BIM技術(shù)在高職院校土建專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用研究*

張 芬，周愛民

（廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510520）

1 BIM技術(shù)的定義及發(fā)展

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過對建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對，為設(shè)計團隊以及包括建筑、運營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用[1-2]。

2002年，Autodesk公司率先提出了BIM技術(shù)，目前已經(jīng)得到全球建筑業(yè)的廣泛認可。近年來，BIM技術(shù)在我國也有了飛速發(fā)展。2015年的6月16日，住建部發(fā)布了推進BIM的指導(dǎo)意見，其中有兩條規(guī)定：到2020年末，就企業(yè)而言，甲級的勘察設(shè)計院和特級一級的房屋建筑施工企業(yè)必須具備BIM的集成應(yīng)用能力；就項目而言，90%的政府投資項目要使用BIM。由此可見，BIM技術(shù)將成為未來建筑企業(yè)的核心競爭力。很多建筑企業(yè)已經(jīng)意識到這一問題，注重引進和培養(yǎng)BIM技術(shù)人才，為將來的發(fā)展做儲備。為企業(yè)培養(yǎng)和輸送人才的高職院校在建筑信息化的進程中更要緊跟時代潮流，利用BIM技術(shù)增加自身的教學(xué)和實訓(xùn)條件，培養(yǎng)BIM技術(shù)人才。

2 BIM技術(shù)在實訓(xùn)教學(xué)中發(fā)揮的重要作用

2.1 彌補實踐條件的不足

要想取得較好的學(xué)習(xí)效果，必須注重理論和實踐的結(jié)合，對高職院校來說，實踐是必不可少的一個環(huán)節(jié)。一般來說，實踐環(huán)節(jié)包括課程中的模擬實驗、現(xiàn)場教學(xué)、機房實操、頂崗實習(xí)等。對土建專業(yè)的高職生來說，模擬實驗存在一定的難度，很多課程如結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)等難以創(chuàng)造模擬的實訓(xùn)條件，比較容易產(chǎn)生效果的就是現(xiàn)場教學(xué)，利用正在實施的項目，現(xiàn)場引導(dǎo)學(xué)生。但是現(xiàn)場教學(xué)也存在一定的問題，一是要找到與課程進度相適應(yīng)的工程比較困難，二是很多工程項目并不愿意開放給學(xué)生參觀，三是無論是外出途中還是在施工現(xiàn)場教學(xué)都存在著很多的安全隱患。這三個方面也制約著現(xiàn)場教學(xué)的實施。目前，大部分高職院校土建專業(yè)的實訓(xùn)條件都面臨著以上問題，如何改變這一現(xiàn)狀，給土建專業(yè)的學(xué)生提供良好的實踐實訓(xùn)條件成為很多高職土建專業(yè)亟待解決的一個難題。BIM技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，有效地解決了這一個問題。一方面，BIM可以模擬建筑從設(shè)計到施工到驗收的全過程，涉及設(shè)計、結(jié)構(gòu)、水電、設(shè)備、造價、質(zhì)量、資料等多個方面；另一方面，BIM技術(shù)對實訓(xùn)條件的要求相對較低，只要有配置較高的電腦機房以及相關(guān)軟件即可。

2.2 真實模擬、三維展示，激發(fā)興趣、幫助學(xué)習(xí)

通過對高職土建專業(yè)學(xué)生的學(xué)情進行分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生一方面對知識和技術(shù)非常渴望，學(xué)習(xí)興趣濃厚，另一方面大部分學(xué)生數(shù)學(xué)和幾何知識薄弱，缺乏空間想象力。傳統(tǒng)的教學(xué)模式大多采用二維平面圖來教學(xué)生識圖，學(xué)生很難想象出三維空間的布局，在課堂上跟不上，慢慢地就會分心走神?；A(chǔ)課打不牢，直接影響了后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。利用BIM技術(shù)真實模擬建筑工程，可以通過三維空間展示其布局，快速生成各種二維、三維視角，實現(xiàn)二維和三維的有效轉(zhuǎn)換，同時能有效展示物體的尺度、材質(zhì)、構(gòu)造等，幫助學(xué)生理解知識，這種新奇的視角也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加參與度，提升專注力。

2.3 與建筑信息化相結(jié)合，為學(xué)生就業(yè)提供便利

就業(yè)即是對學(xué)生三年學(xué)習(xí)成果的檢驗，也是檢驗高職院校人才培養(yǎng)質(zhì)量的最終準(zhǔn)繩。每個學(xué)生都希望畢業(yè)時能找到一份理想的工作，每個高職學(xué)校都希望自己培養(yǎng)的學(xué)生能夠勝任工作崗位，滿足市場對人才的需求。在全球信息化的時代，現(xiàn)代建筑業(yè)的主流趨勢就是建筑信息化。住建部對推進BIM的指導(dǎo)意見中對企業(yè)工程提出了明確的要求，建筑信息化是必然趨勢，各建筑企業(yè)都在積極的采用建筑信息模型武裝自身，BIM人才就成為當(dāng)前建筑領(lǐng)域的緊缺人才。加上BIM起步較晚，很多高職院校對BIM人才的培養(yǎng)還不成體系，這就導(dǎo)致BIM技術(shù)人才在建筑市場十分搶手。學(xué)好BIM技術(shù)，對學(xué)生就業(yè)提供了極大的便利，等同于打開了一條綠色通道。

3 BIM技術(shù)在虛擬實訓(xùn)教學(xué)中的現(xiàn)狀和不足

近年來，BIM技術(shù)在土建類高職院校越來越受重視，教育部1+X證書制度首批6個試點項目中就有BIM建筑信息模型。廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院作為廣東省首批試點的19所學(xué)校之一，在BIM教學(xué)應(yīng)用方面做了很多的工作，取得一些成績，也發(fā)現(xiàn)很多問題。通過對同類院校的調(diào)研，總結(jié)出很多共性的問題，主要有以下幾個方面。

3.1 師資不足

BIM技術(shù)作為一種新興技術(shù)，其應(yīng)用于教學(xué)的時間更短，在高校接受系統(tǒng)的BIM技術(shù)培養(yǎng)畢業(yè)后走向教師崗位的人才還較少，大部分高校的BIM教師都是通過企業(yè)、機構(gòu)的培訓(xùn)取得相應(yīng)的證書或獲得相應(yīng)的技術(shù)。在培訓(xùn)過程中，一方面不同教師的年齡結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致他們接受新知識新技術(shù)的程度不一樣，無法做到大面積的覆蓋；另一方面這種培訓(xùn)往往是短期突擊完成，對于不從事相應(yīng)軟件教學(xué)或使用的教師來說，學(xué)習(xí)效果不明顯，一段時間不使用就生疏了。這2個方面的原因?qū)е铝烁呗氃盒２荒軌蚴炀氄莆誃IM技術(shù)，從事BIM教學(xué)和應(yīng)用的教師數(shù)量嚴(yán)重不足。師資不足成為BIM技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的最大的制約因素。

3.2 教學(xué)硬件跟不上

教學(xué)硬件跟不上，不能實現(xiàn)全方位的BIM虛擬實訓(xùn)教學(xué)，只有極少數(shù)的實訓(xùn)室達到要求。實施BIM虛擬實訓(xùn)教學(xué)，最重要的實訓(xùn)條件就是硬件和軟件。BIM包括的軟件非常之多，據(jù)不完全統(tǒng)計大概包括70款以上，涉及的范圍非常之廣，有建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電、能耗、仿真、GIS、VR、AR等，常用的軟件主要有Revit、Navisworks、Bentley Navigator、Tekla Structures、ArchiCAD 等， 多樣復(fù)雜的軟件對電腦硬件的要求也相對較高。目前，高職院校實訓(xùn)機房的電腦設(shè)備與企業(yè)相比比較落后，很多院校已經(jīng)意識到這一問題，專門配套資金建設(shè)了BIM虛擬仿真實訓(xùn)室，但由于經(jīng)費、場地等各方面的條件限制，這類高配置的實訓(xùn)機房還比較少，大部分的高職院校都只是建設(shè)了1～2個BIM實訓(xùn)室，部分高職院校甚至沒有滿足條件的實訓(xùn)室。而部分已建好的實訓(xùn)室受制于網(wǎng)絡(luò)等諸多情況，運行的效果也并不是非常理想。

一方面，實訓(xùn)硬件不足，機位數(shù)不夠；另一方面，高職院校在不斷擴招，動輒幾百上千的土建專業(yè)學(xué)生，現(xiàn)有的實訓(xùn)條件不足以支撐如此龐大的學(xué)生數(shù)量的BIM教學(xué)，導(dǎo)致很多高職院校在課程體系的設(shè)計上盡量減少BIM相關(guān)課程的門數(shù)，使得學(xué)生對BIM知識的掌握不夠連貫，對BIM技術(shù)的掌握不夠深入。

3.3 缺少實際項目的教學(xué)素材

軟件教學(xué)的一個重點是素材。BIM技術(shù)起步較晚，市場應(yīng)用還未全面普及，雖然也有一些應(yīng)用得較好的工程案例，但出于知識產(chǎn)權(quán)等各方面的原因，高職院校能接觸到并能實際應(yīng)用到教學(xué)中的項目素材較少。很多教學(xué)素材都是任課教師根據(jù)課程內(nèi)容杜撰出來的，由于很多高職教師自身也是接受培訓(xùn)獲得的知識，其對BIM技術(shù)的把握以及BIM技術(shù)在實際項目中的應(yīng)用都存在一定的不足，在編制項目內(nèi)容的時候難免不夠周全，很多問題考慮不到，一定程度上誤導(dǎo)了學(xué)生。也有一些從合作企業(yè)或者其他途徑獲取到相關(guān)的案例素材，其教學(xué)效果會更好。

4 今后改進的方向

4.1 強化師資

強化師資可以采取引進來和走出去相結(jié)合的方式。引進來主要包括2個方面：從高校引進一批接受過系統(tǒng)教育的BIM相關(guān)專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生；從企業(yè)引進一批BIM骨干參與到教學(xué)中。走出去主要是制定現(xiàn)有教師BIM水平的提升方案，選擇一批軟件操作能力強、學(xué)習(xí)能力強的骨干教師和中青年教師作為重點培養(yǎng)對象，通過培訓(xùn)班、講座、論壇、會議、交流、競賽等多種形式培養(yǎng)一支懂BIM、會BIM、用BIM、教BIM的高技能教師隊伍；經(jīng)常與同類院校交流BIM教學(xué)的心得體會、經(jīng)驗教訓(xùn)，參觀兄弟院校的BIM實訓(xùn)室建設(shè)和使用情況；多與企業(yè)交流對BIM人才的職業(yè)能力要求、課程設(shè)置、人才培養(yǎng)以及BIM技術(shù)在實際項目中的應(yīng)用情況，多到企業(yè)參觀正運用BIM技術(shù)建造的工程項目。

4.2 升級現(xiàn)有實訓(xùn)室

現(xiàn)有的BIM實訓(xùn)室不足以支撐開展多門BIM課程的教學(xué)，而新建BIM實訓(xùn)室受制于經(jīng)費、場地、時間等各種條件的限制，短期內(nèi)難以改善。要解決這一困境，可以從升級現(xiàn)有實訓(xùn)室入手。各高職院校機房很多，BIM實訓(xùn)室很少，機房與BIM實訓(xùn)室的布局、場地要求基本接近，最大的不同是網(wǎng)速和電腦配置不同，利用已有的機房升級改造，建設(shè)重新配置電腦，或者分門別類對原有機房電腦進行升級，使其能支撐某一門BIM課程教學(xué)，可以大大緩解BIM實訓(xùn)室的壓力。

4.3 增加BIM科研項目，切實解決BIM實訓(xùn)教學(xué)中的關(guān)鍵問題

鼓勵學(xué)校增加BIM相關(guān)的科研和教改項目，鼓勵教師和學(xué)生積極投入相關(guān)的科研項目中，切實解決BIM實訓(xùn)教學(xué)中的有關(guān)問題。高職院校中不乏懂技術(shù)、懂教學(xué)、肯鉆研的教師，但是由于教師日常工作繁重，很多教師慢慢就失去了研究的熱情，以項目的形式立項，對教師是一個很好的激勵作用，同時項目有明確的方向和結(jié)題時間，也能從側(cè)面督促教師按時完成研究任務(wù)?？蒲泻徒谈捻椖繎?yīng)該為解決實際問題服務(wù)。

4.4 以1+X證書制度為契機，開展課證融通

目前國家大力倡導(dǎo)1+X證書制度，BIM教學(xué)要以此為契機，融入課程，課證融通。要將BIM證書所要求的技能嵌入課程教學(xué)內(nèi)容之中，主要有三種實現(xiàn)途徑：一是增設(shè)新課程；二是在現(xiàn)有課程中增加BIM相關(guān)模塊；三是改革現(xiàn)有課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，將BIM技術(shù)融入現(xiàn)有的教學(xué)中。三者相輔相成，共同構(gòu)建了BIM課程融通課程體系。

4.5 開展小班制教學(xué)、導(dǎo)師制模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式一般以行政班為單位進行單獨或者合班授課，學(xué)生人數(shù)較多，BIM教學(xué)效果不好，教師和學(xué)生一對一的溝通時間少，學(xué)生得不到全方位的指導(dǎo)。可見傳統(tǒng)教學(xué)模式在BIM虛擬實訓(xùn)教學(xué)中并不適用，將小班制教學(xué)、導(dǎo)師制引入BIM教學(xué)中，教師可以更好地指導(dǎo)學(xué)生，增加師生互動機會，有助于對BIM知識的掌握[3]。

5 結(jié)語

在全球信息化、建筑信息化的今天，BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程成為必然趨勢。高職院校作為人才培養(yǎng)的搖籃，要與時俱進，做好BIM教學(xué)和BIM人才培養(yǎng)工作，為社會、為企業(yè)輸送更多優(yōu)質(zhì)的BIM技術(shù)人才。