基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)備工程課程教學(xué)改革探討

李建平 黃向陽

摘? 要 針對目前建筑設(shè)備工程課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合當(dāng)前BIM技術(shù)的優(yōu)點及其在建筑行業(yè)發(fā)展趨勢，提出完善教學(xué)內(nèi)容、采用BIM技術(shù)應(yīng)用來進(jìn)行本課程考核，合理增加學(xué)時、教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)，將BIM應(yīng)用于教學(xué)過程中，改善教學(xué)中不連續(xù)、不完整的問題，從而達(dá)到該課程的教學(xué)目的，為社會培養(yǎng)與時俱進(jìn)的應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);建筑設(shè)備工程;教學(xué)改革;教學(xué)方法

Abstract Aim at the problem of education at Construction Equip-ment Engineering， combining technical advantage of BIM and the trend of building profession development， the author brings forward the reform of teaching methods and introduces in the possible arrange-ments of the content of courses， adopts BIM technique to carry on this course to investigate， reasonable increment to class hour， appliesBIM in teaching process， Perfects teaching reform in education me-thod of not continuous and not integrity. It attains the teaching pur-pose of the course for providing with accompany into of applied type talented person.

Key words BIM technique; construction equipment engineering; teaching reform; teaching methods

1 引言

建筑設(shè)備工程課程是許多高校建筑學(xué)、土木工程、工程管理等專業(yè)開設(shè)的一門工程技術(shù)基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容包括建筑給水排水、供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)、建筑電氣等三大部分，是一門綜合性工程學(xué)科，也是一門理論和實踐密切結(jié)合的專業(yè)課程。本門課程的目的是幫助學(xué)生掌握建筑設(shè)備工程技術(shù)的基本知識，使學(xué)生具有綜合考慮和合理處理各種建筑設(shè)備與建筑主體之間的關(guān)系的能力，從而做出合理的建筑設(shè)備工程設(shè)計、施工與管理[1]，使學(xué)生具有基本建筑設(shè)備的設(shè)計與施工安裝能力、對工程實際問題的分析和解決能力。

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)就是建筑信息模型，其能夠?qū)⒔ㄖこ添椖康母鱾€組成部分，通過BIM技術(shù)有效實現(xiàn)可視化呈現(xiàn)，具備明顯的三維立體效果，優(yōu)于傳統(tǒng)二維CAD，具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等特點;并且BIM技術(shù)還能對工程進(jìn)度、工程成本、質(zhì)量信息、后期運營和管理維護(hù)等進(jìn)行有效處理，能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑工程項目設(shè)計構(gòu)建的全面升級優(yōu)化。BIM是未來發(fā)展的趨勢，住建部明確提出在“十二五”期間基本實現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應(yīng)用，加快BIM技術(shù)在工程中的應(yīng)用。目前，BIM技術(shù)不僅應(yīng)用于大規(guī)模標(biāo)志性項目，而且已經(jīng)應(yīng)用于中小規(guī)模的項目[2]。

建筑設(shè)備包括建筑給水排水、供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)、建筑電氣，是建筑工程設(shè)計、施工、成本、管理、維護(hù)不可缺少的項目。同時要考慮這三塊專業(yè)自身關(guān)系，以及與其他專業(yè)如建筑學(xué)、土木結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，傳統(tǒng)的CAD無法滿足目前發(fā)展趨勢。而傳統(tǒng)的建筑設(shè)備工程課程教學(xué)已經(jīng)無法適應(yīng)今后發(fā)展的要求，為了提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解，使學(xué)生在今后工作中具備建筑設(shè)備方面的必備知識和施工設(shè)計能力，必須有效將BIM技術(shù)融入建筑設(shè)備工程教學(xué)之中，使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)掌握本門課程，因此，建筑設(shè)備工程教學(xué)必須進(jìn)行改革。

2 目前建筑設(shè)備工程課程教學(xué)中存在的問題

教學(xué)內(nèi)容安排不合理，考核方式不結(jié)合實際? 本課程主要是一種實際應(yīng)用型課程，而教師在教學(xué)中根據(jù)課本教學(xué)，只注重理論知識的教學(xué)，沒有較好地與實際應(yīng)用相結(jié)合。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，知識點零散、抽象，學(xué)生一知半解，忽略了職業(yè)能力的培養(yǎng);全理論的教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果不理想，學(xué)習(xí)過程脫離工程實際。雖然有部分高校將CAD和天正給排水、天正暖通、天正電氣融入教學(xué)過程之中，但仍然無法滿足當(dāng)前社會發(fā)展的需要。學(xué)校在該課結(jié)束后一般采用試卷考試的方式來評定成績，考核方式?jīng)]能較好地與實際工程應(yīng)用相結(jié)合，無法考查學(xué)生的實際應(yīng)用能力。

學(xué)時安排偏少，部分學(xué)習(xí)內(nèi)容安排不合理? 目前，學(xué)校建筑設(shè)備工程只安排有24學(xué)時，在如此少的學(xué)時內(nèi)，要將建筑給水排水、供暖通風(fēng)空調(diào)、建筑電氣三大專業(yè)的知識講解完并不容易;而要將三者貫穿于設(shè)計、施工及相互間的關(guān)系講清，沒有實物模型，對于無設(shè)計工程經(jīng)驗的學(xué)生而言，很難學(xué)得更深入和清晰。其學(xué)時僅夠理論知識的講解，而無法聯(lián)系工程實際;現(xiàn)要將BIM技術(shù)穿插其中，學(xué)時完全不夠，學(xué)習(xí)內(nèi)容要進(jìn)一步完善。

教學(xué)過程不連續(xù)、不完整? 目前，教學(xué)過程中受現(xiàn)實教學(xué)條件的限制，在本課程教學(xué)中雖然帶學(xué)生參觀學(xué)校教學(xué)樓，現(xiàn)場講解各設(shè)備用途、安裝要求等，但學(xué)生對整個工程各專業(yè)間關(guān)系不明確，如何施工便不直觀，動手能力得不到培養(yǎng)。目前的學(xué)習(xí)都是對建筑設(shè)備工程中三大塊專業(yè)孤立的理論學(xué)習(xí)，缺乏系統(tǒng)性、完整性，各專業(yè)設(shè)計和施工無法較好配合。

3 基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)備工程教學(xué)改革

完善教學(xué)內(nèi)容，將BIM技術(shù)貫穿于理論教學(xué)過程中，采用BIM技術(shù)進(jìn)行課程考核? 在建筑設(shè)備工程課程教學(xué)中，雖然教師采用多媒體展示大量圖片、工程圖紙，但學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性仍然不高，理論公式講解、理論知識的學(xué)習(xí)等沒有較好聯(lián)系工程實際。雖然學(xué)校給學(xué)生已開設(shè)CAD計算機(jī)輔助設(shè)計，同時進(jìn)行相關(guān)課程設(shè)計教學(xué)，但CAD的二維性，各專業(yè)設(shè)計各自的專業(yè)內(nèi)容，沒有將各專業(yè)設(shè)計配合好。如建筑設(shè)備工程包含建筑給水排水、電氣、暖通內(nèi)容，當(dāng)這些學(xué)生在學(xué)習(xí)后進(jìn)行課程設(shè)計時，各做各的，沒有較好地配合，如水管與風(fēng)管相互交叉、電纜橋架敷設(shè)在水管下方等問題，如果用其指導(dǎo)施工，會發(fā)現(xiàn)許多設(shè)備無法施工。

現(xiàn)階段建筑設(shè)備教學(xué)工作中很少涉及模型的運用，這也導(dǎo)致一些較為復(fù)雜的建筑設(shè)備很難實現(xiàn)有序教學(xué)，學(xué)生的理解和掌握受阻，形成較大的阻礙和干擾，難以適應(yīng)當(dāng)前越來越復(fù)雜的建筑設(shè)備構(gòu)成發(fā)展趨勢。而BIM技術(shù)有效解決了教學(xué)模型和CAD的局限性，能夠在一定程度上代替這種實物演示，并且達(dá)到較為類似的教學(xué)效果，最終實現(xiàn)建筑設(shè)備教學(xué)方面的創(chuàng)新改進(jìn)。BIM技術(shù)可將建筑設(shè)備工程中包含內(nèi)容通過三維方式找出其設(shè)計施工不足之處進(jìn)行修改，注重學(xué)生設(shè)計能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)各專業(yè)的配合，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，彌補(bǔ)其教學(xué)的不足。BIM技術(shù)在建筑設(shè)備教學(xué)系統(tǒng)化方面的作用表現(xiàn)還能夠在各個流程方面得到較好體現(xiàn)，能夠促使學(xué)生掌握各個基本操作流程，避免在任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)教學(xué)漏洞，提升學(xué)生的實踐能力。

將BIM技術(shù)有效融于建筑設(shè)備工程教學(xué)之中，通過BIM技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)備模型的構(gòu)建，能夠充分提升教學(xué)質(zhì)量，利用三維動畫的方式將具體項目進(jìn)行立體呈現(xiàn)，可提升教學(xué)便捷性，有助于學(xué)生了解和認(rèn)識相關(guān)建筑設(shè)備項目內(nèi)容，并且同時提升建筑設(shè)備教學(xué)的吸引力[3]。利用BIM技術(shù)完善教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計動手能力，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解與實際應(yīng)用能力。

本課程傳統(tǒng)考核方式是采用試卷考試的方式來結(jié)業(yè)評定成績，但這更多考查學(xué)生的理論知識掌握程度，無法檢查學(xué)生的實際應(yīng)用能力。BIM技術(shù)可將建筑設(shè)備所包括的幾個專業(yè)較好地結(jié)合起來，因此，可用BIM技術(shù)的應(yīng)用來考核學(xué)生，評定本課程的成績，這樣更利于理論與實際應(yīng)用相結(jié)合，培訓(xùn)學(xué)生的實際工程應(yīng)用能力。如給一個工程，讓學(xué)生將建筑給水排水、建筑電氣、供暖通風(fēng)空調(diào)專業(yè)的圖紙設(shè)計完后，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行三維生成，如發(fā)生沖突、碰撞則進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，提交最終的成果圖紙，用來評定本課程的成績。這樣通過實例不僅可以檢驗學(xué)生對理論知識的掌握程度，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的實際工程應(yīng)用能力，為學(xué)生將來工作打下良好的基礎(chǔ)。

將BIM技術(shù)貫穿于教學(xué)中，合理安排學(xué)時? 目前，本課程共有24個學(xué)時，學(xué)時嚴(yán)重偏少，因為在理論教學(xué)中，建筑設(shè)備工程包含建筑給水排水、供暖通風(fēng)空調(diào)、建筑電氣三大塊內(nèi)容，共17章。而將BIM技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)過程中，既可講清理論知識，又能培養(yǎng)學(xué)生實際工程能力，取得較好的教學(xué)效果。因此，在目前學(xué)時安排和教學(xué)內(nèi)容已不滿足現(xiàn)有要求的情況下，應(yīng)修訂完善人才培養(yǎng)計劃，增加學(xué)時，增加BIM教學(xué)內(nèi)容，合理分配學(xué)時。其學(xué)時應(yīng)不少于40個，前后學(xué)時及內(nèi)容分布對比如表1所示。

建筑設(shè)備工程課程包括三大塊理論知識，將BIM技術(shù)融入教學(xué)過程中，從而增強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用，提升學(xué)生學(xué)習(xí)知識的完整性，促進(jìn)學(xué)生全局觀的培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力。其中，BIM在三大板塊教學(xué)內(nèi)容中各增加兩個學(xué)時，加深學(xué)生對理論知識的理解;BIM技術(shù)的綜合應(yīng)用為四個學(xué)時，將建筑給水排水、供暖通風(fēng)空調(diào)、建筑電氣三個專業(yè)用于實踐建模的講解和實際工程的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和各專業(yè)的協(xié)調(diào)能力。調(diào)整后總學(xué)時數(shù)為40個。

將BIM應(yīng)用于教學(xué)中，解決教學(xué)不連續(xù)、不完整的問題? 傳統(tǒng)的建筑設(shè)備工程教學(xué)方法更多是孤立、不連續(xù)、不完整的。如在教學(xué)過程中，在講解建筑給水排水時，只會講此部分內(nèi)容，不會講與其他設(shè)備專業(yè)如供暖通風(fēng)空調(diào)、建筑電氣之間的關(guān)系;講后面兩大塊知識點時，也不會講其與建筑給水排水間的關(guān)系，但在實際工程中，這三大塊內(nèi)容均會涉及且相互關(guān)聯(lián)，所以其教學(xué)是不完整的。現(xiàn)階段建筑設(shè)備工程教學(xué)中很少涉及模型的運用，全為理論知識的講解，導(dǎo)致學(xué)生很難理解和掌握，難以適應(yīng)當(dāng)前越來越復(fù)雜的建筑設(shè)備構(gòu)成發(fā)展趨勢。

隨著建筑設(shè)備的復(fù)雜化、多樣性，教師想直接通過實物演示教學(xué)很不現(xiàn)實。雖然學(xué)校利用暑假安排學(xué)生進(jìn)行實習(xí)，但學(xué)生到工地不一定全程看到或?qū)嶋H參與整個施工過程。而借助BIM技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，能夠在一定程度上代替這種實物演示，彌補(bǔ)學(xué)生實習(xí)不完整的不足，避免教學(xué)過程中教學(xué)的不連續(xù)和不完整?？赏ㄟ^一個工程的BIM處理，使學(xué)生直觀了解全部教學(xué)內(nèi)容和一個工程的全部施工內(nèi)容，從而完善教學(xué)中三塊教學(xué)內(nèi)容間的關(guān)系。

4 結(jié)語

總之，將BIM技術(shù)貫穿于建筑設(shè)備工程教學(xué)中，教學(xué)方法與國家建筑行業(yè)發(fā)展趨勢相結(jié)合，通過虛擬仿真模擬工程，有利于學(xué)生了解具體項目，理論結(jié)合實際，增強(qiáng)課堂生動性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有效促進(jìn)高校課程教學(xué)改革，從而取得較好的教學(xué)效果，為社會提供更專業(yè)、更全面、與時俱進(jìn)的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]李建平，黃向陽.《建筑設(shè)備工程》課程教學(xué)改革探討[J].中國西部科技，2011，10（28）：76.

[2]任偉，林琳.BIM技術(shù)在建筑設(shè)備教學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2016（35）：106.

[3]丁力.BIM技術(shù)在建筑設(shè)備教學(xué)中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2017，11（33）：220.