談土木工程專業(yè)BIM教學(xué)改革研究與實踐

劉宇

摘要：BIM技術(shù)的拓展應(yīng)用，極大的推動了建筑行業(yè)的發(fā)展，但高素質(zhì)人才的匱乏，也在很大程度上制約了行業(yè)的進(jìn)步。對此，本文介紹了國內(nèi)土木工程專業(yè)教學(xué)中BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了教學(xué)環(huán)節(jié)存在的各類問題，并提出相應(yīng)的改革策略，旨在培養(yǎng)出高素質(zhì)的土木工程專業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：土木工程專業(yè);BIM技術(shù);教學(xué)改革;

目前，土木工程專業(yè)教學(xué)針對BIM技術(shù)的應(yīng)用仍處于初級探索階段。在實際教學(xué)過程中，應(yīng)借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗，不斷優(yōu)化教學(xué)模式，調(diào)整教學(xué)策略，進(jìn)而滿足新時期人才培育要求。

1國內(nèi)高校土木工程教學(xué)對BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在土木工程高等教育中，學(xué)生作為受教育主體，必須積累扎實的理論知識，掌握先進(jìn)的技術(shù)。而這也是學(xué)生作為土木工程行業(yè)未來主導(dǎo)者的必要條件。只有全面掌握BIM技術(shù)，才能在未來的人才競爭中凸顯自身優(yōu)勢，獲得人才需求方的認(rèn)可。BIM技術(shù)是一種創(chuàng)新型建筑信息模型技術(shù)，目前國內(nèi)高校土木工程專業(yè)對于BM技術(shù)的應(yīng)用尚未成熟。

部分高校引進(jìn)土木工程項目沙盤虛擬技術(shù)，以BIM技術(shù)為平臺，開展專項教學(xué)研究。在土木工程教學(xué)過程中，基于BIM技術(shù)的可視化優(yōu)勢，教師可以更加直觀化、立體化的展示施工流程。例如，大連理工大學(xué)在魯班軟件的技術(shù)支持下，創(chuàng)建了BIM技術(shù)實訓(xùn)中心。但客觀的說，由于技術(shù)與資金等多方面因素的限制，大多數(shù)高校尚未將BIM技術(shù)應(yīng)用到土木工程專業(yè)教學(xué)中。

2.BIM在高校土木工程教學(xué)中的應(yīng)用問題

2.1專業(yè)師資匱乏

高校土木工程專業(yè)教師必須不斷深入學(xué)習(xí)，更新知識儲備，全面分析BIM技術(shù)的前沿性問題。但國內(nèi)各高校BIM技術(shù)教師極度匱乏，而且針對專業(yè)教師的培訓(xùn)力度不足，教師的專業(yè)素養(yǎng)無法滿足教學(xué)工作要求。此外，各高校的人才引進(jìn)機制單一化，盲目注重學(xué)歷層次，使得學(xué)歷層次低，但實踐經(jīng)驗豐富的人才無法進(jìn)入教師隊伍。

2.2缺乏完善的課程體系

由于我國BIM技術(shù)的起步發(fā)展時間較晚，大多數(shù)高校缺乏實踐經(jīng)驗。目前，多數(shù)高等教育院校正在努力嘗試結(jié)合區(qū)域發(fā)展概況與學(xué)科特色，創(chuàng)建完善的BIM課程體系，并增設(shè)多種教學(xué)形式，如專業(yè)必修課、公共必選課等。其中，清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等院校開設(shè)了土木工程專業(yè)BIM軟件課程，但如今國內(nèi)尚未構(gòu)建一整套完善的課程體系。

2.3理論與實踐相脫節(jié)

導(dǎo)致理論與實踐相脫節(jié)的原因如下所述：教學(xué)模式刻板，盲目注重單向化的理論知識灌輸，且?guī)熒佑邢?學(xué)生不求甚解，依靠死記硬背的方式應(yīng)付考試;學(xué)生單純注重積累理論知識，參與實地考察的機會少之又少，缺乏實踐能力。

3深化土木工程專業(yè)BIM教學(xué)體系改革的具體策略

3.1明確BIM教學(xué)目標(biāo)

明確教學(xué)目標(biāo)需要充分考慮多方面因素，如BIM技術(shù)應(yīng)用給建筑企業(yè)帶來的挑戰(zhàn);建筑企業(yè)的BIM技術(shù)應(yīng)用水平;建筑企業(yè)對BIM技術(shù)人才的需求等。根據(jù)高校專業(yè)的規(guī)劃特點，進(jìn)一步明確專業(yè)課程目標(biāo)。例如，美國德克薩斯洲的A&M大學(xué)，創(chuàng)建了BIM專題課程，專題包括計算機輔助設(shè)計、計算機參數(shù)建模、計算機數(shù)據(jù)庫、計算機仿真模擬等。美國的華盛頓大學(xué)開設(shè)了工程項目管理課程，教學(xué)目標(biāo)包括可視化技術(shù)、三維碰撞檢測、四維立體空間模型技術(shù)等。為此，我國各高校需順應(yīng)時代發(fā)展趨勢，借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗，明確BIM技術(shù)課程目標(biāo)。

3.2創(chuàng)建完善的BIM課程教學(xué)體系

目前，國外的BIM技術(shù)課程設(shè)置包括新開設(shè)BIM技術(shù)課程和在現(xiàn)有專業(yè)課程中融合BIM技術(shù)兩種。國內(nèi)各高校需結(jié)合低年級與高年級的教學(xué)特點，合理設(shè)置BIM技術(shù)課程體系，滿足人才培養(yǎng)要求。BIM的可視化信息技術(shù)主要包括3D、4D和5D三種。其中，3D技術(shù)是指構(gòu)建三維立體空間數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)建筑三維的可視化與建筑構(gòu)件信息的數(shù)字化，同時，開展三維碰撞檢測。而4D技術(shù)是在三維立體空間數(shù)據(jù)模型技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加時間維度，模擬建筑工程的施工流程，全方位動態(tài)化控制整個施工流程。而5D則指在4D技術(shù)基礎(chǔ)上，增加成本維度，一方面，開展建筑工程預(yù)算分析工作，另一方面實現(xiàn)動態(tài)化成本管理。

學(xué)?？蓪IM技術(shù)拓展應(yīng)用到土木工程專業(yè)教學(xué)中，通過創(chuàng)建建筑信息模型、模擬施工流程、分析日照節(jié)能、三維碰撞檢測與數(shù)字化模擬等方式，確保學(xué)生全面掌握BIM技術(shù)核心原理。

3.3設(shè)置跨學(xué)科協(xié)同課程

建筑工程設(shè)計與施工往往涉及不同的主體，這些主體包括業(yè)主方、設(shè)計方與管理方。在實際工程施工中，各主體的溝通不暢，配合效率偏低。而從教學(xué)層面來說，學(xué)生也無法掌握工程的構(gòu)建流程。BIM技術(shù)最突出的特點就是協(xié)同性。通過協(xié)調(diào)工作，促進(jìn)各專業(yè)設(shè)計師的溝通協(xié)調(diào)，實時更新數(shù)據(jù)模型的參數(shù)內(nèi)容。且引導(dǎo)學(xué)生全面了解整體工作流程，提高學(xué)習(xí)效率。又由于不同學(xué)科的專業(yè)特點、課程規(guī)劃不同，所以在課程設(shè)置環(huán)節(jié)要統(tǒng)籌安排。

3.4加強師資隊伍建設(shè)

各高校要加強師資隊伍建設(shè)。具體策略有：①深化原有的人力資源制度變革，成立單獨的人才引進(jìn)辦公室，優(yōu)化人力資源配置;②制定并出臺教學(xué)改革政策，全面推行激勵政策，調(diào)動教職人員的積極性;③定期邀請行業(yè)專業(yè)開展學(xué)術(shù)交流，提升教師的專業(yè)技能水平，強化職業(yè)道德素養(yǎng);④加大師資隊伍建設(shè)力度，為教育教學(xué)事業(yè)的發(fā)展夯實基礎(chǔ)。

3.5注重實踐教學(xué)

各高校需注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，組織開展各種各樣的教學(xué)活動。具體策略如下所述：①鼓勵學(xué)生參與BIM技術(shù)競賽。近年來，伴隨建筑行業(yè)的快速發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用日趨完善化與成熟化，只有不斷加強學(xué)生的技術(shù)實踐能力，才能維持人才競爭優(yōu)勢。為此，各高校應(yīng)鼓勵學(xué)生參加BIM技術(shù)競賽，積累實踐經(jīng)驗;②將BIM技術(shù)導(dǎo)入課程設(shè)計;③鼓勵學(xué)生選擇與BIM技術(shù)相關(guān)的畢業(yè)論題。據(jù)相關(guān)調(diào)查資料顯示，各高校與BIM技術(shù)相關(guān)的畢業(yè)論題占比超過30%，有助于滿足學(xué)生的專業(yè)興趣需求;④開展與BIM技術(shù)相關(guān)的科教協(xié)同項目。一方面，合理解決教職人員匱乏的問題，另一方面，為專業(yè)學(xué)生提供良好的實踐平臺。

4結(jié)束語

綜上所述，隨著教育教育體制的深化變革，完善土木工程專業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)的教學(xué)體制，能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，從而為社會輸送優(yōu)質(zhì)人才，滿足人才培育要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李一凡，段緒勝，李昀騰，田洪臣.BIM技術(shù)融入土木工程專業(yè)的教學(xué)方式研究[J].教育現(xiàn)代化.2018（31）