BIM技術(shù)在土建專業(yè)教學(xué)改革中的應(yīng)用研究*

徐 慧，卜萬奎

(1.菏澤學(xué)院學(xué)報(bào)編輯部，山東 菏澤 274015；2.菏澤學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院，山東 菏澤 274015)

BIM(Building Information Modeling)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，并應(yīng)用于建筑工程中用于模擬建筑工程施工、碰撞檢測(cè)等功能的先進(jìn)技術(shù).BIM技術(shù)連接了建筑生命周期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，是建筑環(huán)境模擬、工程造價(jià)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工管理等多專業(yè)的集成.BIM技術(shù)給我國的建筑工程行業(yè)帶來了一次產(chǎn)業(yè)革命，給建筑行業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)帶來了巨變.國內(nèi)外對(duì)于BIM的研究逐漸趨于成熟，國內(nèi)外的教育也將BIM課程納入到土建專業(yè)中[1～3].

歐美大學(xué)已經(jīng)將BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)納入到了建筑類的課程學(xué)習(xí)中，本科階段為2～3個(gè)學(xué)時(shí)，研究生學(xué)時(shí)數(shù)量有所增加.國內(nèi)的一些知名高校也相繼開展BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)，比如清華大學(xué)在本科階段就開設(shè)BIM基礎(chǔ)課程，同濟(jì)大學(xué)和天津大學(xué)在碩士階段開設(shè)BIM基礎(chǔ)課程.對(duì)于應(yīng)用型大學(xué)而言，開設(shè)BIM課程的學(xué)習(xí)刻不容緩.

1 BIM技術(shù)在高校土建專業(yè)教學(xué)中存在的問題

1.1 適用教材的匱乏

隨著BIM課程在各個(gè)高校的開設(shè)，需要適用配套教材進(jìn)行教學(xué).但由于BIM軟件多樣性的特點(diǎn)，其教材難度不好把握，導(dǎo)致教材的選擇出現(xiàn)困難.另一方面，由于BIM課程是一門新興的課程，很多教材的編寫都不是很全面[4～6]，因此，在選擇適合的教材方面無從下手，導(dǎo)致在教學(xué)工作中缺乏支持與依據(jù).

1.2 BIM課程內(nèi)容不合理

由于BIM是新型的課程，教學(xué)模式和教學(xué)方法不完善，主要存在以下問題：(1)教學(xué)中沒有把實(shí)際工程實(shí)例與理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合，從目前的實(shí)踐教學(xué)來看，部分高校授課的工程實(shí)例未很好的貼近土建專業(yè)實(shí)際，由于課時(shí)的限制，沒有真正的帶學(xué)生去施工現(xiàn)場(chǎng)觀摩，因此學(xué)生也無法跟進(jìn)工程項(xiàng)目并了解項(xiàng)目建筑施工的時(shí)間及建設(shè)過程.(2)對(duì)學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)不夠，土建類專業(yè)對(duì)于理論基礎(chǔ)和實(shí)際操作能力都有很高的要求，但在實(shí)際教學(xué)的過程中，往往出現(xiàn)重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生建筑繪圖能力的缺乏，這恰恰是BIM應(yīng)用中最重要的.

1.3 專業(yè)教師隊(duì)伍的匱乏

BIM課程是一門新興的課程，目前的教學(xué)處于探索階段，專職教師非常匱乏，現(xiàn)有的授課教師缺乏系統(tǒng)的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于BIM課程的教學(xué)還處于摸索階段，師資力量的短缺使得學(xué)生不能全面的、深入的了解BIM.甚至部分教師認(rèn)為BIM課程僅僅是一個(gè)三維的建模，只要將軟件的用法傳授給學(xué)生就可以了，這樣很不利于學(xué)生今后走向社會(huì)對(duì)BIM技術(shù)的使用.

1.4 BIM硬件設(shè)施投入力度不足

隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，很多高校意識(shí)到BIM技術(shù)對(duì)于土木專業(yè)的重要性，由于BIM的許多軟件系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件配置要求較高，受到學(xué)校投入資金的限制，使得BIM實(shí)驗(yàn)室硬件的投入不足.再加上后期還需要對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和維護(hù)管理，這都會(huì)加大學(xué)校經(jīng)費(fèi)的支出.

2 BIM技術(shù)在高校土建專業(yè)中的教學(xué)改革

為了順應(yīng)我國建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，高校應(yīng)積極對(duì)BIM課程進(jìn)行教學(xué)改革，使學(xué)生在走向社會(huì)后更好的應(yīng)用BIM技術(shù).

2.1 土建專業(yè)BIM技術(shù)的分析

由于土建專業(yè)培養(yǎng)的是建筑技能型人才，大部分學(xué)生要投入到生產(chǎn)的一線.因此，這就需要學(xué)生熟練的掌握BIM技術(shù).設(shè)計(jì)單位需要其員工使用Revit等主流軟件完成工程的建模和規(guī)范化出圖，同時(shí)會(huì)利用BIM技術(shù)進(jìn)行一些碰撞的檢查和前期的設(shè)計(jì)優(yōu)化.施工單位需要掌握BIM技術(shù)和建模技能，同時(shí)配合BIM軟件完成施工相應(yīng)的工作，比如對(duì)實(shí)際工程的施工圖深化設(shè)計(jì)、施工方案模擬、專項(xiàng)方案的論證等.運(yùn)營(yíng)維護(hù)單位需要員工會(huì)利用BIM技術(shù)對(duì)物業(yè)進(jìn)行有效管理.構(gòu)建生產(chǎn)廠需要BIM技術(shù)人員熟練掌握數(shù)據(jù)的讀取，并獲得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)，同時(shí)獲得進(jìn)度信息.

2.2 基于BIM課程體系的設(shè)計(jì)

由于BIM軟件具有較好的交互性，更高的繪圖效率及專業(yè)間的協(xié)作性，必須建立一套適和本專業(yè)的全新的課程教學(xué)體系.根據(jù)不同層次專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的不同，建立不同的課程體系.具體如下：根據(jù)建筑行業(yè)對(duì)人才的需求，將人才培養(yǎng)模式劃分為普通型和中、高端型.國內(nèi)的土建專業(yè)一般分為?？坪捅究苾蓚€(gè)培養(yǎng)層次，對(duì)于?？瓢凑掌胀ㄐ团囵B(yǎng)，對(duì)于本科按照中、高端型培養(yǎng).?？茖W(xué)生著重學(xué)習(xí)初級(jí)知識(shí)，主要為BIM的基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)軟件的建模.本科學(xué)生應(yīng)注重將BIM知識(shí)和其他課程整合起來學(xué)習(xí)，把BIM運(yùn)用到專業(yè)課程里面去.實(shí)踐教學(xué)的方式通過課堂教學(xué)和上機(jī)相結(jié)合的方式.課程體系設(shè)計(jì)見表1所示.

表1 土建工程專業(yè)BIM課程體系設(shè)計(jì)

2.3 不同專業(yè)學(xué)習(xí)不同的BIM軟件

土建專業(yè)主要由土木工程，建筑工程技術(shù)，工程造價(jià)，建筑設(shè)備等專業(yè)構(gòu)成.現(xiàn)在大部分高校現(xiàn)有的BIM軟件配置都有限，在學(xué)生系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)的BIM理論知識(shí)之后，根據(jù)專業(yè)方向的不同，側(cè)重講解于專業(yè)相關(guān)的BIM軟件的操作.例如對(duì)于工程造價(jià)專業(yè)的學(xué)生重點(diǎn)講解算量軟件和招投標(biāo)軟件；建筑工程技術(shù)專業(yè)的學(xué)生重點(diǎn)傳授施工管理軟件、施工現(xiàn)場(chǎng)布置軟件等，這樣的教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了最大限度的利用了學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間和現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室安裝的軟件.

2.4 建立不同專業(yè)的BIM協(xié)作教學(xué)模式

在實(shí)際的建筑工程中，施工和設(shè)計(jì)的過程涉及到許多不同的部門，沒有工作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生無法弄懂各部門之間的配合和協(xié)作.建立不同專業(yè)的BIM協(xié)作教學(xué)模式，通過在課堂教學(xué)中引入工程實(shí)例，使學(xué)生更加直觀的了解建筑生產(chǎn)的工作流程.BIM中的協(xié)同工作功能，能夠讓不同專業(yè)的設(shè)計(jì)師進(jìn)行三維的溝通協(xié)作，動(dòng)態(tài)更新修改建筑模型.美國和我國的哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校建立BIM協(xié)作的教學(xué)模式的經(jīng)驗(yàn)，證明是行之有效的教學(xué)模式.將來自不同專業(yè)的學(xué)生分成幾個(gè)小組，給出一個(gè)實(shí)際案例，讓他們運(yùn)用自己學(xué)過的知識(shí)相互協(xié)作，按照步驟完成各自的任務(wù)，共同完成案例.通過這樣一個(gè)過程，學(xué)生既掌握了專業(yè)知識(shí)，也了解了工程案例的全過程，為以后更好的融入到社會(huì)打下基礎(chǔ).

2.5 開展校企合作共建專業(yè)

針對(duì)目前教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足和實(shí)驗(yàn)室硬件配置匱乏和軟件系統(tǒng)不夠全面的困境，可以加大和相關(guān)企業(yè)的合作.通過聘請(qǐng)企業(yè)里面BIM軟件方面的專家到高校來授課這種方式，為學(xué)生進(jìn)入社會(huì)提供了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)；也可以通過企業(yè)注入的資金完善實(shí)驗(yàn)室硬件和軟件的不足.同時(shí)，學(xué)生可以到合作企業(yè)去學(xué)習(xí)，這樣就為企業(yè)儲(chǔ)備了具有相關(guān)技術(shù)的人才，為將來企業(yè)的發(fā)展注入新的血液.

3 結(jié)語

在高校土建類專業(yè)教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前教育發(fā)展的趨勢(shì)，也是行業(yè)發(fā)展的需求.把BIM技術(shù)引入到教學(xué)中是教學(xué)改革發(fā)展的趨勢(shì)所在.BIM技術(shù)的運(yùn)用不但可以讓學(xué)生直觀的感受到實(shí)際工程或構(gòu)件，提高教學(xué)效果，還能使學(xué)生產(chǎn)生興趣，主動(dòng)的去學(xué)習(xí)并應(yīng)用，為國家推廣BIM打下基礎(chǔ).