基于BIM技術的建環(huán)專業(yè)校外實踐教學改革探究

楊會　朱輝　張治龍　畢明華

摘要：建筑信息模型（簡稱BIM）是建筑行業(yè)炙手可熱的新技術，作為廣西地區(qū)應用型本科的建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)（HVAC），基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，迫切需要將校外實踐教學與BIM技術相結(jié)合，以提高實踐教學效果。文章以桂林航天工業(yè)學院建環(huán)專業(yè)進行的校外實踐教學為依據(jù)，對基于BIM技術的實踐教學進行改革探討。

關鍵詞：BIM；建環(huán)專業(yè)；實踐教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0014-02

一、引言

地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展可促進經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變及產(chǎn)業(yè)結(jié)構轉(zhuǎn)型升級，從一定程度上緩解新增勞動力就業(yè)結(jié)構性矛盾，加快全國教育綜合建設及改革[1]。應用型本科教育要求各高校結(jié)合地方區(qū)域特色，鍛煉學生動手實踐能力，培養(yǎng)應用型人才，核心環(huán)節(jié)是實踐教學[2]。傳統(tǒng)的校外實踐教學存在許多弊端和不足，如聯(lián)系實習場地困難、學生人數(shù)過多、教師自身專業(yè)素養(yǎng)不足、考核方式單一等，實踐現(xiàn)場和實踐時間等因素均直接制約傳統(tǒng)校外實踐質(zhì)量。BIM是一種管理手段，是實現(xiàn)建筑業(yè)精細化，信息化管理的重要工具，對高校實踐教學體系建設產(chǎn)生變革性影響，是近期人們對教學課程體系改革的重要手段之一[3]。將BIM技術與學生實踐教學相結(jié)合，加強學生對建筑及其相關行業(yè)的理解，并為高校信息化教學提供一個嶄新的平臺。本文以桂林航天工業(yè)學院建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)進行的校外實踐教學為依據(jù)，對基于BIM技術的實踐教學進行改革探討，為將BIM技術引入到實踐性教學當中，提高高校教學水平與教學質(zhì)量提供參考。

二、BIM技術與虛擬現(xiàn)實相結(jié)合

《建筑信息模型應用統(tǒng)一標準》和《建筑信息模型施工應用標準》定義BIM為：在建設工程及設施全生命周期內(nèi)，對其物理和功能特性進行數(shù)字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結(jié)果的總稱[4-5]。虛擬現(xiàn)實技術VR利用高科技計算機技術，在一定范圍內(nèi)生成逼真的視覺、聽覺、力覺、味覺和觸覺一體化的虛擬環(huán)境，用戶借助一定設備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的物體進行交互作用，并獲得等同真實環(huán)境的體驗和感受。目前，70%美國高校已經(jīng)將BIM技術融入到專業(yè)課程教學中，常用方式分為新開設BIM課程和在既有專業(yè)課程中嵌入BIM技術兩種。我國高校BIM教學尚處于起步階段，僅少數(shù)高校開設了BIM課程，如清華大學、哈爾濱工業(yè)大學、大連理工大學等，一般以BIM技術應用、BIM實驗實踐和BIM方向畢業(yè)設計等形式開設課程。

為有效解決建環(huán)專業(yè)實踐教學中，學生工程背景薄弱，系統(tǒng)分析能力缺乏和大工程的“高投入、高耗材、難觀摩”等難題，實現(xiàn)本專業(yè)BIM課程教育，我校2017年先后建立BIM實訓教學實驗室和虛擬現(xiàn)實實驗室。依托BIM實訓教學實驗室，我院陸續(xù)完成酒店建筑、商場建筑、影院建筑和大型展覽廳等共計10個不同建筑類型的虛擬暖通空調(diào)工程，利用三維虛擬現(xiàn)實技術，學生通過VR虛擬實驗室，可選擇不同路徑進入該項工程的任意部分，觀察管道布局、設備結(jié)構和安裝方法等。同時我們將設備的結(jié)構原理、設計方法與相關的專業(yè)理論基礎等知識點嵌入仿真系統(tǒng)中，相比原有的“紙上談兵”式教學模式，這種真實工程場景下教學的方法更讓人認識深刻。

三、建環(huán)專業(yè)BIM技術實踐教學開展

認識實習和生產(chǎn)實習是包括建環(huán)專業(yè)在內(nèi)的工科院校培養(yǎng)學生動手實踐能力和創(chuàng)新性思維的重要教學手段。傳統(tǒng)的校外實習實踐，一般以學院為單位安排好校外實習基地，以班級為單位，由指導教師帶領，進行參觀學習。參觀結(jié)束后，學生遞交實習報告和實習日志，由帶隊教師評定成績完成實習。此種校外實習實踐方式耗費大量師生精力、時間及學校經(jīng)費，而學生收獲有限。弊端主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）以班級為單位，學生人數(shù)眾多，帶隊老師忙于現(xiàn)場秩序和安全。（2）校外實習時間短、實習場所空間有限，實習效果不佳。（3）部分教師自身專業(yè)實踐素養(yǎng)不足，很多高校教師理論內(nèi)行實踐外行，實踐現(xiàn)場無法深入講解。（4）考核方式單一，實習的考核方式只是遞交實習日志和實習報告，由指導教師評定成績，很多學生抄襲他人成果或者到網(wǎng)上“找資料”應付了事，人才培養(yǎng)質(zhì)量難以得到保證。

針對目前傳統(tǒng)校外實踐出現(xiàn)的弊端和不足，基于節(jié)能減排的建環(huán)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，針對國內(nèi)外關于BIM技術的研究現(xiàn)狀及應用，將BIM技術與建環(huán)專業(yè)實踐教學相結(jié)合，將成為一種新的教學方式。在校外實習之前，利用BIM實訓教學實驗室和虛擬現(xiàn)實實驗室，模擬即將去實習的工程圖紙，以班級為單位進行分組，小組內(nèi)部分工協(xié)作，以小組為單位上交虛擬成果。此種實習前虛擬施工環(huán)節(jié)將極大地豐富學生實踐環(huán)節(jié)理論知識，拓展實習教學思維。虛擬施工環(huán)節(jié)結(jié)束后，進行校外實習基地實際參觀學習，已經(jīng)完成虛擬施工模擬的學生對即將進行的實習現(xiàn)場了然于心，能夠帶著疑問參觀實習，做到有的放矢。在實習基地參觀歸來后，學生均可根據(jù)實際施工經(jīng)驗，總結(jié)技術要點繼續(xù)完善自己的虛擬施工流程，指導老師亦可組織學生進行虛擬設計所想所思和現(xiàn)場參觀所見所聞進行討論，既可活躍教學氣氛，又加強了實踐教學效果。

四、結(jié)語

本文闡述了建環(huán)專業(yè)傳統(tǒng)校外實踐教學的弊端與不足，將BIM技術和虛擬現(xiàn)實與建環(huán)專業(yè)實踐教學相結(jié)合，將成為一種新的教學方式，校外實踐教學提供了新的視角。這一改革也有助于學生對建環(huán)專業(yè)學科系統(tǒng)化的理解，提升學生的綜合素質(zhì)和實踐應用能力。

參考文獻：

[1]董洪亮.為大量培養(yǎng)本科層次應用技術型人才地方本科高校該轉(zhuǎn)型了[EB/OL].（2014-05-08）[2018-4-1].http：//edu.people.com.cn/n/2014/0508/c1053-24989424.html.

[2]劉照球，李云貴.土木工程專業(yè)BIM技術知識體系和課程架構[J].建筑技術，2013，44（10）：913-916.

[3]曾文海，黃泰儒，盧美君.基于BIM技術的高校實踐教學體系建設研究[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院學報，2016，29（1）：76-78.

[4]國家標準GB/T 51212.建筑信息模型應用統(tǒng)一標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社出版，2016.

[5]國家標準GB/T 51235.建筑信息模型施工應用標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社出版，2017.