BIM在計算機輔助設計課程中的教學改革探索

摘要：文章基于東南大學土木工程專業(yè)本科生計算機輔助設計課程教學改革，探討了BIM課程的教學目標、教學組織形式，并為BIM技術在高校教學中的進一步推廣應用提出一些建議，可供高校土木工程專業(yè)基于BIM的教學改革參考借鑒。

關鍵詞：土木工程;BIM;本科教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）16-0168-02

BIM（Building Information Modeling）是一門集設計建造管理于一體的數(shù)字化技術，指通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。 它作為一門新興技術，革新了傳統(tǒng)土木工程行業(yè)的設計、施工方法，帶來了新的理念。實踐證明，應用BIM技術，可創(chuàng)造極大的經(jīng)濟效益，并促使土木工程行業(yè)與時俱進。BIM技術引入土木工程教學，對提高教學質量、改進教學效果大有裨益，有利于培養(yǎng)更多適應社會發(fā)展需求的高級應用型人才。土木工程專業(yè)BIM教學改革已在國內部分高校展開，但大多處于初步探索階段[1]。

在土木工程專業(yè)計算機輔助設計課程中應用BIM技術，是從人才培養(yǎng)的初期就將多信息、多領域的計算機輔助技術引進教學，具有較高的實用價值與可行性;其實施不僅可以從根本上改變傳統(tǒng)計算機輔助技術的生產(chǎn)方式與生產(chǎn)內容，也必將會對整個建筑土木工程產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生巨大影響。本文基于東南大學土木工程專業(yè)本科生計算機輔助設計課程教學改革，探討了BIM課程的教學目標、教學內容、教學組織形式，為土木工程專業(yè)BIM課程的開設、BIM的教學改革提供參考。

一、基于BIM技術的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標

根據(jù)國內外BIM技術應用情況差異，針對我國土木工程人才培養(yǎng)體系及發(fā)展方向，應首先將BIM技術的普及工作在高校中開展。通過制定相應的人才培養(yǎng)機制，設置與之相應的課程體系，力爭在本科階段的BIM技術教育達到如下培養(yǎng)目標：

1.理解BIM的概念、應用及發(fā)展方向，明確BIM技術在未來土木工程領域發(fā)展的地位和作用，樹立大學生學習BIM技術的信心和決心。

2.熟悉BIM在建筑設計階段的應用，特別是針對不同結構形式的3D建模及方案比選、管線綜合及碰撞檢測、工程量統(tǒng)計等;熟悉BIM在建筑施工和管理階段的應用，包括BIM施工模型的建立、4D及5D施工進度模擬、空間沖突檢測等。

3.熟悉大型BIM通用軟件的使用方法，包括Revit、CATIA、Navisworks、魯班軟件等。對于本科生應首先強調熟練掌握建模軟件，在熟悉建模軟件的基礎上適當向模型分析軟件擴展。

4.通過BIM課程設計的訓練，了解基于BIM技術的建筑物設計、施工、驗收及運營維護管理的新模式，掌握運用BIM技術解決技術難題及加強不同專業(yè)間協(xié)同工作方法[2]。

基于以上BIM技術的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標，本次教學改革的目標是結合教材《Revit2015中文版基礎教程》和Revit2015軟件對計算機輔助設計課程進行教學內容體系改革，目的是使得課程的教學內容體系更完善，將該科目的理論教學、實踐教學和科學研究有機結合起來，為學生提供一個良好的理論學習環(huán)境和實踐鍛煉的機會，培養(yǎng)和訓練他們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、創(chuàng)新意識和團隊精神，使他們成為理論知識水平和實踐動手能力都很強的有用人才，推進BIM技術在土木工程領域的應用。

二、BIM課程改革的教學組織形式

1.BIM知識與技術課堂教學。課堂教學是最基本的教學方式，也是將BIM知識傳授給學生的最直接的教學方式。在BIM課堂教學中需要著重強調如下內容：BIM的含義及應用、BIM軟件的操作及3D模型的建立、基于BIM的施工進度展示及管理、基于BIM的工程量統(tǒng)計及工程造價管控、BIM與各個專業(yè)之間的關系及在各個專業(yè)中的應用點等。BIM課堂教學主要目標是讓學生了解BIM的基本知識構架、BIM在土木工程領域的應用點、熟悉BIM的建模及分析軟件的種類及適用范圍、常用BIM軟件的操作技巧，解決“如何學習BIM”的問題。

2.BIM的實訓教學。BIM技術強調的是知識的實踐與應用，故BIM實訓教學是不可或缺的一種課程教學組織形式。實訓內容的設計應與課堂教學內容相呼應，教學與練習同步進行，切實建立起學生應用及實際操作能力。BIM的實訓教學可以包括如下內容：BIM建模軟件的操作、基于BIM模型的工程量明細統(tǒng)計、進度計劃的編制與施工進度展示、設計方案的可視化、碰撞分析、建筑物能耗分析、三維可視化技術交底等?？偠灾珺IM實訓教學是課堂教學的延伸與深入，通過實訓練習提高學生應用課堂知識的能力及學習的自信心與積極性，解決“如何應用BIM”的問題。

3.BIM的行業(yè)專家講座。BIM行業(yè)專家長期在工程項目一線從事BIM的應用及研究工作，能夠為土木工程專業(yè)的BIM教學提供新的視角，有效拉近課堂與實際工程應用之間的距離。行業(yè)專家在授課過程中往往立足具體項目實例，講授BIM在實際工程中的應用及最新研究成果，學生通過實例講解一方面了解BIM在實際工程中的應用情況，使學生明確學習BIM的必要性，解決“為什么學習BIM”的問題[2]。

BIM課程的三種組織形式是相輔相成、缺一不可的。將BIM教學在上述三個環(huán)節(jié)中穿插開展才可以顯著提高其教學效果。因此，本課程的教學改革將結合李恒、孔娟編著的《Revit2015中文版基礎教程》和Revit2015軟件進行課程內容體系改革，通過理論分析與工程實例探討相結合、教師講授和學生互動討論相結合的方式組織教學。

三、基于BIM技術的計算機輔助設計課程教學改革建議

1.結合現(xiàn)有的教學計劃，合理規(guī)劃基于BIM的計算機輔助設計課程體系。制訂BIM教學方案的同時，必須綜合考慮學生專業(yè)知識、BIM技術和軟件實操計算的掌握程度。采取與專業(yè)課程相關的BIM技術教學的方法，使專業(yè)課教學與計算機輔助設計BIM課程相輔相成、融會貫通[3]。

2.計算機輔助設計的教學改革應該采用循序漸進的方式。BIM技術的教學改革不可能一蹴而就，為避免從傳統(tǒng)教學方式至專業(yè)知識—BIM技術一體化教學改革過程中出現(xiàn)“斷崖式轉變”，建議采取循序漸進的方式。初期教學內容以BIM的概念、應用及軟件操作為主。同時，逐步加強師資力量培養(yǎng)和推進教學內容轉變過渡，加快BIM技術知識與現(xiàn)有課程的融合。后期逐漸增加與BIM教學內容相符的實踐學習環(huán)節(jié)，以加強學生的動手操作能力。最終形成一套BIM技術與計算機輔助設計課程融會貫通的教學體系。

3.計算機輔助設計BIM課程應多采用案例教學方法，教學過程中應注重培養(yǎng)學生的自我學習能力。BIM課程教學注重在理解BIM技術基礎上的實踐應用，教學過程中應盡可能多地引入真實案例，實現(xiàn)項目的虛擬設計、虛擬施工、空間碰撞檢查、工程進度編制、工程量及工程造價分析等工作，以增進學生對BIM知識的理解，提高知識的應用能力。

由于計算機輔助設計課程課時有限，教學過程中不可能講解所有軟件的使用方法及所有BIM技術的應用過程，但應抓住眾多項目的相通之處，注重應用方法及思路的講解，細節(jié)的問題可以請學生進行自學，并按時了解學生自學情況，這樣才能使BIM的學習達到觸類旁通的效果。

四、結語

建筑信息模型技術（BIM）在建筑行業(yè)正獲得日益廣泛的應用和推廣。BIM技術本身發(fā)展迅速，行業(yè)需求持續(xù)旺盛，高校土木工程專業(yè)努力培養(yǎng)BIM人才已是大勢所趨。未來業(yè)內最為緊缺的也是既精通土木工程技術又具備一定BIM技術基礎的復合型人才，而建立基于BIM技術的計算機輔助設計課程教學改革還處于探索階段，仍然有大量的問題值得我們高校教師去思考、去解決。因此，BIM技術的引入是對當今土木工程專業(yè)教育的挑戰(zhàn)，更是一次開拓應用型人才培養(yǎng)模式的機遇。今后，我校將總結改革經(jīng)驗，結合國家BIM發(fā)展規(guī)劃，進一步深化基于BIM技術的計算機輔助設計課程教學改革，努力培養(yǎng)適應社會發(fā)展需求的高級應用型人才。

參考文獻：

[1]郭閃閃.基于BIM技術的土木工程專業(yè)實踐教學改革探索[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（15）：51-52.

[2]邢棟，等.BIM時代下的土木工程專業(yè)本科教學改革的思考[J].濰坊學院學報，2017，17（5）：56-60.

Exploration on Teaching Reform of BIM in Cad Course

FENG Ruo-qiang

（School of Civil Engineering，Southeast University，Nanjing，Jiangsu 211189，China）

Abstract：In this paper，based on the southeast university students who major in civil engineering of the curriculum teaching reform in computer aided design，discusses the BIM course teaching goal，teaching organization form，and for further popularizing and applying the type of the BIM technology in college teaching put forward some Suggestions，for the teaching reform of civil engineering specialty in colleges and universities based on BIM reference.

Key words：civil engineering;BIM;undergraduate teaching reform

收稿日期：2019-03-28

課題項目：江蘇高校品牌專業(yè)建設工程資助項目，PPZY2015A042;東南大學教改項目：基于BIM技術的土木工程結構計算機輔助設計課程教學改革，2017-021

作者簡介：馮若強（1978-），男，山東茌平人，博士，教授，研究方向：空間結構和鋼結構研究。