高職建筑工程技術(shù)專業(yè)引入BIM技術(shù)的課程體系構(gòu)建研究

周艷　張志

為了使我國建筑業(yè)走可持續(xù)發(fā)展的道路，國家在政策層面大力推廣BIM技術(shù)。2015年6月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《關(guān)于推進建筑信息模型應(yīng)用指導(dǎo)意見》（建質(zhì)函[2015]159號）明確指出，2020年末國有資金投資為主的大中型建筑和申報綠色建筑的公共建筑及綠色生態(tài)示范小區(qū)的項目勘察設(shè)計、施工、運營維護集成應(yīng)用BIM的項目比率需達到90%。建筑信息模型（BIM）技術(shù)將成為中國建筑業(yè)信息化的主旋律，建筑行業(yè)迫切需要擁有專業(yè)知識的BIM技術(shù)人才。高職建筑工程技術(shù)專業(yè)作為主要為建筑施工一線培養(yǎng)應(yīng)用型人才的專業(yè)，必須緊跟行業(yè)需求，以就業(yè)為導(dǎo)向，及時調(diào)整課程體系及內(nèi)容，以滿足建筑企業(yè)對人才的需求。

一、BIM技術(shù)的概念及引入課程的必要性

（一）BIM技術(shù)的概念

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡稱，是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。BIM概念的核心是用一個數(shù)據(jù)庫存放工程幾何和非幾何數(shù)據(jù)，從工程誕生開始，為其整個生命周期提供可信賴的信息共享資源，使得工程各個階段的相關(guān)人員都能從中獲取所需的數(shù)據(jù)，并且是連續(xù)、即時、可靠、一致的數(shù)據(jù)。

BIM技術(shù)并不是一個建模軟件的應(yīng)用，而是在模型的基礎(chǔ)上開發(fā)應(yīng)用的一系列軟件的集成，分別應(yīng)用于建筑全生命周期的不同時期，以實現(xiàn)對建筑工程項目全生命周期管理。從前期規(guī)劃，到設(shè)計、施工、運營等多個階段，每個階段用到的軟件都不相同，都要從模型中提取相關(guān)信息進行分析和計算。

（二）BIM技術(shù)引入課程體系的必要性

廣東建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院是廣東省內(nèi)唯一一所公辦建筑類高職院校，本院建筑工程技術(shù)專業(yè)作為省級重點專業(yè)。近年來隨著BIM技術(shù)在我國建筑行業(yè)迅速發(fā)展應(yīng)用，建筑企業(yè)急需大量擁有BIM技術(shù)應(yīng)用技能的專業(yè)人才。我院建筑工程技術(shù)專業(yè)面臨著如何培養(yǎng)滿足企業(yè)需要的BIM技術(shù)人才，如何將BIM技術(shù)引入到課程體系中的問題。課程體系是高職院校人才培養(yǎng)質(zhì)量的基礎(chǔ)，課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容是構(gòu)成人才培養(yǎng)質(zhì)量的基本單元，直接關(guān)系到人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平。建筑工程技術(shù)專業(yè)課程體系的構(gòu)建必須根據(jù)專業(yè)特點和所對應(yīng)的崗位核心能力職業(yè)要求，根據(jù)以工作過程為導(dǎo)向這一職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)思想，對專業(yè)課程進行調(diào)整和重新構(gòu)建。

二、引入BIM技術(shù)的專業(yè)課程體系構(gòu)建

（一）我院建筑工程技術(shù)專業(yè)課程的設(shè)置現(xiàn)狀

我院建筑工程技術(shù)專業(yè)采取的是工學(xué)結(jié)合和校企合作的“2+1”辦學(xué)模式。目前的建筑工程技術(shù)專業(yè)課程體系的設(shè)置，是根據(jù)對專業(yè)就業(yè)崗位群及崗位職業(yè)技能要求進行調(diào)研與分析，確定出專業(yè)的核心職業(yè)能力，圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建出課程體系。目前我院畢業(yè)生的主要就業(yè)崗位是施工一線的技能應(yīng)用和管理崗位，包括施工員、造價員、質(zhì)量員、安全員、材料員、資料員等。根據(jù)職業(yè)核心能力，建筑工程技術(shù)專業(yè)2017級專業(yè)課程設(shè)置如表1所示。專業(yè)課程體系中，只在專業(yè)基礎(chǔ)類課程中單獨設(shè)了一門關(guān)于BIM技術(shù)的課程《建筑信息模型實戰(zhàn)》。

據(jù)了解，我院與國內(nèi)大多數(shù)開設(shè)BIM課程的高職建筑類院校一樣，只開設(shè)了建模課程，而在專業(yè)課程中結(jié)合BIM技術(shù)應(yīng)用的很少。只通過一門建模課程是遠遠達不到對BIM技術(shù)應(yīng)用的理解和掌握的。接下來將從BIM技術(shù)在建筑施工階段的應(yīng)用角度來分析如何將BIM技術(shù)與專業(yè)課程內(nèi)容結(jié)合。

（二）BIM技術(shù)在建筑施工階段中的應(yīng)用情況

BIM 技術(shù)在施工階段的應(yīng)用可以分為準(zhǔn)備階段和實施階段。以下歸納了目前國內(nèi)常見的施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用點。

1.施工準(zhǔn)備階段

①碰撞檢查：對各專業(yè)之間進行碰撞檢查，主要是設(shè)備管道與建筑結(jié)構(gòu)的碰撞，以及考慮施工的可操作性，優(yōu)化管線設(shè)計，節(jié)約反工成本。

②三維場地布置：在工程開工之前根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況繪制出三維場布模型，合理布置施工場地，預(yù)留材料堆場，避免二次搬運，保證材料供應(yīng)充足，工作有序銜接。

③施工方案模擬：在施工作業(yè)模型的基礎(chǔ)上附加建造過程、施工順序等信息，通過施工的可視化模型，論證施工方案的可行性和存在的問題。

④可視化交底：介紹施工流程與注意事項，對復(fù)雜區(qū)域進行三維技術(shù)交底。

⑤工程量統(tǒng)計：可以從模型中快速準(zhǔn)確地獲取各項工程量信息，實現(xiàn)工程量快速計算，為前期施工組織提供必要依據(jù)，為項目提供數(shù)據(jù)支撐。

⑥構(gòu)件預(yù)制加工：建立預(yù)裝配構(gòu)件模型，可以反映構(gòu)件的定位及裝配順序，虛擬演示裝配過程，可以對預(yù)制構(gòu)件出加工圖，達到工廠化生產(chǎn)要求。

2.施工實施階段

①施工進度模擬：通過施工模擬技術(shù)，可以在項目建造過程中合理制定施工計劃、精確掌握施工進度，優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質(zhì)量進行統(tǒng)一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量。

②施工組織模擬：通過BIM可以對項目的重點或難點部分進行可建性模擬。對于一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關(guān)鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導(dǎo)措施進行模擬和分析，以提高計劃的可行性。

③設(shè)備與材料管理：對施工作業(yè)面配料，施工過程中的設(shè)備、材料進行有效控制，提高工作效率，減少不必要的浪費。

④質(zhì)量與安全管理：可以準(zhǔn)確表達大型機械安全操作半徑、洞口臨邊、高空作業(yè)防墜保護措施、現(xiàn)場消防及臨水臨電的安全使用措施等。提高質(zhì)量檢查的效率與準(zhǔn)確率，并控制危險源。除此之外，還有很多小的施工應(yīng)用點，如墻體的排磚、砌體洞口預(yù)留、模板智能排布等。BIM技術(shù)在建筑施工階段的主要應(yīng)用如圖1所示。

（三）BIM技術(shù)應(yīng)用點與各專業(yè)課程內(nèi)容的結(jié)合

根據(jù)上述的BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用情況可以看出，BIM技術(shù)的應(yīng)用都是在掌握了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識上才能夠理解及應(yīng)用的。施工階段的BIM技術(shù)應(yīng)用點與目前我院建筑工程技術(shù)專業(yè)核心課程中《建筑施工技術(shù)》《建筑施工組織與項目管理》《建筑工程質(zhì)量檢驗與安全管理》《建筑工程計量與計價》這四門課程聯(lián)系較為緊密。從圖2中可以看出BIM技術(shù)應(yīng)用點與專業(yè)課程之間的關(guān)系。

（四）引入BIM技術(shù)后的專業(yè)課程體系設(shè)置

國外常見的課程設(shè)置方法有單獨開設(shè) BIM 課程和在現(xiàn)有的專業(yè)課程中植入BIM 兩種。BIM課程體系設(shè)置一是要結(jié)合專業(yè)教學(xué)目標(biāo)和專業(yè)特點，二是要考慮學(xué)生對相關(guān)專業(yè)課程的掌握，只有這樣學(xué)生才能有效地開展學(xué)習(xí)，更好地理解和應(yīng)用BIM技術(shù)，才能達到預(yù)期的教學(xué)效果。

BIM技術(shù)在建筑工程技術(shù)專業(yè)中的課程設(shè)置可以采取單獨設(shè)置和在專業(yè)課程中植入兩種方式，根據(jù)上表1中的三種課程類別分別設(shè)置：

①在專業(yè)基礎(chǔ)課程中單獨設(shè)置BIM課程。內(nèi)容主要介紹BIM的基本概念、發(fā)展歷程、BIM技術(shù)在建筑的全生命周期應(yīng)用情況、BIM技術(shù)在不同生命周期中運用的相關(guān)軟件介紹、存在的問題以及今后發(fā)展的方向，以及建模的基本操作及碰撞檢查。目前我院開設(shè)了《建筑信息模型實戰(zhàn)》這門課程。

②在專業(yè)核心課程中植入相關(guān)BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容。根據(jù)上述對BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用以及與專業(yè)課程的關(guān)系分析，《建筑施工技術(shù)》《建筑施工組織與項目管理》《建筑工程質(zhì)量檢驗與安全管理》這三門課程都可以結(jié)合BIM施工軟件對施工過程進行模擬，針對不同課程內(nèi)容，演示不同施工內(nèi)容，增強學(xué)生對如何合理制定施工計劃、掌握施工進度，優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質(zhì)量進行統(tǒng)一管理和控制的理解，也對如何提高質(zhì)量檢查的效率與準(zhǔn)確率、控制危險源等有了直觀的了解。目前國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的主要是Autodesk公司開發(fā)的Revit系列軟件、Navisworks以及廣聯(lián)達開發(fā)的BIM5D等相關(guān)軟件?！督ㄖこ逃嬃颗c計價》課程可以結(jié)合BIM相關(guān)造價管理軟件讓學(xué)生掌握如何快速地利用BIM模型對各階段工程量進行計算和統(tǒng)計?！督ㄖW(xué)與結(jié)構(gòu)》《建筑制圖與房屋構(gòu)造》《地基與基礎(chǔ)》等專業(yè)基礎(chǔ)課程則可以利用BIM模型的三維可視化特點，增強學(xué)生對建筑空間的想象能力，以及對建筑構(gòu)造的做法及結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋的放置位置有更加直觀的認識。

③在綜合能力的課程中，設(shè)置BIM技術(shù)的實際應(yīng)用實訓(xùn)項目。在各項實訓(xùn)項目的提交成果中增加體現(xiàn)實訓(xùn)過程的BIM技術(shù)應(yīng)用模型，如《工程施工圖實訓(xùn)》可以將以前提交的鋼筋翻樣圖紙成果改成提交建筑構(gòu)造或結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼筋模型成果?！督ㄖこ逃嬃颗c計價實訓(xùn)》《建筑施工技術(shù)》《施工組織實訓(xùn)》《建筑工程圖3BIM技術(shù)專業(yè)課程體系質(zhì)量檢驗與安全管理實訓(xùn)》等實訓(xùn)中，都可以要求在實訓(xùn)成果中增加BIM模型展示內(nèi)容。嵌入BIM技術(shù)后的專業(yè)課程體系如圖3所示。

（五）BIM課程體系資源共享

要想達到在各專業(yè)課程中植入BIM技術(shù)的應(yīng)用，都少不了模型的應(yīng)用。若建立一個專業(yè)共享BIM資源庫，將專業(yè)不同課程中所有應(yīng)用到的BIM模型放入其中，這樣不僅可以加強課程之間的合作教學(xué)與交流，還有利于學(xué)生對BIM技術(shù)的在施工不同階段應(yīng)用的理解，利于學(xué)生將不同專業(yè)課程的知識進行融會貫通，提高學(xué)生對整體工程BIM技術(shù)應(yīng)用能力。如《建筑施工技術(shù)》《建筑施工組織與項目管理》《建筑工程計價與計量》和《建筑工程質(zhì)量檢驗與安全管理》四門課程可基于同一BIM工程模型案例進行教學(xué)，使學(xué)生對這個工程的工程量計算、施工方案設(shè)計、施工組織、施工質(zhì)量、進度、安全、資料等管理有更系統(tǒng)的認識。這種基于同一工程項目的BIM技術(shù)應(yīng)用教學(xué)效果，是各課程各自BIM教學(xué)無法達到的。

三、結(jié)語

BIM技術(shù)給建筑業(yè)帶來了第二次革命，同時也帶來了新的挑戰(zhàn)。雖然BIM技術(shù)應(yīng)用在我國還屬于初期階段，存在很多問題，但BIM技術(shù)在建筑業(yè)將會有廣闊的發(fā)展前景。高職建筑工程技術(shù)專業(yè)要緊跟行業(yè)步伐，不斷調(diào)整專業(yè)課程體系與課程內(nèi)容，以提高學(xué)生就業(yè)能力，并滿足建筑企業(yè)對人才的需求。

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責(zé)任編輯 陳春陽