BIM技術(shù)融入高校建環(huán)專業(yè)教學(xué)的實踐與探索

李志偉 李艷紅 成紅娟

[摘 要] BIM的快速發(fā)展需要大量專業(yè)人才。高校作為新型人才的培養(yǎng)基地，應(yīng)為建筑業(yè)市場提供充足的BIM人力資源。蘭州交通大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院在BIM課程體系建設(shè)、師資培養(yǎng)和學(xué)生課程教學(xué)及實踐方面的實踐與探討，為高校BIM人才培養(yǎng)提供了參考和借鑒。

[關(guān)鍵詞] BIM技術(shù);課程建設(shè);教學(xué);人才培養(yǎng)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，建筑業(yè)急需由傳統(tǒng)的高能耗、高污染向節(jié)能環(huán)保模式轉(zhuǎn)型[1]。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)的出現(xiàn)為建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了強(qiáng)有力的動力。BIM作為建筑全生命周期的數(shù)據(jù)管控工具，通過采用全新的5D模型，進(jìn)行施工前模擬分析，可提高項目精細(xì)化管理和建筑工程效率[2]。2011年，中央和地方相關(guān)BIM政策、意見相繼出臺。強(qiáng)有力的BIM技術(shù)推廣政策對BIM技術(shù)的推廣影響積極，但人才的短缺成為影響B(tài)IM技術(shù)推廣的一個重要因素。高校作為新型人才的培養(yǎng)基地，應(yīng)順應(yīng)時代的發(fā)展。2014年起，我國高等院校開始重視BIM教育，如清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、大連理工大學(xué)等相繼開設(shè)BIM相關(guān)課程、BIM實踐基地和工作室等[3]。許多學(xué)者也對BIM在建筑類工程專業(yè)的教學(xué)研究進(jìn)行了實踐探索，為BIM教學(xué)研究提供了一些經(jīng)驗。

一、BIM用于實踐教學(xué)中存在的困難

BIM技術(shù)作為建筑全生命周期的數(shù)字預(yù)演，對計算機(jī)硬件設(shè)施、設(shè)計人員的專業(yè)知識、施工人員的經(jīng)驗及項目管理能力有很高的要求。BIM是一個龐大的系統(tǒng)工程，BIM技術(shù)更是需要高素質(zhì)綜合性人才。培養(yǎng)一名合格的BIM專業(yè)人才并非一蹴而就，而是要循序漸進(jìn)。BIM的高標(biāo)準(zhǔn)也對高校的BIM人才培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)。

1.課程體系建設(shè)。根據(jù)社會和國家的人才需求變化、學(xué)校的要求等，各高校在更新培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃中，專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程的學(xué)分和學(xué)時均有不同程度的壓縮，這對原有教學(xué)目標(biāo)的制定和教學(xué)體系改革是個很大挑戰(zhàn)。把BIM技術(shù)引入到專業(yè)課程學(xué)習(xí)中，需要全體專業(yè)教師對BIM的認(rèn)知和應(yīng)用要有深刻的理解[4]。

2.師資培養(yǎng)。目前高校中BIM方向的復(fù)合型教學(xué)人才嚴(yán)重缺乏，培養(yǎng)自己的BIM教學(xué)人才迫在眉睫。然而，BIM師資的培養(yǎng)不僅要求有軟件應(yīng)用能力，還應(yīng)有實踐應(yīng)用能力，且在師資培養(yǎng)方面存在培訓(xùn)費用高和周期時間長的困難。

3.多專業(yè)協(xié)作。BIM技術(shù)是多專業(yè)協(xié)作的過程，并非某一專業(yè)就能將BIM全面掌握。規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電和管理等專業(yè)相互配套的BIM教學(xué)體系才能發(fā)揮BIM教學(xué)的最大應(yīng)用效果。然而大部分院校這些專業(yè)并不在一個學(xué)院，存在協(xié)調(diào)教學(xué)的困難。

二、BIM課程建設(shè)及教學(xué)探討

如何將高校教育特點與社會BIM人才需求無縫銜接，是BIM技術(shù)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。筆者就蘭州交通大學(xué)建環(huán)專業(yè)近幾年在BIM教學(xué)實踐中的經(jīng)驗進(jìn)行分析，以探索普通工程類高校BIM技術(shù)人才的培養(yǎng)模式。

1.師資培養(yǎng)。本專業(yè)BIM師資的建設(shè)依托于校企合作。2015年前甘肅地區(qū)無BIM培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，更缺乏BIM人才，因此BIM培訓(xùn)具有巨大的市場。依托于市場潛力，2015年本校與當(dāng)?shù)鼐邆漭^強(qiáng)機(jī)電安裝能力的企業(yè)聯(lián)合成立了蘭州交通大學(xué)BIM工程中心，企業(yè)出資完成工程中心計算機(jī)及軟件配置，具備BIM培訓(xùn)資格的教師對企業(yè)員工進(jìn)行培訓(xùn)。校企合作方式不僅解決了教學(xué)中軟硬件及師資等問題，為當(dāng)?shù)嘏囵B(yǎng)了大量BIM技術(shù)人員，而且教師在對企業(yè)的培訓(xùn)及BIM的項目合作中也提升了自身能力。本專業(yè)具備BIM培訓(xùn)資格的教師也為其他教師BIM的學(xué)習(xí)提供了人力資源，BIM技術(shù)團(tuán)隊建設(shè)順理成章。

2.課程體系建設(shè)。BIM的教學(xué)主要是開設(shè)新課程和植入式教學(xué)兩種教學(xué)模式。在最初引入BIM技術(shù)教學(xué)時，本專業(yè)以開設(shè)新課程為主。在未開設(shè)BIM課程時，也積極組織學(xué)生參加相關(guān)BIM競賽，但存在學(xué)習(xí)不系統(tǒng)、覆蓋面窄的現(xiàn)象。本專業(yè)2016年開設(shè)的專業(yè)應(yīng)用工具軟件實訓(xùn)課程為48課時，主要以BIM建模應(yīng)用為主，保證了每一位學(xué)生在學(xué)習(xí)新技術(shù)中受益，為后續(xù)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計等實踐類課程應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。后續(xù)通過本專業(yè)掌握BIM技術(shù)的教師逐步指導(dǎo)其他教師對BIM的認(rèn)知學(xué)習(xí)，實現(xiàn)專業(yè)課程中以BIM植入的方式進(jìn)行講授，同時課程體系逐步改進(jìn)，改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，提升了教學(xué)質(zhì)量。

3.課程學(xué)習(xí)的方法。BIM強(qiáng)大的功能也為初學(xué)者帶來了諸多困難。在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)遵循一定的規(guī)律。學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段教師講授必不可少。在課程中，由于機(jī)電模型依托于建筑結(jié)構(gòu)模型，在本校無建筑和結(jié)構(gòu)BIM基礎(chǔ)公共課的情況下，基礎(chǔ)的建筑和結(jié)構(gòu)建模講授必不可少，且占到32課時，機(jī)電模型講解占16課時。雖然機(jī)電模型占時較少，但有建筑和結(jié)構(gòu)建?；A(chǔ)，機(jī)電模型學(xué)習(xí)效率更高，且在目前BIM人才缺乏的情況下，全專業(yè)建模人才及模型建立操作流程掌握較之單專業(yè)應(yīng)用更為重要，機(jī)電模型的高級應(yīng)用則在實踐環(huán)節(jié)需加強(qiáng)鍛煉。通過課堂教學(xué)，學(xué)生能基本掌握在軟件操作層面各專業(yè)如何協(xié)同，這在自學(xué)過程中很難融會貫通。

4.實踐技能的培養(yǎng)。課程的講解只能教授學(xué)生一定的軟件操作能力，不能很好的在專業(yè)工程應(yīng)用。實踐主要通過課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、實習(xí)和學(xué)科競賽等方面加強(qiáng)技能應(yīng)用。其中，課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，能鍛煉學(xué)生在設(shè)計階段BIM的應(yīng)用。但是，在選題上要合理。相較于傳統(tǒng)CAD繪圖，由于BIM三維技術(shù)的應(yīng)用要比CAD難度大，同一設(shè)計圖紙內(nèi)容工作量中，BIM的應(yīng)用約為CAD的3倍，同一題目多位同學(xué)協(xié)同完成效果最好，既能體現(xiàn)團(tuán)隊合作精神，又能相互交流高質(zhì)量完成設(shè)計任務(wù)，能更多掌握BIM應(yīng)用模塊。通過實踐階段鍛煉學(xué)生，能較全面掌握負(fù)荷分析、建筑及機(jī)電模型建立、出圖、碰撞檢查、管道優(yōu)化及動畫漫游等能力。學(xué)生不僅具備暖通設(shè)計能力，還具備BIM基本應(yīng)用能力。其次，參與BIM技術(shù)應(yīng)用企業(yè)實習(xí)訓(xùn)練以提升自身的工程實踐能力。本專業(yè)把BIM實習(xí)列入生產(chǎn)實習(xí)計劃范圍，學(xué)生申請或?qū)W校推薦三年級已修完BIM課程的學(xué)生暑期參與到BIM實習(xí)單位，在第七學(xué)期的前三周生產(chǎn)實習(xí)階段仍可在單位從事BIM技術(shù)實習(xí)，作為生產(chǎn)實習(xí)的考核指標(biāo)。既保證了實習(xí)質(zhì)量，也為學(xué)生提供了寶貴的時間參與到BIM實訓(xùn)環(huán)節(jié)。BIM相關(guān)競賽多，學(xué)生參賽也能極大地調(diào)動學(xué)生的積極性。

三、結(jié)論

高校BIM人才的培養(yǎng)應(yīng)以師資為基礎(chǔ)，課程建設(shè)為平臺，實踐環(huán)節(jié)為提高，從認(rèn)知到學(xué)習(xí)到應(yīng)用形成一個完整的培養(yǎng)模式。以本校建環(huán)專業(yè)為例，由于BIM課程的開設(shè)，學(xué)生對BIM的認(rèn)知、興趣及應(yīng)用明顯高于其他專業(yè)學(xué)生，主要體現(xiàn)為學(xué)生對BIM繼續(xù)培訓(xùn)學(xué)習(xí)、證書考取及BIM大賽參與等積極性很高，也為學(xué)生尋找合適的工作提供了條件。本專業(yè)BIM課程的開設(shè)也極大地調(diào)動起其他專業(yè)學(xué)生對BIM學(xué)習(xí)的興趣。

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