基于BIM技術(shù)的高職教育土建專業(yè)教學(xué)改革研究

摘 要： 課堂教學(xué)與施工現(xiàn)場實踐教學(xué)相結(jié)合的傳統(tǒng)教學(xué)模式由于受到各種因素的限制，學(xué)生往往難以對建筑施工過程和建筑構(gòu)造形成整體認(rèn)識，學(xué)生仍然處于被動接受的地位。這與高職教育理念不符。隨著高等職業(yè)教育教學(xué)改革的不斷深入，出現(xiàn)了“項目教學(xué)”、“教、學(xué)、做”一體化等新型的教學(xué)模式，有助于提高BIM課程教學(xué)效果，在土建類課程的教學(xué)中具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 高職教育 土建專業(yè) 教學(xué)改革

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）10-0112-02

“建筑信息化模型”（Building Information Modeling，BIM）是一個建筑工程項目的管理和技術(shù)系統(tǒng)，又是一種數(shù)據(jù)化工具，被國際工程界公認(rèn)為建筑業(yè)生產(chǎn)力革命性技術(shù)。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等五大特點。它通過參數(shù)模型整合各種項目的相關(guān)信息并仿真模擬建筑物所具有的真實信息，在項目全壽命周期過程中進(jìn)行信息的共享和傳遞，為項目各個參與者提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，為項目投資建設(shè)中各項目標(biāo)的實現(xiàn)發(fā)揮了重要作用。

BIM在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，應(yīng)用領(lǐng)域貫穿整個設(shè)計階段、施工階段以及建成后的維護(hù)和管理階段。美國、日本、新加坡和歐盟等國家和地區(qū)在政府公建項目上要求必須使用BIM技術(shù)。世界各國都在推廣BIM技術(shù)，因為BIM技術(shù)能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益及環(huán)境效益。然而，BIM技術(shù)人才的缺乏已經(jīng)較大程度地阻礙了BIM技術(shù)的推廣和應(yīng)用，目前市場上BIM人才的缺口還是挺大的，這就需要學(xué)校輸送更多的BIM人才。

學(xué)生是BIM技術(shù)的后備軍、未來的生力軍，是BIM技術(shù)推廣應(yīng)用和發(fā)展的希望所在。只有在大學(xué)教育中設(shè)置BIM課程并創(chuàng)新BIM教學(xué)內(nèi)容和方式才能實現(xiàn)大規(guī)模的BIM教育和培訓(xùn)，從而實現(xiàn)BIM人才的量級突破，促進(jìn)BIM技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

一、傳統(tǒng)土建專業(yè)教學(xué)模式的弊端

當(dāng)前高職院校土建專業(yè)的教學(xué)主要還是沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，傳統(tǒng)的CAD二維設(shè)計方法，難以很好地表現(xiàn)出三維真實效果，當(dāng)需要深入到細(xì)部時，學(xué)生難以對建筑內(nèi)部構(gòu)造形成理性的認(rèn)識。

為了加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)，目前國內(nèi)大多數(shù)高職院校在土建類課程中采用課堂教學(xué)與施工現(xiàn)場實踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式。但由于受到各種因素的限制，學(xué)生往往只能對建筑施工過程形成分裂的、片段性的感性認(rèn)識，涉及到結(jié)構(gòu)構(gòu)造等抽象復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容時，難以形成整體認(rèn)識，學(xué)生仍然處于被動接受的地位。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，部分土建類專業(yè)教師進(jìn)行了積極的嘗試，借助圖片、動畫、音頻、視頻、PPT、投影儀等軟硬件進(jìn)行輔助教學(xué)。這在一定程度上起到了助學(xué)和助教的作用，也提升了教學(xué)的直觀性，但仍然沒有突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制，傳統(tǒng)的土建類課程教學(xué)模式正面臨巨大的挑戰(zhàn)。

二、土建專業(yè)BIM課程教學(xué)改革策略

與國外高職院校積極將BIM技術(shù)引入土建類課程體系并進(jìn)行一系列的教學(xué)改革研究相比，目前我國絕大多數(shù)高職院校并沒有將BIM技術(shù)理念納入課程體系，BIM軟件的使用也比較少。目前國內(nèi)高職院校在深入介紹BIM技術(shù)理念和相關(guān)技術(shù)方面還需加大努力。具體可以從以下幾個方面進(jìn)行改革。

1.BIM課程的設(shè)置

在高職土建類專業(yè)教學(xué)改革中，注重研究和借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的課程教學(xué)模式，積極探索具有土建類專業(yè)特色的BIM人才培養(yǎng)方案，對原有課程進(jìn)行綜合化，并將BIM技術(shù)融入相應(yīng)的專業(yè)課程，重新構(gòu)建土建類課程體系。

根據(jù)BIM在不同階段所涉及的專業(yè)內(nèi)容不同來設(shè)置純BIM課程和融入型BIM課程。純BIM課程主要學(xué)習(xí)BIM軟件的操作，融入型BIM課程是以專業(yè)內(nèi)容為主，采用BIM軟件進(jìn)行輔助教學(xué)或?qū)嵱?xùn)，以利于學(xué)生理解和掌握。在BIM建模階段，可將BIM技術(shù)融入進(jìn)《建筑工程制圖》、《建筑構(gòu)造》、《房屋建筑學(xué)》等課程當(dāng)中，在運(yùn)營管理階段，可利用BIM軟件對《建筑施工組織設(shè)計》《建筑施工技術(shù)》《工程項目管理》等課程進(jìn)行輔助教學(xué)。

在組織教學(xué)內(nèi)容時，結(jié)合高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點以及企業(yè)需求，借助BIM技術(shù)，構(gòu)建更加接近實際的教學(xué)情境。在課堂教學(xué)中，將各種先進(jìn)的教學(xué)方法有機(jī)融合，提高課堂教學(xué)效果。

2.BIM實訓(xùn)室建設(shè)

基于BIM的項目化和信息化教學(xué)具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性和較大的開放性，能夠提供靈活多樣的工作場景。與企業(yè)密切合作，打造更多更真實的工作場景有助于學(xué)生技能的掌握，也是對實訓(xùn)條件的極大改善。通過校企合作的方式進(jìn)行BIM實訓(xùn)室的建設(shè)，能讓學(xué)生接觸到更加前沿的知識，更好地指導(dǎo)他們的學(xué)習(xí)。

BIM實訓(xùn)室應(yīng)以建筑學(xué)、土木工程、工程管理、信息技術(shù)等相關(guān)學(xué)科為依托，促進(jìn)相關(guān)專業(yè)的融合，突出高職院校理工類學(xué)科的特色。利用實訓(xùn)室相關(guān)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，進(jìn)行BIM技術(shù)的理論研究和應(yīng)用。BIM實訓(xùn)室的建設(shè)不僅能提高BIM課程的教學(xué)效果，還能提高高職院校的建筑信息化水平。

3.BIM師資培訓(xùn)

教師是實行教學(xué)改革的主體，要有一批懂BIM且有志于教學(xué)改革的教師才能在教學(xué)中起到積極作用。以筆者所在的廣州華商職業(yè)學(xué)院為例，為了新增建筑工程技術(shù)專業(yè)的需要，系里先派出兩位老師參加廣州秉木建筑科技有限公司的BIM師資班培訓(xùn)，然后是與深圳斯維爾科技有限公司合作，為大二學(xué)生進(jìn)行初級的BIM建模培訓(xùn)，幾位老師也參加了此次培訓(xùn)。后續(xù)階段還會繼續(xù)加強(qiáng)與深圳斯維爾科技有限公司的合作，共建BIM實訓(xùn)室。BIM師資培訓(xùn)為后續(xù)BIM課程的開設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。

三、基于BIM的項目化和信息化教學(xué)模式

基于BIM的項目化和信息化教學(xué)模式由“情景導(dǎo)入”、“項目準(zhǔn)備”、“制定計劃”、“項目實施”、“信息共享與協(xié)同工作”、“項目展示與評價”六個環(huán)節(jié)組成。下面介紹該教學(xué)模式的具體實施方案：

1.在“情景導(dǎo)入”環(huán)節(jié)，教師可采用圖片、視頻、動畫等傳統(tǒng)手段進(jìn)行多方位的情景導(dǎo)入。還可利用谷歌地球里的衛(wèi)星圖片給學(xué)生帶來更直觀的感受。

2.在“項目準(zhǔn)備”環(huán)節(jié)，任課教師的活動包括三個內(nèi)容：

2.1通過師生互動，明確項目任務(wù)及目標(biāo)、展示項目結(jié)果，讓學(xué)生對項目有一個直觀的認(rèn)識，然后再布置具體的學(xué)習(xí)任務(wù)；

2.2讓學(xué)生明確自己應(yīng)當(dāng)完成的具體任務(wù)和完成任務(wù)后可以得到哪些知識以及達(dá)到什么樣的水平；

2.3在充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有知識和能力水平的基礎(chǔ)上，按照適合協(xié)作學(xué)習(xí)的分組辦法對學(xué)生進(jìn)行分組，安排具體的完成時間和成果的評價方式等。

3.在“制定計劃”環(huán)節(jié)，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、小組協(xié)作學(xué)習(xí)等方式，對該項目的任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行分析，確定任務(wù)所涉及的各種要素，充分應(yīng)用已掌握的前序知識，在充分利用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行決策，確定任務(wù)的實施步驟，為任務(wù)的實施做好充分的準(zhǔn)備。

4.在“項目實施”環(huán)節(jié)，學(xué)生利用相關(guān)的BIM軟件按照已制定好的計劃逐步完成項目任務(wù)。教師可現(xiàn)場對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，實現(xiàn)教師和學(xué)生以及學(xué)生之間的交流。學(xué)生通過應(yīng)用已學(xué)習(xí)的知識完成工作任務(wù)，進(jìn)行知識的建構(gòu)，形成職業(yè)崗位能力。

5.在“信息共享與協(xié)同工作”環(huán)節(jié)，學(xué)生可將自己已完成的項目信息共享和傳遞給其他組員，各小組成員按照各自的分工共同完成一個完整的項目。

6.在“項目展示與評價”環(huán)節(jié)，學(xué)生展示自己的項目成果，然后接受他人的評價和教師的反饋。同時，學(xué)生在匯報和聽取同學(xué)匯報的過程中，通過對比自己與其他同學(xué)的成果，查找不足，反思其成敗。

該實施方案只是一個初步的思路，在具體的教學(xué)活動中，還要根據(jù)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題不斷完善。

通過采用基于BIM的項目化和信息化教學(xué)模式，傳統(tǒng)建筑教學(xué)的重點和難點將得到更直觀的表述。學(xué)生在虛擬現(xiàn)實的環(huán)境下，利用BIM模型參與設(shè)計，從場地平整到基坑到建成的施工流程，完成工程進(jìn)度、質(zhì)量控制、造價控制，真正做到做中教、做中學(xué)。采用項目化和信息化的教學(xué)方法，讓學(xué)生完成一個典型建筑物的虛擬建造過程，有效地實現(xiàn)了“教、學(xué)、練”的一體化，對學(xué)生的職業(yè)能力發(fā)展必然會起到積極的推進(jìn)作用。

在傳統(tǒng)的土建類課程中充分利用BIM技術(shù)，建設(shè)平臺一體化、多專業(yè)協(xié)作的BIM課程體系，加大BIM實訓(xùn)室建設(shè)，進(jìn)行相關(guān)教師的BIM培訓(xùn)，創(chuàng)新BIM教學(xué)方法，能大大地促進(jìn)高職院校土建專業(yè)關(guān)于BIM技術(shù)的教學(xué)改革，從而能更好地提高BIM人才的質(zhì)量，促進(jìn)BIM技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用和發(fā)展。

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作者簡介：曹燦（1991-），女，漢族，湖南益陽人，碩士研究生，主要從事建筑工程管理的教學(xué)與研究工作。