基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用研究

王柳燕 王舜 趙柏冬

【摘要】目前國(guó)內(nèi)外許多高校都將BIM技術(shù)列入相關(guān)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中，本文通過在土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中引入BIM技術(shù)，綜合國(guó)內(nèi)外BIM技術(shù)應(yīng)用于本科實(shí)踐教學(xué)的情況，構(gòu)建基于BIM的課程內(nèi)容和教學(xué)體系，為土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用奠定了一定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù) 實(shí)踐教學(xué) 土木工程

【教改項(xiàng)目】沈陽大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目《轉(zhuǎn)型發(fā)展下創(chuàng)新應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)體系與培養(yǎng)模式創(chuàng)新研究》。

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）04-0049-02

引言

建筑信息模型（Buliding information model， BIM）是這幾年在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興多維模型信息集成技術(shù)，是對(duì)建筑工程物理特征和功能特性信息的數(shù)字化承載和可視化的表達(dá)[1]。將BIM技術(shù)引入到高校，并且在土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中引入能夠幫助學(xué)生提高就業(yè)和從業(yè)能力，有助于高校應(yīng)用型本科教學(xué)改革的發(fā)展。

一、BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)外教學(xué)應(yīng)用研究

BIM技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用比國(guó)內(nèi)早，發(fā)展速度比國(guó)內(nèi)發(fā)展更迅速。BIM技術(shù)最早在芬蘭、新加坡、挪威開始應(yīng)用。BIM在美國(guó)已然成為主流技術(shù)，并影響了BIM技術(shù)在包括中國(guó)在內(nèi)的其他國(guó)家的應(yīng)用。調(diào)研發(fā)現(xiàn)一些發(fā)達(dá)國(guó)家將BIM技術(shù)融入到了高校工教學(xué)中，并進(jìn)行了一系列課程研究和改革。如奧本大學(xué)在本科生課程中，面向施工專業(yè)學(xué)生開設(shè)BIM軟件課程，對(duì)比相鄰建筑院系學(xué)生發(fā)現(xiàn)他們的學(xué)生具有更強(qiáng)的能力；伍斯特理工學(xué)院在土木和環(huán)境工程專業(yè)的一些課程中應(yīng)用BIM技術(shù)，提高了學(xué)生完成作業(yè)的速度和效率[2]。在新加坡，為擴(kuò)大BIM的認(rèn)知范圍，國(guó)家對(duì)在大學(xué)開設(shè)BIM課程給予大力支持，并為畢業(yè)生組織相應(yīng)的BIM培訓(xùn)[2]。

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍比較局限，BIM理念還沒有完全貫穿到高等院校建筑與工程專業(yè)中。2003年，中國(guó)建筑行業(yè)開始關(guān)注BIM技術(shù)，目前的應(yīng)用以設(shè)計(jì)公司為主，各類BIM咨詢公司、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，政府及行業(yè)協(xié)會(huì)也開始越來越重視BIM的應(yīng)用價(jià)值和意義。國(guó)內(nèi)的許多高校如清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、華南理工大學(xué)都先后成立了建筑生命周期管理實(shí)驗(yàn)室，正是BIM技術(shù)的分支領(lǐng)域。實(shí)踐表明BIM實(shí)驗(yàn)室的建立有助于教學(xué)實(shí)踐的開展，學(xué)生的應(yīng)用技術(shù)能力得到了很大的提高。

二、基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用研究

1.BIM技術(shù)在土木工程畫法幾何等專業(yè)基礎(chǔ)課程的應(yīng)用

畫法幾何是土木工程專業(yè)的專業(yè)必修課程。通過課程教學(xué)，應(yīng)達(dá)到以下教學(xué)目標(biāo)：掌握畫法幾何的基本理論與投影方法，并能用其解決空間投影問題。培養(yǎng)他們空間思維的能力，認(rèn)真細(xì)致的工作習(xí)慣以及作圖讀圖的能力。為了更好地適應(yīng)當(dāng)前教育改革的需求，教師應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)綜合運(yùn)用BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，從三維角度向?qū)W生展示立體形體有助于幫助學(xué)生理解二維復(fù)雜的平面圖形。為此我院從師資力量著手培養(yǎng)了一批BIM工程師，并探討了畫法幾何制圖實(shí)踐教學(xué)改革方案，逐步將BIM建模技術(shù)引入到土木工程畫法幾何制圖教學(xué)中來。從授課角度來講，相對(duì)于傳統(tǒng)的CAD制圖技術(shù)，Revit 這種三維建模軟件在操作上更加適合現(xiàn)在的學(xué)生，學(xué)生對(duì)于建模的興致遠(yuǎn)大于操作單一的CAD技術(shù)，并且三維的建模能夠幫助學(xué)生更好地讀圖和識(shí)圖。

2.基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

高校通過三種形式構(gòu)件土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，包括實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，校企合作實(shí)踐基地，校外施工企業(yè)的深入合作。BIM實(shí)踐課程引入工程實(shí)例，定期邀請(qǐng)校外企業(yè)BIM技術(shù)方面的專家講授施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的BIM技術(shù)，完整呈現(xiàn)BIM技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用，使得學(xué)生不出校門就能夠熟練掌握BIM技術(shù)，有助于學(xué)生實(shí)踐能力和工程素質(zhì)的提高，在土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)中，學(xué)生能夠從多角度培養(yǎng)其應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，也能夠使得學(xué)生有效快速地與社會(huì)崗位需求相銜接。

在課程建設(shè)上，以專業(yè)基礎(chǔ)課為試點(diǎn)，建立適合培養(yǎng)高校本科應(yīng)用型學(xué)生的集BIM技術(shù)，招投標(biāo)模擬、工程項(xiàng)目管理等綜合類實(shí)踐教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。BIM實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)立足于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，推進(jìn)校企合作辦學(xué)，全面提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。建立適合高校教學(xué)的BIM實(shí)驗(yàn)室能夠?yàn)橥聊竟こ虒I(yè)課程改革提供實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。高校引進(jìn)BIM中的VR技術(shù)，建立虛擬實(shí)驗(yàn)室，能夠解決學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力差的問題。全景式實(shí)踐教學(xué)能夠充分鍛煉學(xué)生的自主設(shè)計(jì)能力，學(xué)生可以小組的形式不斷調(diào)整實(shí)訓(xùn)方案，通過BIM技術(shù)呈現(xiàn)的三維模型進(jìn)行實(shí)時(shí)修改，BIM技術(shù)的這一實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，能夠幫助學(xué)生立體實(shí)時(shí)地呈現(xiàn)擬建的工程項(xiàng)目，能夠隨時(shí)結(jié)合理論實(shí)踐知識(shí)在授課老師或工程師的幫助下，優(yōu)化自身實(shí)訓(xùn)方案，這個(gè)實(shí)踐教學(xué)過程能夠提高學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新性，并能夠促進(jìn)土木工程專業(yè)學(xué)生未來就業(yè)能力的提高，有助于本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的發(fā)展。

3.探討利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)土木工程專業(yè)實(shí)習(xí)課程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

充分利用BIM技術(shù)可視化，它能夠?qū)⒁酝木€條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示出來。這種技術(shù)能夠使得學(xué)生對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)代建筑復(fù)雜的建筑物進(jìn)行理解，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。將BIM技術(shù)引入到土木工程專業(yè)實(shí)習(xí)課程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，能夠促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的多樣化和全面發(fā)展，并且這種實(shí)踐教學(xué)能夠與現(xiàn)行的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，使得學(xué)生的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)具有一定的應(yīng)用價(jià)值，而不是僅僅停留在設(shè)計(jì)階段，將BIM技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中來，能夠真正做到產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。

4.建立與基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)相匹配的師資隊(duì)伍

由于BIM技術(shù)屬于新興技術(shù)，高校中缺少BIM技術(shù)復(fù)合型教學(xué)雙師型人才，在高校建立基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)過程中應(yīng)加大BIM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)人才的建設(shè)，才能補(bǔ)充高校在此方面的不足之處。在BIM技術(shù)土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)之前，我們開設(shè)的BIM課程多數(shù)是邀請(qǐng)各方BIM技術(shù)人員來學(xué)校講授BIM有關(guān)課程，通過校企合作的形式來實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)。但從可持續(xù)發(fā)展這方面來看，高校需要建立與基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)相匹配的師資隊(duì)伍。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)BIM技術(shù)專業(yè)教育這方面的人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，加強(qiáng)BIM 教育教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)。

總結(jié)

近年來BIM技術(shù)在建筑行業(yè)不斷得到認(rèn)可和推廣，這就要求基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用研究能夠緊跟現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于建筑行業(yè)人才需求的步伐。為了培養(yǎng)行業(yè)所需要的建筑行業(yè)高素質(zhì)人才，高校應(yīng)該對(duì)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行一系列的改革以適應(yīng)當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展。采用BIM技術(shù)結(jié)合BIM 軟件進(jìn)行課程改革和實(shí)踐教學(xué)，將土木工程專業(yè)與建筑行業(yè)緊密聯(lián)系，才能夠培養(yǎng)出滿足行業(yè)需求的土木工程專業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]富倩.三維空間建模技術(shù)在建筑信息模型中的應(yīng)用[J]. 軟件導(dǎo)刊，2015（12）：90-91.

[2]吳光東，唐春雷.BIM技術(shù)融入高校工程管理教學(xué)的思考[J].高等建筑教育，2015（4）：156.

作者簡(jiǎn)介：

王柳燕（1982-），女，遼寧沈陽人，講師，研究方向：材料制備與研究。