑信息模型（BIM）技術(shù)的發(fā)展以及在土建行業(yè)的推廣應(yīng)用，促使BIM技術(shù)及軟件進(jìn)入大學(xué)課堂，以適應(yīng)行業(yè)需求。我校土建專業(yè)采用任務(wù)驅(qū)動的方法，在本科生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃、參加BIM類大賽、畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)中引入BIM技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)BIM系列軟件，并取得了較好的效果?；谏鲜鲞^程以小見大，探討了BIM技術(shù)在土建教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM;土建教學(xué);應(yīng)用;建議

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）44-0184-02

一、引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，并通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。BIM技術(shù)倡導(dǎo)一種利用數(shù)字模型技術(shù)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全壽命期管理的新理念，并以其在智能化、數(shù)字化以及模型信息關(guān)聯(lián)性方面的優(yōu)勢，為參與建設(shè)工程項(xiàng)目的各方創(chuàng)建了一個便于交流的信息平臺，從而提高了建筑業(yè)的生產(chǎn)效率。近年來，BIM技術(shù)已在建筑行業(yè)里得到了廣泛的應(yīng)用，在施工演示、碰撞檢測、施工管理等方面取得了較好的效果，并在一定程度上縮短了工期，降低了工程成本，提高了工程質(zhì)量，是未來建筑行業(yè)發(fā)展的新趨勢[1-3]。

隨著BIM技術(shù)在我國建筑行業(yè)的推廣，很多高校都參與到BIM技術(shù)的教學(xué)與應(yīng)用中。全球最大的二維、三維設(shè)計和工程軟件公司歐特克（AUTODESK）在國內(nèi)不遺余力地推廣旗下的BIM軟件，如Revit、Naviswork[1]。我校在土建專業(yè)教學(xué)中以任務(wù)驅(qū)動的方法，通過開展BIM應(yīng)用方面的本科生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃，鼓勵本科生參加BIM系列的建筑結(jié)構(gòu)競賽，如Revit杯、斯維爾杯，在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中引入BIM，等等，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)BIM軟件并結(jié)合本專業(yè)加以應(yīng)用。在本專業(yè)開展的3年來，效果比較明顯，獲得了斯維爾杯團(tuán)體二等獎、北京市建筑結(jié)構(gòu)競賽一等獎。在畢業(yè)設(shè)計中，BIM相關(guān)的選題達(dá)到了50%以上;在創(chuàng)新訓(xùn)練選題中，BIM選題達(dá)到30%以上;等等。學(xué)生對BIM的認(rèn)識和BIM類軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用得到了很大的提升。同時也顯示出一些不足，我們以相關(guān)的教學(xué)經(jīng)歷，探討B(tài)IM技術(shù)土建教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及相關(guān)建議。

二、BIM在高校教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

由于BIM是一個新生事物，所以BIM在高校教學(xué)中的應(yīng)用相對較少。國外高校開展BIM教學(xué)也處于初級階段，如在BIM應(yīng)用較為成熟的美國，開設(shè)BIM課程的高校寥寥，已開設(shè)的BIM課程僅是在過去的3～5年內(nèi)開發(fā)的[4，5]。國內(nèi)的高校，有一部分開展了與BIM相關(guān)的研究。如2005年，華南理工大學(xué)建筑學(xué)院與歐特克聯(lián)合創(chuàng)辦了建筑物生命周期管理——BIM實(shí)驗(yàn)室[6];2010年，清華大學(xué)參考NBIMS，結(jié)合調(diào)研提出了中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架;等等。國內(nèi)僅有幾所高校已經(jīng)開設(shè)了BIM軟件課程，例如清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)等在本科領(lǐng)域開設(shè)了BIM軟件課程。另外，少量高校以選修課的形式開設(shè)了BIM課程，例如山東建筑大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、沈陽建筑大學(xué)等。多數(shù)高校只在某些特定的教學(xué)環(huán)節(jié)中嘗試引入BIM，比如，我校主要是在本科生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃、建筑結(jié)構(gòu)競賽、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)加入對BIM軟件應(yīng)用的要求，如Revit，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)BIM軟件。

目前高校土建專業(yè)對于BIM的教學(xué)還不是很普遍，主要有如下原因：（1）BIM軟件在國內(nèi)技術(shù)開發(fā)程度不是很高，限制了相關(guān)軟件的應(yīng)用。（2）多數(shù)高校對于BIM技術(shù)的研究較少，缺乏對BIM技術(shù)重要性的認(rèn)識。（3）BIM對于硬件有一定的要求。綜合上述原因，我們可以知道BIM技術(shù)在大學(xué)中的普及還要有大量的工作去做。BIM被高校接受的程度普遍不高，這需要盡快想出解決辦法來提高BIM在大學(xué)中的應(yīng)用程度，只有配合高校的教學(xué)與研究工作，BIM才能更快捷的展現(xiàn)出自己的優(yōu)點(diǎn)。

三、學(xué)生眼中的BIM

通過對經(jīng)歷了BIM教學(xué)環(huán)節(jié)的部分學(xué)生開展調(diào)查，我們得到了一些關(guān)于學(xué)生對BIM的認(rèn)識。

（一）BIM的優(yōu)勢

1.三維的建模清晰明了，可立體觀察建模的各個部位，不僅方便了修改錯誤，還可以清楚的展現(xiàn)出來，讓人有一種直觀的了解。運(yùn)用BIM技術(shù)設(shè)計結(jié)構(gòu)和繪制圖紙，不僅省時，而且設(shè)計效果非常好。

2.BIM軟件具有更加強(qiáng)大的功能，如Revit系列軟件，不僅可以設(shè)計，還可以進(jìn)行能耗模擬、日照分析等可持續(xù)性仿真，有利于建筑工程的節(jié)能環(huán)保和綠色化。

3.BIM技術(shù)代表未來建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，學(xué)習(xí)掌握好BIM，學(xué)生在職場上可以增加一種新的技能，就職的道路也可以更寬廣。

（二）BIM的劣勢

1.建筑信息模型的實(shí)現(xiàn)需要借助軟件，如Revit來實(shí)現(xiàn)，但其是一個大型綜合類軟件，在現(xiàn)在Revit剛興起的時候，各大學(xué)無法開設(shè)相關(guān)科目，導(dǎo)致學(xué)生只能通過視頻書籍自學(xué)，這給學(xué)生帶來了壓力和困難。

2.建筑信息模型是一個大宏觀概念，里面涉及到了方方面面的東西，對于學(xué)生來說，他們的專業(yè)知識還比較缺乏，還處在專業(yè)認(rèn)識不夠全面的階段。

3.部分學(xué)生注重使用一些比較炫的功能來吸引教師的眼球，以掩蓋對問題本質(zhì)的理解和展示，這不利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)和正確思考的習(xí)慣。

毫無疑問，學(xué)生知道BIM是重要的，但是其認(rèn)識僅停留在掌握操作技巧、為就業(yè)增加籌碼的初級階段，對于BIM在實(shí)際工程中如何有效的應(yīng)用以達(dá)到節(jié)約增效的目的缺乏合理的認(rèn)識。采取合適的教學(xué)手段以提升學(xué)生對BIM的認(rèn)識并引導(dǎo)學(xué)生思考如何應(yīng)用BIM是當(dāng)下最迫切的問題。

四、在本科教學(xué)中推廣BIM技術(shù)的建議

傳統(tǒng)上人們用2D的方式來表達(dá)3D的建筑物;而當(dāng)代是從2D到nD的表達(dá)模式。比如，完善的建筑設(shè)計一般采用3D，當(dāng)項(xiàng)目復(fù)雜性加大，如規(guī)模的增大以及建筑系統(tǒng)數(shù)量和復(fù)雜性的增加等，就會出現(xiàn)縮短工期的要求（4D），控制造價的壓力（5D），等等[7]。因此，BIM技術(shù)的合理有效應(yīng)用與實(shí)踐遠(yuǎn)比簡單的掌握操作技巧重要。BIM技術(shù)是建筑行業(yè)一項(xiàng)重大的改革，可以為學(xué)生今后的工作積累技術(shù)基礎(chǔ)，提升競爭力，掌握BIM技術(shù)、相關(guān)軟件的操作和有效應(yīng)用對于土建類的本科生非常必要。關(guān)于高校土建專業(yè)的BIM本科教學(xué)，提出如下幾點(diǎn)的建議。

1.加大BIM理念和技術(shù)的普及力度，提高學(xué)生對BIM的認(rèn)識。高校應(yīng)該聘請知名的BIM專家或者著名設(shè)計院、施工單位，特別是本專業(yè)主要就業(yè)方向上相關(guān)單位的BIM工程師，為本科生開展BIM知識講座，探討B(tài)IM在實(shí)際工程中的應(yīng)用，讓學(xué)生意識到BIM對其就業(yè)乃至以后工作的重要影響，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)BIM的熱情。

2.提升教師更新CAD教學(xué)的動力，將BIM分散融入到土建專業(yè)多個相關(guān)課程的教學(xué)中，同時注重要在實(shí)踐環(huán)節(jié)中引入BIM，提升學(xué)生融會貫通的能力。高校應(yīng)該出臺教學(xué)管理的激勵政策，引導(dǎo)教師投入更多的精力在本科教學(xué)中引入本專業(yè)的新技術(shù)、新理念，更新教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容。鑒于BIM在整個建筑生命周期中的連續(xù)性，建議在教授BIM相關(guān)知識和技術(shù)時，不要以簡單的一門BIM課程來解決問題，而應(yīng)該在相關(guān)的多門專業(yè)課（如設(shè)計、施工等）中結(jié)合實(shí)際有針對性地引入BIM技術(shù)，從而便于學(xué)生的理解和應(yīng)用。同時，應(yīng)該增加整體上連續(xù)使用BIM軟件的實(shí)踐環(huán)節(jié)，如創(chuàng)新訓(xùn)練、建筑結(jié)構(gòu)競賽、畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生從建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計到施工、管理所有環(huán)節(jié)中都嘗試使用BIM軟件，從而提高學(xué)生的動手實(shí)踐和融會貫通的能力，并有條件的結(jié)合相關(guān)工程，使用新的BIM技術(shù)來進(jìn)行重新設(shè)計、分析和管理，在對比中讓學(xué)生明白BIM技術(shù)的優(yōu)勢和改進(jìn)之處。

3.重視相關(guān)專業(yè)教材的更新。BIM對于土建行業(yè)是一個影響深遠(yuǎn)的技術(shù)變革，在這一變革的潮流中，對高校教學(xué)起重要作用的專業(yè)教材不能落后。鑒于現(xiàn)在BIM的發(fā)展現(xiàn)狀，要求所有高校的土建專業(yè)教師都要靠自己動手去探索和總結(jié)BIM的知識并授之于學(xué)生并不現(xiàn)實(shí)，應(yīng)當(dāng)鼓勵教材的編寫單位或者著者與BIM專家、工程師聯(lián)合，在現(xiàn)有教材中有針對性的加入相關(guān)的BIM分析和實(shí)踐，使教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)能夠有“據(jù)”進(jìn)行。

五、結(jié)語

BIM是目前建筑業(yè)中前沿的一個技術(shù)，它可以將建筑設(shè)計、施工管理及運(yùn)營等整個生命周期很好的整合起來，便于處于不同階段的相關(guān)人員從項(xiàng)目一開始就參與進(jìn)來，極大地促進(jìn)了建筑業(yè)的節(jié)約增效。作為土建專業(yè)新一代的大學(xué)生，掌握BIM技術(shù)非常必要。應(yīng)該看到，BIM在高校土建專業(yè)的教學(xué)與應(yīng)用實(shí)踐中都得到了一定的發(fā)展，但是仍然有大量的工作值得我們高校教師去思考、去探索。

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