初探BIM技術(shù)應(yīng)用于市政工程計(jì)量與計(jì)價(jià)課程混合式教學(xué)

浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院 張杭麗

近幾年，國家和地方加快BIM政策與標(biāo)準(zhǔn)落地，同時(shí)推進(jìn)城市信息模型（CIM）的發(fā)展。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《“多規(guī)合一”業(yè)務(wù)協(xié)同平臺技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿，鼓勵(lì)有條件的城市在BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)上建立城市信息模型（CIM），基于統(tǒng)一的城市空間及管網(wǎng)、道路等城市基礎(chǔ)設(shè)施的布局。BIM技術(shù)在造價(jià)中具有時(shí)效性、資源計(jì)劃功能和不同維度的多算對比的作用。BIM技術(shù)所提供的富有時(shí)效的數(shù)據(jù)共享平臺，降低了溝通成本，便于工程管理人員合理安排資金計(jì)劃和進(jìn)度計(jì)劃等資源，從而動(dòng)態(tài)地制定進(jìn)度計(jì)劃、資金計(jì)劃等，達(dá)到合理安排資源的目標(biāo)，適時(shí)掌握工程成本，提高項(xiàng)目管理水平[1]。

從BIM到CIM，從建設(shè)行業(yè)發(fā)展到城市的發(fā)展，信息技術(shù)是每一個(gè)現(xiàn)代人必備的能力。在BIM人才培養(yǎng)方面，2019年1月，職教20條第六條指出要啟動(dòng)1+X證書制度試點(diǎn)工作，隨后BIM證書被列入首批試點(diǎn)證書范圍（共6本）。同年4月中華人民共和國人力資源和社會(huì)保障部正式發(fā)布BIM新職業(yè)——信息模型技術(shù)員。作為市政工程專業(yè)的學(xué)生，只有掌握了BIM技術(shù)才能適應(yīng)數(shù)字城市的發(fā)展。

1 市政工程計(jì)量與計(jì)價(jià)課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程概況

市政工程技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)崗位能力課程，培養(yǎng)施工員、造價(jià)員等相關(guān)崗位所需要的計(jì)量計(jì)價(jià)能力。市政工程技術(shù)專業(yè)的學(xué)生沒有造價(jià)理論基礎(chǔ)，本門課程的學(xué)習(xí)難度較大。

1.2 教學(xué)方法以傳統(tǒng)的課堂線下教學(xué)為主，教學(xué)資源和課時(shí)不足

市政工程計(jì)量與計(jì)價(jià)是一門理論和實(shí)踐相合的課程，需要學(xué)生同時(shí)掌握造價(jià)理論知識和市政工程專業(yè)知識，涉及面廣，需要學(xué)生具備一定基礎(chǔ)的道路、管道和橋梁的專業(yè)知識。然而僅有課堂教學(xué)和課后練習(xí)，而且課堂授課課時(shí)有限，對于學(xué)生要把理論和實(shí)踐相結(jié)合是一件非常困難的事情。因此，急需建設(shè)線上課堂，把豐富多彩的線上教學(xué)資源提供給學(xué)生進(jìn)行自主的課前和課后學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

1.3 教學(xué)內(nèi)容沒有跟上建筑信息化的發(fā)展，學(xué)生能力的培養(yǎng)比較單一和落后

建筑信息化管理是現(xiàn)在建筑行業(yè)發(fā)展的新趨勢新方向，作為貫穿建筑全生命周期的造價(jià)咨詢行業(yè)，應(yīng)首當(dāng)其沖擔(dān)負(fù)起推進(jìn)BIM發(fā)展的重?fù)?dān)[2]。然而現(xiàn)階段市政計(jì)量計(jì)價(jià)的培養(yǎng)還是以手算量和軟件計(jì)價(jià)為主，對學(xué)生BIM能力的培養(yǎng)不夠。

2 市政工程計(jì)量與計(jì)價(jià)課程BIM技術(shù)應(yīng)用分析

目前全國各大高校通過各種方式把BIM知識引入教學(xué)，新增BIM課程，把BIM技術(shù)與現(xiàn)有課程融合，以賽促學(xué)，建設(shè)BIM實(shí)訓(xùn)中心等，既提升了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣，又可讓學(xué)生掌握BIM技術(shù)，提升職業(yè)競爭力，都取得了不錯(cuò)的成績。

錢磊[3]將BIM軟件的功能和特性與教學(xué)重、難點(diǎn)相結(jié)合，利用Revit創(chuàng)建項(xiàng)目仿真三維模型，幫助學(xué)生更準(zhǔn)確地識圖；利用Navisworks創(chuàng)建項(xiàng)目施工流程動(dòng)畫[4]，利用Navisworks創(chuàng)建細(xì)部漫游動(dòng)畫，取得了良好反響，并指出要簡化BIM技術(shù)應(yīng)用，避免增加學(xué)生學(xué)習(xí)難度。陳宇[5]等以BIM造價(jià)軟件的運(yùn)用與相關(guān)技能訓(xùn)練為工作任務(wù)，以所需的相關(guān)專業(yè)知識與必要技能的掌握為依據(jù)對課程體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生具備造價(jià)崗位的部分工作能力。BIM技術(shù)在建筑造價(jià)的課程中應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，但是在市政工程專業(yè)類的課程中應(yīng)用還比較少。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用于市政工程計(jì)量與計(jì)價(jià)混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 對課程進(jìn)行融入BIM技術(shù)的項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足能力目標(biāo)訓(xùn)練的前提下必須是綜合性比較強(qiáng)、具有一定典型性的、工程比較簡單的、可行性高的項(xiàng)目。項(xiàng)目分析和BIM結(jié)合點(diǎn)如表1所示。

表1 項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)BIM結(jié)合點(diǎn)

3.2 BIM技術(shù)應(yīng)用于混合式教學(xué)模式

3.2.1 課前線上預(yù)習(xí)

創(chuàng)建一個(gè)市政工程項(xiàng)目的BIM信息模型作為學(xué)生課前線上預(yù)習(xí)資料。利用BIM技術(shù)的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性對教學(xué)案例的施工圖進(jìn)行三維建模，對施工過程進(jìn)行三維模擬，主要目的是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)軟件操作，同時(shí)回顧和補(bǔ)充市政識圖和施工專業(yè)知識，省去了課堂中學(xué)習(xí)軟件、認(rèn)識項(xiàng)目、閱讀圖紙和講解施工工藝的過程。

3.2.2 課中線下教學(xué)

對重難點(diǎn)進(jìn)行分析講解。利用BIM算量軟件建模算量，比如廣聯(lián)達(dá)市政BIM市政算量，提升學(xué)生識圖能力，讓算量過程直觀高效。但是不能缺少手算訓(xùn)練。手算訓(xùn)練與軟件計(jì)價(jià)雙管齊下，同時(shí)掌握計(jì)量計(jì)價(jià)原理和軟件應(yīng)用，培養(yǎng)基礎(chǔ)知識扎實(shí)、具備BIM計(jì)量計(jì)價(jià)軟件應(yīng)用能力的學(xué)生。

3.2.3 課后線上復(fù)習(xí)

利用BIM資源進(jìn)行課后復(fù)習(xí)強(qiáng)化。學(xué)生課后任務(wù)分為項(xiàng)目實(shí)踐和練習(xí)測驗(yàn)兩種類型，均在線上發(fā)布。

3.3 面臨的問題

3.3.1 市政BIM模型和施工流程動(dòng)畫

BIM技術(shù)應(yīng)用與計(jì)量計(jì)價(jià)非常重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是作為三維模型的可視化性，讓專業(yè)基礎(chǔ)比較差的學(xué)生能夠直觀地理解所要計(jì)算的對象。因此，選擇一個(gè)具有一定典型性的、工程比較簡單的、可行性高的項(xiàng)目，建立一個(gè)BIM信息模型就變得非常重要。目前可用于創(chuàng)建市政BIM模型的軟件不少，但是相比于Revit軟件在建筑模型中的優(yōu)秀表現(xiàn)，一款通用、簡易的市政BIM軟件還未誕生。廣聯(lián)達(dá)BIM算量軟件創(chuàng)建的BIM模型基本能滿足算量需求，但是在視覺效果、構(gòu)造表達(dá)、模型精度上還比較欠缺；鴻業(yè)市政BIM軟件重在設(shè)計(jì)出圖；基于Bentley平臺的BIM技術(shù)已在市政行業(yè)中有了廣泛應(yīng)用，但還面臨著很多問題有待解決，缺少適應(yīng)國內(nèi)道路設(shè)計(jì)習(xí)慣的相關(guān)插件，影響著建模效率[6]。精準(zhǔn)的施工動(dòng)畫制作需要比較高的技術(shù)水平或配套經(jīng)費(fèi)投入。

3.3.2 學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性

引入BIM技術(shù)的市政計(jì)量與計(jì)價(jià)，更直觀更易懂，但是在保證學(xué)生擁有手算基本能力的前提下，拓展BIM軟件使用能力，對學(xué)生來說也在一定程度上增加了難度。尤其是增加了課前課后自主預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)，保證學(xué)生完成率，課前課后學(xué)習(xí)監(jiān)控是非常關(guān)鍵和困難的。

3.3.3 軟件使用和基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)之間的平衡。

BIM算量軟件和計(jì)價(jià)軟件相比于手算，其對學(xué)生專業(yè)和造價(jià)理論基礎(chǔ)的要求大大降低了，自主思考的要求也降低了。在有限的課時(shí)當(dāng)中，既要培養(yǎng)學(xué)生手算能力和自主想象能力，又要鍛煉學(xué)生BIM軟件使用能力，提升學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)難度，這之間的平衡點(diǎn)需要通過實(shí)踐找尋。

4 結(jié)語

隨著BIM技術(shù)在建設(shè)全壽命周期的使用和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的落地，隨著數(shù)字城市的推進(jìn)，BIM技術(shù)在市政基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用也越來越普及。BIM技術(shù)和BIM造價(jià)能力是每一個(gè)市政工程專業(yè)和造價(jià)專業(yè)學(xué)生必須具備的能力。利用BIM模型和施工流程動(dòng)畫，可以降低學(xué)生線上學(xué)習(xí)難度，提升線上學(xué)習(xí)積極性；在線下，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)使用BIM算量軟件，有助于項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)施。但是，BIM軟件使用和基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)之間的平衡，直觀形象和自主思考能力之間的平衡，還需通過更多課程設(shè)計(jì)和改革實(shí)現(xiàn)。