柴美娟
(浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 寧波 315012)
BIM在高職高專(zhuān)建筑專(zhuān)業(yè)群人才培養(yǎng)中的應(yīng)用研究與實(shí)踐
柴美娟
(浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 寧波 315012)
BIM是建筑領(lǐng)域在CAD之后的又一次信息革命,自提出后已引發(fā)了工程建設(shè)行業(yè)巨大的變革。針對(duì)高職高專(zhuān)教育領(lǐng)域BIM人才缺乏、教學(xué)資源落后的現(xiàn)狀,提出建立共享的BIM資源平臺(tái),將BIM植入建筑專(zhuān)業(yè)群內(nèi)各專(zhuān)業(yè)不同課程的教學(xué)中,并探討如何利用BIM共享平臺(tái)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)之間、課程之間的合作與交流,以提高學(xué)生對(duì)整體建筑的空間理解能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)一批適應(yīng)未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展需求的人才。
BIM;資源共享;建筑工程
BIM全稱(chēng)為Building information modeling,即建筑信息模型,是建筑領(lǐng)在CAD之后的又一次信息革命,自提出以來(lái)已引發(fā)了工程建設(shè)行業(yè)巨大的變革[1]。BIM通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息,構(gòu)建起“可視化”的數(shù)字建筑模型,為建筑施工、房地產(chǎn)等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析”的協(xié)同工作平臺(tái),幫助他們利用三維數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)建筑及運(yùn)營(yíng)管理,最終使整個(gè)工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工和使用等各階段,有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)省能源、節(jié)約成本、提高效率,促進(jìn)建筑行業(yè)的健康發(fā)展。
“BIM”之父—喬治亞理工大學(xué)的 Chunk Eastman教授在1975年提出了BIM理念。進(jìn)入21世紀(jì)以后,BIM的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,逐漸成為建筑業(yè)信息化發(fā)展的一大趨勢(shì),在發(fā)達(dá)國(guó)家的研究應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。美國(guó)、日本、新加坡等許多國(guó)家已將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)的全生命周期的各個(gè)階段[2]。在我國(guó),BIM也越來(lái)越受重視。2012年11月,住建部在《關(guān)于印發(fā)2012年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定修訂計(jì)劃的通知》中宣布正式啟動(dòng)中國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)制定的工作。2016年住建部在《住房城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)“十三五”規(guī)劃綱要》中指出,快速推動(dòng)裝配式建筑與信息化深度整合,推進(jìn)建筑信息模型(BIM)、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作等信息技術(shù)的應(yīng)用,將BIM的應(yīng)用和發(fā)展推向了一個(gè)新發(fā)展階段[3]。如今BIM理念正逐步為我國(guó)建筑行業(yè)所接受,使用者以建設(shè)設(shè)計(jì)單位為主,而一批設(shè)計(jì)單位通過(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用已在同行業(yè)中樹(shù)立了的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但由于BIM技術(shù)人才的缺乏,BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的全面推廣和使用還需要一段較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成。市場(chǎng)需求促進(jìn)人才需求,也促使課程和課堂教學(xué)的改革。
2.1 教學(xué)資源的問(wèn)題
目前建筑類(lèi)課程教學(xué)中,如 《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》、《建筑結(jié)構(gòu)》、《建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)》、《建筑工程清單計(jì)價(jià)》、《施工組織設(shè)計(jì)》、《建筑智能化工程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》等,所使用的教學(xué)資源仍舊以CAD二維圖紙加工程施工現(xiàn)場(chǎng)照片為主,很少使用BIM立體模型資源,這種傳統(tǒng)的二維資源的課堂教學(xué)往往會(huì)受到學(xué)生空間思維能力的限制,進(jìn)而影響到教學(xué)效果。
從教學(xué)角度來(lái)說(shuō),BIM具有逼真的立體模型,具有天然的教學(xué)性,能幫助學(xué)生直觀地理解教材中所學(xué)的理論知識(shí)和二維CAD圖紙,特別適合在高職建筑類(lèi)課程中使用。BIM技術(shù)的使用是當(dāng)前培養(yǎng)高素質(zhì)建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)技能型人才的迫切需要,是高職院校建筑課程群信息化建設(shè)和教學(xué)的必然趨勢(shì)。
2.2 BIM教學(xué)師資缺乏,可用的BIM資料很少
由于BIM人才的缺乏,我國(guó)的高校BIM教學(xué)改革還處于初級(jí)階段。近兩年,已有部分老師嘗試將BIM技術(shù)用于某一門(mén)課程或某一個(gè)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革中。如常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院田江永在《BIM技術(shù)在建筑施工技術(shù)課程教學(xué)中的探索》一文中,將BIM技術(shù)用在了高職高專(zhuān)《建筑施工技術(shù)》課程中[4];黃淮學(xué)院張慧老師《在工程造價(jià)應(yīng)用型本科中植入BIM技術(shù)的教學(xué)研究》,將BIM技術(shù)植入工程造價(jià)專(zhuān)業(yè)中[5]。這樣是將BIM技術(shù)應(yīng)用到某一門(mén)課程或某一專(zhuān)業(yè)中,應(yīng)用范圍較少,而且針對(duì)某一課程而建立的相應(yīng)BIM資源可能出現(xiàn)BIM資源的重復(fù)建設(shè),造成浪費(fèi)。
BIM技術(shù)可用于建筑工程的設(shè)計(jì)、施工、管理等各個(gè)階段,因此,BIM資源可用于建筑工程、工程造價(jià)、建筑智能等各個(gè)專(zhuān)業(yè)的多門(mén)課程的教學(xué)中,如《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》、《建筑結(jié)構(gòu)》、《建筑工程定額計(jì)價(jià)》、《建筑工程清單計(jì)價(jià)》、《施工組織設(shè)計(jì)》、《建筑智能化工程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》等。BIM技術(shù)的使用不應(yīng)該局限于某一門(mén)課程或某一個(gè)專(zhuān)業(yè),可根據(jù)整個(gè)建筑類(lèi)的專(zhuān)業(yè)群來(lái)組織BIM資源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
為此,本文將嘗試將BIM技術(shù)引入整個(gè)建筑工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)群的教學(xué)中,根據(jù)專(zhuān)業(yè)群各門(mén)課程的教學(xué)需要,進(jìn)行匯總分類(lèi),建設(shè)統(tǒng)一的公用的BIM建筑資源庫(kù),不同的課程可從BIM庫(kù)中選取資源進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的改革和創(chuàng)新。以建筑工程項(xiàng)目為原型,建立相對(duì)應(yīng)的BIM模型,實(shí)現(xiàn)二維CAD、三維BIM和實(shí)體建筑三者相結(jié)合的教學(xué)資源,以供課程教學(xué)與實(shí)訓(xùn)使用。
3.1 確定BIM共享資源庫(kù)的建設(shè)內(nèi)容
可以整理出建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)群各專(zhuān)業(yè)核心課和選修課中可使用的BIM資源課程,進(jìn)而根據(jù)課程教學(xué)的資源,對(duì)所需BIM資源進(jìn)行匯總分類(lèi),確定BIM共享資源庫(kù)的建設(shè)內(nèi)容。目前的建筑工程類(lèi)課程可使用的BIM資源進(jìn)行教學(xué)的很多,如《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》、《建筑結(jié)構(gòu)》、《建筑工程定額計(jì)價(jià)》、《建筑工程清單計(jì)價(jià)》、《施工組織設(shè)計(jì)》、《建筑智能化工程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》等。
本文分別從建筑工程施工、工程造價(jià)、建筑智能化、建筑裝修四個(gè)專(zhuān)業(yè)出發(fā),研究專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案,整理專(zhuān)業(yè)群中可利用BIM技術(shù)進(jìn)行教學(xué)相關(guān)的課程資源如下圖1所示。
圖1 使用公用BIM立體模型共享資源庫(kù)的課程整理
整理課程后,與各任課教師溝通協(xié)調(diào)后,根據(jù)各個(gè)課程教學(xué)的需要,形成BIM資源庫(kù)的建設(shè)目錄和內(nèi)容。
表1 BIM資源目錄和建設(shè)內(nèi)容
3.2 根據(jù)資源庫(kù)目錄建設(shè)各課程共享的BIM構(gòu)件庫(kù)
根據(jù)課程的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)需要,利用Revit等BIM建模軟件收集和創(chuàng)建整套建筑工程項(xiàng)目的建筑、結(jié)構(gòu)、安裝的BIM構(gòu)件庫(kù),三維地展示建筑工程的構(gòu)件、選材、空間布置等信息。下表為單柱三階帶底板基礎(chǔ)創(chuàng)建的例子。課程任課教師都可結(jié)合課程上課內(nèi)容,任意選擇所需立體構(gòu)件,展示給學(xué)生,供教學(xué)和課后學(xué)習(xí)使用。
表2 共享的BIM建筑構(gòu)件
3.3 分階段分步驟建立相對(duì)應(yīng)的BIM模型
可以實(shí)際建筑工程項(xiàng)目為原型,分階段分步驟建立相對(duì)應(yīng)的BIM模型,實(shí)現(xiàn)二維CAD、三維BIM和實(shí)體建筑三者相結(jié)合的教學(xué)資源,供課程教學(xué)與實(shí)訓(xùn)使用??梢赃x取典型的住宅、別墅、辦公樓等建筑工程項(xiàng)目,根據(jù)CAD施工圖,建立相對(duì)應(yīng)的BIM立體模型。這樣可實(shí)現(xiàn)二維圖紙、三維模型到實(shí)體建筑物三者的完美結(jié)合,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)可通過(guò)圖紙的查看、模型的使用進(jìn)行學(xué)習(xí),同時(shí)還可以直接到實(shí)際項(xiàng)目去參觀學(xué)習(xí),這更加深了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解。
模型庫(kù)建立時(shí),從標(biāo)高、軸網(wǎng)建開(kāi)始,保存每一個(gè)階段的建模文件,下表為某實(shí)訓(xùn)樓BIM建模時(shí)保存的階段性成果舉例。
表3 某實(shí)訓(xùn)樓BIM項(xiàng)目建模階段性成果
教師可使用BIM資料庫(kù)階段性成果的建模展示出一個(gè)工程項(xiàng)目動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程,以幫助學(xué)生 《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》、《建筑結(jié)構(gòu)》《建筑工程定額計(jì)價(jià)》課程的學(xué)習(xí)。
3.4 BIM模型網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)搭建
為便于立體模型庫(kù)的共享,搭建基于WEB的網(wǎng)絡(luò)資源管理平臺(tái),可實(shí)現(xiàn)BIM模型資源的分類(lèi)、上傳、下載等功能。任課教師和學(xué)生都可以從該資源中心下載自己課程中所需的BIM資源,以達(dá)到最大程度的資源共享。
3.5 基于BIM建筑模型庫(kù)的人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)改革
依托已建的BIM建筑模型資源庫(kù)對(duì)建筑工程技術(shù)、工程造價(jià)等專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案進(jìn)行更新,在《建筑識(shí)圖與構(gòu)告》、《建筑結(jié)構(gòu)》、《施工組織設(shè)計(jì)》、《建筑工程定額與預(yù)算》等課程中植入BIM技術(shù)。
課程教師要對(duì)所教課程的教學(xué)課件、實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)等進(jìn)行改革,并將BIM建筑模型實(shí)際應(yīng)用到課堂教學(xué)和改革中去,使學(xué)生提前熟悉工程的真實(shí)環(huán)境,熟練掌握職業(yè)技能,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,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。
下面以《建筑工程定額與預(yù)算》課程中的梁工程的計(jì)量這一小節(jié)為例,介紹BIM資源庫(kù)的植入過(guò)程。
表4 基于BIM資源在課程中教學(xué)中的植入示例
3.6 實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)之間、課程之間的資源共享
專(zhuān)業(yè)與工程之劍的資源共享,可以促進(jìn)整個(gè)專(zhuān)業(yè)群總體BIM信息技術(shù)應(yīng)用能力的提高,同時(shí)促進(jìn)專(zhuān)業(yè)之間、課程之間的合作教學(xué)與交流。由于BIM公共資源庫(kù)的建設(shè),不同的課程使用公共BIM建筑模型庫(kù)進(jìn)行教學(xué),這將促進(jìn)BIM在整個(gè)專(zhuān)業(yè)群內(nèi)的推廣,而不是只局限于某一課或某一個(gè)專(zhuān)業(yè)。專(zhuān)業(yè)之間、課程之間的學(xué)習(xí)可實(shí)現(xiàn)合作和交流,學(xué)生能將相同專(zhuān)業(yè)不同課程的知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通,提高學(xué)生整體工程能力。如《項(xiàng)目招投標(biāo)與合同管理》、《建筑工程組織設(shè)計(jì)》和《建筑工程計(jì)價(jià)與計(jì)量》三門(mén)課可基于同一BIM工程模型案例,《建筑工程組織設(shè)計(jì)》實(shí)現(xiàn)了工程技術(shù)標(biāo)施工方案的制作,《建筑工程計(jì)價(jià)與計(jì)量》實(shí)現(xiàn)了商務(wù)標(biāo)工程造價(jià)的制作,《項(xiàng)目招投標(biāo)與合同管理》課程則基于前面兩門(mén)課程的積累,完成整個(gè)投標(biāo)文件的制作。這種基于某一工程項(xiàng)目的全套方案書(shū)的制作,促進(jìn)了課程之間的合作與交流,學(xué)生可以把各門(mén)課程中所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通,促進(jìn)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),這是在課程各自組織課程資源進(jìn)行教學(xué)中無(wú)法企及的效果。
BIM資源庫(kù)和共享平臺(tái)的建立,有著非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義,可促進(jìn)高職學(xué)校整個(gè)建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)群BIM信息化技術(shù)的應(yīng)用。
4.1 基于BIM技術(shù)的模型庫(kù)的建立和應(yīng)用,有利于培養(yǎng)一批適應(yīng)未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展需求的人才
BIM技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家研究已應(yīng)用到工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工以及建筑的維護(hù)與管理。如今BIM技術(shù)正逐步為我國(guó)建筑行業(yè)所接受,未來(lái)建筑行業(yè)急需一批掌握并熟練應(yīng)用BIM技能的人才。本文中所提到建立的公共BIM建筑模型庫(kù)可應(yīng)用到建工、造價(jià)、智能建筑等專(zhuān)業(yè)的課程教學(xué)中,使學(xué)生在設(shè)計(jì)、施工組織管理、造價(jià)等各個(gè)方面學(xué)習(xí)中都應(yīng)用到最新BIM技術(shù)模型,所培養(yǎng)的學(xué)生將能適應(yīng)未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的需求,實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)與實(shí)際工作崗位零接軌。
4.2 BIM技術(shù)3D可視性有利于提高學(xué)生對(duì)整體建筑的空間理解能力
BIM技術(shù)基于領(lǐng)先的三維數(shù)字設(shè)計(jì)解決方案,構(gòu)建了“可視化”的數(shù)字建筑模型,具有形象生動(dòng)、交互性強(qiáng)、反饋實(shí)時(shí)等明顯的優(yōu)勢(shì)。使用BIM技術(shù)的所見(jiàn)即所得的可視化功能,可以將整個(gè)建筑的三維模型展現(xiàn)在學(xué)生的面前,教師在講解課程知識(shí)時(shí),不需要去真實(shí)的施工場(chǎng)地,就能形象生動(dòng)地展示出建筑的立體構(gòu)造和結(jié)構(gòu),并能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中所用到的各種模型進(jìn)行虛擬,這就讓學(xué)生增進(jìn)了對(duì)理論課程的理解,使其能更好地掌握所需的理論知識(shí)。
4.3 基于BIM的自動(dòng)算量等功能,可為工程造價(jià)專(zhuān)業(yè)學(xué)生課程學(xué)習(xí)和課后自學(xué)提供幫助
BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建,通過(guò)建立關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù),可以準(zhǔn)確快速計(jì)算工程量,提升施工預(yù)算的精度與效率?;贐IM的建筑模型將建筑工程量與圖形結(jié)合,建立精細(xì)模型時(shí),將項(xiàng)目所采用的材料信息輸入到軟件中。Revit的明細(xì)表功能將自動(dòng)生成工程量的明細(xì)表。學(xué)生在學(xué)習(xí)工程計(jì)量課程時(shí),可以將人工的計(jì)算結(jié)果與BIM的自動(dòng)算量結(jié)果進(jìn)行比對(duì),驗(yàn)證自己的學(xué)習(xí)成果。該功能可幫助學(xué)生進(jìn)行算量類(lèi)課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行輔助和驗(yàn)證。
4.4 BIM立體模型庫(kù)的建立,有利于降低建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)校內(nèi)和校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)成本,解決建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生下工地難、安全隱患大等問(wèn)題
相對(duì)于快速發(fā)展的信息技術(shù),學(xué)校傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備通常存在滯后性,而校外的實(shí)訓(xùn)基地又受到工程工期與教學(xué)進(jìn)度不匹配、工地安全隱患較大等問(wèn)題很難實(shí)施。BIM立體模型庫(kù)的建設(shè),可模擬各類(lèi)建筑構(gòu)件和建筑模型,其高效的仿真性、模擬性、共享性、易擴(kuò)充性和易于改進(jìn)性能很好地滿足建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求,減少設(shè)備投入經(jīng)費(fèi)和校外實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地的建設(shè)成本,使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新,實(shí)訓(xùn)教學(xué)及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展,滿足不斷變化的教學(xué)需求。
綜上所述,在針對(duì)高職高專(zhuān)專(zhuān)業(yè)BIM師資缺乏、教學(xué)資源落后的現(xiàn)狀進(jìn)行分析后,筆者認(rèn)為,建立起一個(gè)跨專(zhuān)業(yè)、跨課程的BIM共享資源平臺(tái),無(wú)疑是個(gè)有效的解決辦法。BIM共享資源庫(kù)的建立和應(yīng)用能提高學(xué)生對(duì)整體建筑的空間理解能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí),使學(xué)生更好地掌握課程知識(shí)。同時(shí)BIM立體模型庫(kù)的建立,有利于降低建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)校內(nèi)和校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)成本,解決建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生下工地難、安全隱患大等問(wèn)題。BIM建筑模型庫(kù)在多門(mén)課程中的應(yīng)用,使學(xué)生在設(shè)計(jì)、施工組織管理、造價(jià)等各個(gè)方面學(xué)習(xí)中都應(yīng)用到最新BIM技術(shù)模型,畢業(yè)后學(xué)生將更能適應(yīng)未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的需求,實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)與實(shí)際工作崗位的零接軌。
[1]張鶴.基于BIM的建筑課程信息化教學(xué)設(shè)計(jì)[J].沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報(bào),2014,(2):37-40.
[2]吳麗丹.BIM技術(shù)發(fā)展對(duì)造價(jià)行業(yè)影響的調(diào)查研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2015,(25).
[3]住房城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)“十三五”規(guī)劃綱要[Z].住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,2016.
[4]田江永.BIM技術(shù)在建筑施工技術(shù)課程教學(xué)中的探索[J].科技資訊,2014,(22):172-172.
[5]張慧.在工程造價(jià)應(yīng)用型本科中植入BIM技術(shù)的教學(xué)研究[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教育研究,2016,(8):175-177.
【責(zé)任編輯:黃素華】
The Research and Practice of the Application of BIM in the Construction of Professional Talents in Higher Vocational Colleges
CHAI Mei-juan
(Zhejiang Business Technology Institute,Ningbo 315012,China)
BIM is another information revolution in the field of architecture after CAD.Since its introduction,it has caused great changes in the construction industry.Aiming at the shortage of BIM talents and the backward teaching resources in Higher Vocational Education,this paper puts forward the establishment of a shared BIM resource platform,and implants BIM in the construction of professional groups in different professional courses.It also discusses how to use BIM sharing platform to realize the cooperation and communication between the majors,In order to improve students’ability to understand the whole building space,stimulate students’interest in learning and cultivate a number of talents to meet the needs of the future development of the construction industry.
BIM;resource sharing;Architectural Engineering
G718.6
A
1671-9565(2017)01-068-05
2017-02-18
浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院教改課題“BIM技術(shù)在高職高專(zhuān)建筑專(zhuān)業(yè)群人才培養(yǎng)中的應(yīng)用研究與實(shí)踐”(編號(hào)JG201601)階段性研究成果。
柴美娟(1980-),女,浙江衢州人,浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授,主要從事建筑智能化工程教育方面研究。