BIM技術(shù)在建筑工程技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用探索

李紅 李俊祎

【摘? ? 要】BIM技術(shù)特有的可視化表達(dá)，支持各專業(yè)協(xié)同工作與項(xiàng)目的虛擬建造，數(shù)字信息集成與共享等優(yōu)勢(shì)，在建筑行業(yè)中的應(yīng)用迅速發(fā)展。作為建筑行業(yè)從業(yè)人員培養(yǎng)主力軍的建筑工程技術(shù)專業(yè)，BIM技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用勢(shì)在必行。隨著BIM技術(shù)人才的需求不斷增大，BIM人才短缺的問(wèn)題日益加劇，建筑工程技術(shù)專業(yè)如何培養(yǎng)具有BIM技能的人才至關(guān)重要。本文分析了目前BIM技術(shù)在建筑工程技術(shù)專業(yè)課程中的應(yīng)用情況，構(gòu)建基于BIM技術(shù)的教學(xué)模式，并對(duì)該模式下的課程教學(xué)進(jìn)行探索。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)? 建筑工程技術(shù)專業(yè)? 課程教學(xué)? 應(yīng)用探索

中圖分類號(hào)：G4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.24.040

一、BIM技術(shù)介紹

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)是一種多維模型信息集成技術(shù)，從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至建筑全壽命周期的終結(jié)，建筑各項(xiàng)信息集中在一個(gè)模型信息庫(kù)中，建筑的各參與方能夠通過(guò)模型信息庫(kù)進(jìn)行項(xiàng)目的模擬建造和多專業(yè)的協(xié)同工作，能夠?qū)ㄖδ芴匦?、物理特性等提供?shù)字化的承載，實(shí)現(xiàn)可視化表達(dá)。BIM技術(shù)萌芽于20世紀(jì)90年代的美國(guó)，隨后在國(guó)外大范圍推廣流傳。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)也受到了我國(guó)政府和行業(yè)主管部門的高度重視和關(guān)注，并針對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣制定了專門的規(guī)范。BIM技術(shù)的應(yīng)用使工程描述從二維概念轉(zhuǎn)向三維模型，BIM技術(shù)越來(lái)越受到建筑業(yè)界和國(guó)內(nèi)學(xué)者的高度關(guān)注，開始廣泛應(yīng)用于大型公共建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。BIM技術(shù)作為建筑物構(gòu)造及功能特性數(shù)字化表達(dá)的工具，具有數(shù)字信息集成與共享優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用在建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等階段，對(duì)建筑整個(gè)周期展開多維建模，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)，為建筑項(xiàng)目的全程管理以及方案優(yōu)化提供決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)的互相協(xié)調(diào)，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行虛擬建造，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的精細(xì)化管理，為建筑行業(yè)提質(zhì)增效提供保障，已改變?cè)S多國(guó)家的建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等領(lǐng)域的生產(chǎn)管理模式，帶動(dòng)建筑工程領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新。

二、BIM技術(shù)運(yùn)用于建筑工程技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)的意義

將BIM技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際的建設(shè)項(xiàng)目中，需要專業(yè)的BIM技術(shù)人員進(jìn)行操作，只有專門的BIM技術(shù)人員才能讓該技術(shù)的運(yùn)用效果達(dá)到最大化，才能提高建筑行業(yè)的建筑設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理的效率及質(zhì)量。建筑行業(yè)對(duì)BIM技能人才的需求主要集中在BIM標(biāo)準(zhǔn)人才、BIM工具人才和BIM應(yīng)用人才三大類，而BIM應(yīng)用人才是三類人才中需求數(shù)量最大、覆蓋面范圍最廣的，也是目前缺口最大的。高職院校以面向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合技術(shù)技能型人才為己任，在專業(yè)人才的培養(yǎng)中主要培養(yǎng)建筑工程施工行業(yè)中擅識(shí)圖、懂建模、會(huì)造價(jià)、強(qiáng)管理、能創(chuàng)新，懂BIM的應(yīng)用人才。因此，在建筑工程技術(shù)專業(yè)的課程教學(xué)中融入BIM相關(guān)的技術(shù)和技能可以為高職教學(xué)工作的深入開展提供良好的發(fā)展契機(jī)，也為學(xué)生的深度、全面學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展提供支撐，例如，BIM的可視化有助于學(xué)生建立空間感;BIM的可出圖性可以幫助學(xué)生快速規(guī)范出圖;BIM的協(xié)同性有助于學(xué)生多學(xué)科綜合發(fā)展，通過(guò)BIM技術(shù)可以有效地拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間、整合學(xué)習(xí)資源、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率等。

三、BIM技術(shù)在建筑工程技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)中的現(xiàn)狀與問(wèn)題

目前，建筑工程行業(yè)普遍缺乏專業(yè)的BIM技術(shù)應(yīng)用型人才已經(jīng)成為制約我國(guó)建筑信息化發(fā)展的主要瓶頸。而作為建筑工程技術(shù)行業(yè)技能型人才培養(yǎng)基地的高職院校在課程教學(xué)中也存在欠缺和不足。隨著BIM技術(shù)在箭鏃和全生命周期中應(yīng)用的推進(jìn)，校園內(nèi)的課堂教學(xué)模式已落后于行業(yè)的發(fā)展，目前高職院校普遍存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在：（1）BIM教學(xué)師資隊(duì)伍薄弱，專業(yè)人才不足。BIM技術(shù)作為一個(gè)新型的建模方式并不像CAD一樣擁有廣泛的使用群體，很多教師還沒有完全了解或能夠熟練應(yīng)用這一技術(shù)，這就造成了雖然BIM技術(shù)具有增加空間理解力、可視化、可出圖性等一系列優(yōu)點(diǎn)但并沒有普及的一大原因。（2）現(xiàn)今建筑工程技術(shù)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)不斷增加造成專業(yè)課程學(xué)時(shí)嚴(yán)重不足，在課程講解的過(guò)程中增加BIM技術(shù)知識(shí)的講解會(huì)嚴(yán)重影響正常的課程進(jìn)度，而且在課程安排上一般都是在CAD課程之后開設(shè)的，對(duì)于其他專業(yè)課程來(lái)說(shuō)課程安排嚴(yán)重滯后。（3）BIM技術(shù)課程的課堂教學(xué)中，完全按照教材的內(nèi)容進(jìn)行講解和繪制，因?yàn)榻滩脑诰帉憰r(shí)具有一定的局限性，不能反映實(shí)際的案例工程，因此學(xué)生進(jìn)行具體的案例繪制時(shí)有種一看圖紙感覺都會(huì)繪制，自己動(dòng)手卻不知所措的感覺;（4）BIM實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)無(wú)法滿足實(shí)訓(xùn)的需求。BIM建筑信息模型的建立對(duì)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施的要求比較高，其次不同專業(yè)、不同用途的軟件需求也很多，這就造成了BIM實(shí)訓(xùn)室在建造過(guò)程中的成本投入很大，教學(xué)成本較高。受限于高額的成本，相當(dāng)一部分高職院校BIM技術(shù)教學(xué)實(shí)訓(xùn)條件不足，硬件設(shè)施相對(duì)落后，軟件環(huán)境單一，不能進(jìn)行綜合性的BIM技術(shù)應(yīng)用，無(wú)法滿足實(shí)訓(xùn)的需求，無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模的BIM技術(shù)教學(xué)。

四、BIM技術(shù)在建筑工程技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用

1.全面推行仿真教學(xué)模式。在建筑工程技術(shù)專業(yè)的教學(xué)中，BIM技術(shù)是仿真教學(xué)的天然教具，運(yùn)用其一體化、可視化及三維動(dòng)態(tài)仿真展示的特點(diǎn)，建模完成的建筑不僅具有逼真的外觀，更可以對(duì)其性能、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)進(jìn)行仿真模擬，此外利用其可參數(shù)化的特點(diǎn)還能實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)造的變換調(diào)整，并將書面文字信息轉(zhuǎn)換為生動(dòng)立體的可交互式施工現(xiàn)場(chǎng)模擬場(chǎng)景，可有效地解決無(wú)法進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行教學(xué)的困擾，能較好地解決課程理論與實(shí)踐無(wú)法對(duì)接、學(xué)生缺乏空間想象能力的問(wèn)題。因此，可以在三個(gè)維度上使用BIM技術(shù)進(jìn)行課程仿真教學(xué)。首先，要圍繞BIM技術(shù)的三維展示效果建設(shè)BIM教學(xué)資源庫(kù)，將建筑工程技術(shù)專業(yè)課程中所需要用的建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備與安裝等體系放置在資源庫(kù)內(nèi)，在課堂教學(xué)的過(guò)程中可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)用該資源，以進(jìn)行三維的仿真教學(xué)。其次，可以組建基于BIM技術(shù)的整體案例，針對(duì)學(xué)生不同學(xué)習(xí)階段的教學(xué)需求，進(jìn)行案例教學(xué)。此外，還可以整合不同類型的建筑項(xiàng)目類型的模型打造BIM實(shí)踐平臺(tái)，以便學(xué)生在專業(yè)的BIM軟件里面根據(jù)教學(xué)程度進(jìn)行BIM設(shè)計(jì)和工程模擬實(shí)踐，使學(xué)生更好的理解課程內(nèi)容。例如，《房屋建筑學(xué)》這門課程教師在課程講述之前就可以先利用BIM建模技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)和教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)度極大的實(shí)體模型，在課程講述過(guò)程中，以模型為基礎(chǔ)向?qū)W生三維動(dòng)態(tài)展示課程相關(guān)的各個(gè)部位及其形態(tài)，以及在二維及三維中的展現(xiàn)形式。通過(guò)二維和三維動(dòng)態(tài)結(jié)合的教學(xué)模式，不僅可以有效提高學(xué)生的直觀感受和理解力，提升該課程的學(xué)習(xí)效果，更有助于學(xué)生BIM技術(shù)思維的成型，有利于后期BIM技術(shù)建模應(yīng)用的高效開展。

2.以賽促學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加BIM建模技術(shù)相關(guān)的技能競(jìng)賽。積極鼓勵(lì)學(xué)生參加相關(guān)的BIM建筑設(shè)計(jì)和建模方面的技能競(jìng)賽，并給予相應(yīng)的賽前培訓(xùn)和指導(dǎo)，讓學(xué)生在參加競(jìng)賽的過(guò)程中通過(guò)集中的BIM技能的強(qiáng)化學(xué)習(xí)一方面可以幫助學(xué)生提高建筑設(shè)計(jì)和建模能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力;另一方面通過(guò)技能競(jìng)賽可以更快速、熟練地掌握BIM相關(guān)軟件的操作，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到利用BIM技術(shù)相關(guān)軟件解決建筑工程技術(shù)相領(lǐng)域問(wèn)題的便利。同時(shí)通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)建立真實(shí)的建筑模型或施工模擬，讓學(xué)生體會(huì)自主完成真實(shí)任務(wù)的激動(dòng)和興奮。同時(shí)，通過(guò)指導(dǎo)和帶領(lǐng)學(xué)生參加技能競(jìng)賽，教師也可以在此過(guò)程中得到一定的學(xué)習(xí)，既能為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)積攢應(yīng)用實(shí)例，查漏補(bǔ)缺，了解自身在相關(guān)領(lǐng)域的缺陷和不足，也能增加自身指導(dǎo)和帶領(lǐng)學(xué)生參加比賽的經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到以賽促教、以賽促學(xué)的目的。

3.加強(qiáng)校內(nèi)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)，強(qiáng)化校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。建筑工程技術(shù)專業(yè)課程在BIM技術(shù)方面的完善除了上述三個(gè)維度的教學(xué)內(nèi)容整合外，還可以通過(guò)創(chuàng)建資源庫(kù)的形式實(shí)現(xiàn)。教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)一方面可以減少由于教材的內(nèi)容滯后，無(wú)法與最新的教學(xué)需求緊密聯(lián)系所產(chǎn)生的影響;另一方面學(xué)生可以運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)設(shè)置隨時(shí)隨地的查詢教學(xué)資源庫(kù)的知識(shí)點(diǎn)講解和實(shí)例模型的創(chuàng)建方法，有利于學(xué)生根據(jù)自身學(xué)習(xí)進(jìn)度查漏補(bǔ)缺、助力學(xué)習(xí)，在一定的程度上增加學(xué)生BIM技能知識(shí)的融會(huì)貫通，學(xué)以致用。此外，建筑工程技術(shù)專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)決定了實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)學(xué)以致用、學(xué)以會(huì)用的重要環(huán)節(jié)，因此BIM技術(shù)相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是非常重要的。針對(duì)BIM教學(xué)設(shè)施不完善這一問(wèn)題，也可以通過(guò)加強(qiáng)校企合作，積極進(jìn)行校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地聯(lián)合共建來(lái)解決，運(yùn)用企業(yè)已有的相關(guān)設(shè)施和設(shè)備完善課程教學(xué)需求，同時(shí)還可以實(shí)施企業(yè)導(dǎo)師聘任制度，促進(jìn)對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，探索多樣化實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，最大限度地發(fā)揮實(shí)訓(xùn)基地教學(xué)資源的利用率，切實(shí)提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，通過(guò)校內(nèi)外的聯(lián)合教學(xué)保障學(xué)生優(yōu)質(zhì)高效地完成實(shí)踐實(shí)訓(xùn)。

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