基于BIM技術(shù)的建筑工程計(jì)量課程改革

劉盛輝

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西渭南 714099）

1 教學(xué)現(xiàn)狀分析

建筑工程計(jì)量是工程造價(jià)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程，具有知識(shí)點(diǎn)抽象、專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)等特點(diǎn)。課程開(kāi)設(shè)在工程造價(jià)專(zhuān)業(yè)大一第二學(xué)期，著重培養(yǎng)學(xué)生快速識(shí)讀施工圖并計(jì)算圖紙清單工程量的能力。

課程內(nèi)容包括建筑工程基本構(gòu)造、土方工程量計(jì)算、基礎(chǔ)工程量計(jì)算、主體工程量計(jì)算、屋頂工程量計(jì)算、門(mén)和窗工程量計(jì)算、建筑裝飾裝修工程量計(jì)算七部分內(nèi)容。課程的培養(yǎng)目標(biāo)是要求學(xué)生能掌握磚混結(jié)構(gòu)工程和框架結(jié)構(gòu)工程的構(gòu)造組成，能明確不同構(gòu)件相互之間的搭接關(guān)系，能結(jié)合工程實(shí)際判斷構(gòu)造類(lèi)型，分析各構(gòu)件的組成，進(jìn)而選擇正確的工程量清單項(xiàng)目，能掌握清單工程量計(jì)算規(guī)則，計(jì)算工程數(shù)量并正確編制工程量清單的能力。

建筑工程計(jì)量是一門(mén)專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的課程，而入校剛剛半年的大學(xué)生對(duì)建筑構(gòu)造方面的專(zhuān)業(yè)名詞基本上是完全陌生的，對(duì)建筑構(gòu)件的空間想象力，構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的搭配關(guān)系更是兩眼一抹黑。針對(duì)這種情況的學(xué)生應(yīng)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要通過(guò)以下幾種方式來(lái)解決問(wèn)題：

（1）專(zhuān)業(yè)名詞還是通過(guò)老師課堂講授來(lái)完成，而建筑基本構(gòu)件的學(xué)習(xí)主要通過(guò)對(duì)他進(jìn)行定義并結(jié)合PPT上的圖片進(jìn)行展示，而節(jié)點(diǎn)詳圖是以圖片結(jié)合剖面圖來(lái)講解的。

（2）建筑工程量的計(jì)算，通過(guò)計(jì)算規(guī)范的解讀和施工圖紙的小案例來(lái)掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。這里的重點(diǎn)是解決學(xué)生讀圖的問(wèn)題，只有將二維的施工圖完全讀懂了，轉(zhuǎn)化成三維的立體才能結(jié)合工程量計(jì)算規(guī)范算出工程量，編好工程量清單。然而如何引導(dǎo)學(xué)生將二維施工圖紙?jiān)谀X海中轉(zhuǎn)化為三維建筑構(gòu)件，一直是個(gè)難題。傳統(tǒng)方法都是老師講解，用各種學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景進(jìn)行比喻、對(duì)比來(lái)讓學(xué)生理解和掌握的。

這種教學(xué)方式會(huì)導(dǎo)致部分學(xué)生因?yàn)樽约旱目臻g想象力不足而失去對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，造成厭學(xué)情緒，甚至?xí)绊懫渌麑?zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)。而B(niǎo)IM技術(shù)具有可視化、模型性的特點(diǎn)一旦運(yùn)用到教學(xué)中，必定會(huì)給課程的教學(xué)帶來(lái)翻天覆地的變化。

2 BIM技術(shù)在課程中的應(yīng)用

2.1 BIM的定義和特點(diǎn)

BIM，即Building Information Modeling的縮寫(xiě)，意思是建筑信息模型，是利用三維空間模型作為載體來(lái)整合工程的各類(lèi)信息，并將這些信息在建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段中應(yīng)用分享。BIM技術(shù)中的可視化、模型性和協(xié)調(diào)性等特點(diǎn)為讓BIM技術(shù)廣泛的應(yīng)用在建設(shè)工程全生命周期中[1]。

雖然BIM理念并不依賴(lài)于任何軟件而存在，但BIM技術(shù)的實(shí)施必須有相應(yīng)軟件作支撐，在這個(gè)大數(shù)據(jù)的時(shí)代，BIM概念的提出其實(shí)也正是基于建筑行業(yè)各類(lèi)軟件的發(fā)展、進(jìn)步，沒(méi)有軟件的支持，BIM只能是一句空話。由于BIM沒(méi)有特定的軟件，凡是可以為BIM所用并體現(xiàn)BIM價(jià)值的軟件都可稱(chēng)之為BIM軟件。本課題中采用的大家比較熟悉的本土化廣聯(lián)達(dá)BIM系列軟件[2]。

廣聯(lián)達(dá)的兩款經(jīng)典的BIM軟件：廣聯(lián)達(dá)BIM鋼筋算量、廣聯(lián)達(dá)BIM土建算量。這兩款BIM軟件都是通過(guò)三維建筑實(shí)體模型的建立來(lái)完成工程量的計(jì)算的。建好的三維模型具有直觀生動(dòng)的視覺(jué)效果，可以從任何角度展現(xiàn)建筑構(gòu)件的細(xì)節(jié)和基本構(gòu)造特點(diǎn)，由于給出的效果都是三維立體的，而且還可以不同顏色來(lái)顯示不同的構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件相交之后也會(huì)體現(xiàn)出構(gòu)件之間的扣減關(guān)系，即相交的節(jié)點(diǎn)只顯示級(jí)別最高的構(gòu)件，被扣減的構(gòu)件就不再顯示了，每個(gè)構(gòu)件都是會(huì)被拆卸的組裝的，類(lèi)似于兒童積木一樣，但它最大的特點(diǎn)就是虛擬仿真，方便實(shí)用。

2.2 教學(xué)理念的改變

傳統(tǒng)的教學(xué)理念是通過(guò)教師講授來(lái)引導(dǎo)學(xué)生讀懂二維施工圖紙，然后利用投影的原理將二維圖形想象成三維空間形體，最后再依據(jù)工程量計(jì)算原理編制工程量清單。整個(gè)教學(xué)過(guò)程抽象，理解起來(lái)也都因人而異，較難讓全部學(xué)生都能很快的在腦海里建立三維建筑維模型更談不上編制工程量清單了。

BIM技術(shù)的出現(xiàn)可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)理念：課堂上老師通過(guò)施工圖和三維模型對(duì)比分析來(lái)展開(kāi)教學(xué)，將知識(shí)點(diǎn)都融入到模型中，三維的直觀性更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，多維度的視覺(jué)效果也更符合人體的感官需求，這樣就將以前說(shuō)不清的建筑基本構(gòu)造通過(guò)實(shí)體展示的形式變得更加通俗易懂。另外節(jié)點(diǎn)構(gòu)造也可以通過(guò)三維展示拆分基本構(gòu)件單元，而組合到一起的基本構(gòu)件單元也會(huì)顯示出相互的扣減關(guān)系。這種直觀的感受直接解決了同學(xué)們看圖難的問(wèn)題。以前對(duì)構(gòu)造柱、散水、圈梁、挑檐等的名詞解釋也因?yàn)橛兄庇^的模型讓學(xué)生理解起來(lái)更加容易，印象深刻。三維模型結(jié)合建筑與裝飾工程工程量清單計(jì)算規(guī)范，編制工程量清單易如反掌[3]。

2.3 教學(xué)方式的改變

傳統(tǒng)的教學(xué)方式都是以課本為主線，按照章節(jié)知識(shí)點(diǎn)展開(kāi)教學(xué)，先講建筑構(gòu)造，然后講工程量計(jì)算，知識(shí)結(jié)構(gòu)缺乏系統(tǒng)性和連貫性，造成的結(jié)果是：許多同學(xué)學(xué)到工程量計(jì)算的時(shí)候已經(jīng)忘記了構(gòu)造所學(xué)知識(shí)，看不懂圖紙、分析不出節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、弄不清構(gòu)件的扣減關(guān)系。究其原因是知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)不夠系統(tǒng)，識(shí)讀、構(gòu)造、工程量計(jì)算的強(qiáng)化訓(xùn)練還不夠。

BIM技術(shù)的引用是以工程圖紙為主線，按照工程的建造順序劃分學(xué)習(xí)任務(wù)。分別從磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)兩個(gè)項(xiàng)目的著手課程的教學(xué)。項(xiàng)目下面是具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，所有的知識(shí)點(diǎn)全都都滲透在任務(wù)中，學(xué)生通過(guò)完成任務(wù)掌握課程知識(shí)點(diǎn)[4]。

2.4 課程教學(xué)內(nèi)容的選取

以陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程造價(jià)人才培養(yǎng)方案為依托，通過(guò)企業(yè)調(diào)研選取了兩個(gè)經(jīng)典的實(shí)際工程——磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)，通過(guò)廣聯(lián)達(dá)BIM算量軟件分別建出兩套圖紙的三維模型。如圖1磚混結(jié)構(gòu)土建模型，圖2框架結(jié)構(gòu)鋼筋模型。

圖1 磚混結(jié)構(gòu)土建模型

圖2 框架結(jié)構(gòu)鋼筋模型

課程教學(xué)任務(wù)的劃分圍繞這兩個(gè)項(xiàng)目展開(kāi)，具體任務(wù)分解和學(xué)習(xí)目標(biāo)見(jiàn)表1，課程學(xué)習(xí)任務(wù)要求。

表1 學(xué)習(xí)任務(wù)劃分和要求

6 任務(wù)六 建筑裝飾裝修構(gòu)造與識(shí)圖7 任務(wù)七 土方工程量計(jì)算8 任務(wù)八 基礎(chǔ)工程量計(jì)算9 任務(wù)九 主體工程量計(jì)算10 任務(wù)十 屋面工程量計(jì)算11 任務(wù)十一 門(mén)窗工程量計(jì)算12 任務(wù)十二 裝飾裝修工程量計(jì)算主要內(nèi)容：樓地面、墻柱面和天棚要求：1、掌握樓地面、墻柱面和天棚裝飾的構(gòu)造組成2、能正確識(shí)讀裝飾裝修的工程圖紙主要內(nèi)容：平整場(chǎng)地、一般土方、溝槽土方、基坑土方和土方回填要求：1、熟悉各類(lèi)土方的圖紙?zhí)攸c(diǎn)2、能正確計(jì)算土方工程量并編制工程量清單主要內(nèi)容：磚基礎(chǔ)、砼條基、獨(dú)立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)要求：1、熟悉各類(lèi)基礎(chǔ)的圖紙?zhí)攸c(diǎn)2、能正確計(jì)算基礎(chǔ)工程量并編制工程量清單主要內(nèi)容：墻體、柱、梁、樓板、樓梯和其他構(gòu)件要求：1、熟悉各類(lèi)主體構(gòu)件的圖紙?zhí)攸c(diǎn)2、能正確計(jì)算主體工程量并編制工程量清單主要內(nèi)容：平屋頂和坡屋頂要求：1、熟悉各類(lèi)屋頂?shù)膱D紙?zhí)攸c(diǎn)2、能正確計(jì)算屋頂工程量并編制工程量清單主要內(nèi)容：門(mén)和窗要求：1、熟悉各類(lèi)門(mén)窗的圖紙?zhí)攸c(diǎn)2、能正確計(jì)算門(mén)窗工程量并編制工程量清單主要內(nèi)容：樓地面、墻柱面和天棚要求：1、熟悉各類(lèi)裝飾構(gòu)造的圖紙?zhí)攸c(diǎn)2、能正確計(jì)算裝飾工程量并編制工程量清單

2.5 課程教實(shí)施過(guò)程

在造價(jià)3151、3152班中展開(kāi)教學(xué)改革試點(diǎn)。首先鼓勵(lì)大家加入工程造價(jià)學(xué)社，通過(guò)社團(tuán)的活動(dòng)掌握 CAD、office辦公軟件、廣聯(lián)達(dá)軟件的基本操作，達(dá)到能打開(kāi)瀏覽這三大軟件包含內(nèi)容的技能，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課堂上將學(xué)生分成6個(gè)小組，每組8個(gè)同學(xué)，發(fā)放任務(wù)書(shū)和引導(dǎo)文，學(xué)生通過(guò)自學(xué)，小組討論，老師講解的方式完成各知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中都是以學(xué)生為中心，老師只是任務(wù)實(shí)施的引導(dǎo)者，以答疑解惑為主。學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)，就達(dá)到了本課程要求的技能。各學(xué)習(xí)任務(wù)之間的內(nèi)容是互相融合的，三維模型、網(wǎng)絡(luò)在線課資源和教師講授三管齊下，保障了本課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。

3 結(jié)論

表2 班級(jí)成績(jī)對(duì)比分析

BIM技術(shù)在課堂上的成功應(yīng)用，活躍了課堂氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。BIM技術(shù)的可視化功能在教學(xué)改革中體現(xiàn)的淋漓盡致，實(shí)現(xiàn)了三維建筑模型與二維圖紙的全方位多層次的實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)，非常適合鍛煉學(xué)生的空間想象力。通過(guò) BIM模型這個(gè)紐帶很好的將識(shí)圖與算量連接到一起。最后教改班級(jí)造價(jià)3151與正常班級(jí)造價(jià)3141、造價(jià)3142的成績(jī)進(jìn)行分析對(duì)比如表2。