基于1+X建筑信息模型課證融通的探索與實(shí)踐★

高文潔

(內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024005)

1 概述

目前，建工專業(yè)的教師，幾乎都能熟練的使用CAD，在生產(chǎn)力的發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步的今天，終于將人們從手繪圖紙解放出來，原來需要手工繪制的大型圖紙，現(xiàn)在都可以電子出圖了。但是從二維圖紙到建筑實(shí)體的呈現(xiàn)，建筑設(shè)計(jì)到施工始終是粗放型發(fā)展的，這樣就會(huì)造成很多設(shè)計(jì)意圖到施工之間的傳達(dá)錯(cuò)誤[1]，工程設(shè)計(jì)和施工都在返工、變更的不斷修正中才形成了今天我們看到的實(shí)體結(jié)構(gòu)，而BIM技術(shù)的使用改變了現(xiàn)有的狀態(tài)。

建筑信息模型(Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM)是Autodesk公司在2002年率先提出，目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可。它可以幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成，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)，各種信息始終整合在模型信息的數(shù)據(jù)庫(kù)中，充分共享，無損傳遞[2]。BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)有了一定的深度。

目前BIM技術(shù)的應(yīng)用，在工程當(dāng)中還是正在推廣的階段，在教學(xué)當(dāng)中，把BIM技術(shù)融入到教學(xué)當(dāng)中，卻是一個(gè)全新的開始。教育部、國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部、市場(chǎng)監(jiān)管總局聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于在院校實(shí)施“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書”制度試點(diǎn)方案》，部署啟動(dòng)“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書”(簡(jiǎn)稱1+X證書)制度試點(diǎn)工作，首批試點(diǎn)的職業(yè)證書中，建筑信息模型(BIM)職業(yè)技能等級(jí)證書就是其中之一[3]。建筑工程專業(yè)在教學(xué)當(dāng)中應(yīng)用BIM十分重要，企業(yè)需要什么樣的人才，教學(xué)就應(yīng)該向哪方面?zhèn)戎?，否則教學(xué)便與實(shí)踐完全脫節(jié)。本文研究的重點(diǎn)是如何利用BIM虛擬模型，使其更好的服務(wù)于建筑工程專業(yè)課的教學(xué)。

2 建筑信息模型在教學(xué)中應(yīng)用的意義

教師為了讓知識(shí)更加有效的傳遞制作了很多的教具，有實(shí)物、模型、標(biāo)本、儀器、圖表、幻燈片等。為了更好的服務(wù)于教學(xué)，增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)的效果，很多院校積極引進(jìn)設(shè)備、儀器、購(gòu)進(jìn)仿真軟件，這樣做很大程度的解決了學(xué)生的實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)的問題。但教學(xué)資源較為單一，模型較少，仍有很多的教學(xué)問題難以解決。我的建議是將學(xué)校內(nèi)部的典型的建筑，利用BIM技術(shù)制作成虛擬模型，供學(xué)生日常學(xué)習(xí)專業(yè)課程的教具使用，會(huì)收到很好的效果。

具體來說，基于BIM技術(shù)的虛擬模型可解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的以下問題：

1)解決學(xué)生識(shí)圖難的問題。把二維的圖紙轉(zhuǎn)化為三維的實(shí)物，確實(shí)需要學(xué)生有很好的空間想象力及一定的實(shí)物經(jīng)驗(yàn)的積累。但是這確實(shí)需要反復(fù)的實(shí)物和圖紙之間的轉(zhuǎn)換練習(xí)，BIM技術(shù)可以將建筑三維呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，可以二維三維之間輕松的轉(zhuǎn)化，有效的解決了識(shí)圖難的問題。

2)解決學(xué)生學(xué)習(xí)興趣缺失的問題。很多學(xué)生不愿學(xué)是因?yàn)榭床欢畧D紙，如果能夠很好的識(shí)圖，會(huì)提高大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。運(yùn)用建筑信息模型學(xué)生可以隨意剖切模型,想看哪里都能做到，很容易的過了識(shí)圖的這一關(guān)，自然消除了畏難情緒，重拾學(xué)習(xí)的信心。

3)解決學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)安全的問題。

4)解決建筑隱蔽工程不易觀察的問題。建筑信息模型的最大特點(diǎn)是模型的顯現(xiàn)還是隱藏，是否透明都可以隨意操作。例如，你可以將隱藏在混凝土中的鋼筋完全暴露，只需將混凝土設(shè)為透明的就可以做到。

5)解決學(xué)生融通各專業(yè)知識(shí)難的問題。目前對(duì)于建工專業(yè)的學(xué)生來說，土建和安裝大部分是分開來學(xué)習(xí)的。學(xué)土建專業(yè)的往往并不接觸安裝方面的知識(shí)。但是實(shí)際的施工并非如此，需要各個(gè)專業(yè)相互配合，才能建好整個(gè)工程。設(shè)計(jì)人員更應(yīng)該融通各個(gè)專業(yè)，才能減少設(shè)計(jì)變更，減少施工中的碰撞問題。BIM模型可以將土建、安裝融合在一個(gè)模型中,在電腦上檢查碰撞,可以進(jìn)行施工預(yù)演。有效的打破了專業(yè)之間的壁壘。

利用BIM技術(shù)形成一棟樓的虛擬的三維模型。并將這個(gè)建筑的虛擬模型與建筑專業(yè)中的三大類課程中識(shí)圖、施工、計(jì)量與計(jì)價(jià)的課程相結(jié)合解決教學(xué)中的難題。其主要優(yōu)點(diǎn)有：一是建筑信息模型可以隨意剖切，內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)可詳細(xì)觀察。二是建筑信息模型可以與VR結(jié)合，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感。三是建筑信息模型可以實(shí)現(xiàn)輕量化，手機(jī)掃碼即可動(dòng)態(tài)觀察。四是建筑信息模型還可以二次開發(fā)，將機(jī)電模型與此模型結(jié)合、深化全專業(yè)設(shè)計(jì)。

現(xiàn)市場(chǎng)上常用的BIM教學(xué)虛擬VR軟件和仿真軟件價(jià)格都很貴[4]。教師自己創(chuàng)作建筑信息模型(BIM方面的人才很少，需要提前培訓(xùn)教師[5])，將為學(xué)校節(jié)約購(gòu)買初期軟件以及后期升級(jí)維護(hù)的費(fèi)用，同時(shí)建筑信息模型可以根據(jù)老師和學(xué)生的使用體驗(yàn)及時(shí)改進(jìn)完善。

將建筑的虛擬模型應(yīng)用到建筑專業(yè)的教學(xué)中，可解決很多專業(yè)課程的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)問題，為學(xué)校節(jié)約聯(lián)系實(shí)習(xí)單位所需相關(guān)費(fèi)用。同時(shí)可以利用建筑信息虛擬模型，解決學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)參觀的安全問題，也因此節(jié)省了一部分學(xué)校實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)建設(shè)經(jīng)費(fèi)的投入。建筑信息模型可以通過軟件在VR設(shè)備上輸出，從而達(dá)到學(xué)生身臨其境的感覺，可以節(jié)省學(xué)校搭建部分真實(shí)施工節(jié)點(diǎn)的費(fèi)用。

如果教師用好建筑信息模型，自身專業(yè)水平將會(huì)有很大的提高，可節(jié)省部分教師外出培訓(xùn)費(fèi)用等。

3 BIM與專業(yè)課程融合

1)利用Fuzor漫游的方式讓學(xué)生對(duì)項(xiàng)目有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)?？山鉀Q學(xué)生識(shí)圖的問題。尤其是對(duì)于空間想象力不太好的學(xué)生，BIM模型可有效的將二維圖紙轉(zhuǎn)換換成三維的模型，提升學(xué)生的識(shí)圖水平。同時(shí)，可以隨時(shí)觀摩施工技術(shù)中的各類節(jié)點(diǎn)，也避免了學(xué)生到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患。學(xué)生在校期間，許多的專業(yè)知識(shí)的理解需要學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，實(shí)訓(xùn)，而施工單位不愿意接受去現(xiàn)場(chǎng)的學(xué)生，也是主要考慮學(xué)生的安全，而BIM模型可以讓一些復(fù)雜節(jié)點(diǎn)360°呈現(xiàn)或隱蔽的節(jié)點(diǎn)完全暴露。

2)利用廣聯(lián)達(dá)BIM施工現(xiàn)場(chǎng)布置軟件，可讓學(xué)生貼近真實(shí)的感受現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地布置情況，并提出優(yōu)化方案，使原本枯燥的《施工組織》課程變得生動(dòng)有趣。

3)利用Revit模型和廣聯(lián)達(dá)計(jì)量計(jì)價(jià)軟件對(duì)工程進(jìn)行算量和報(bào)價(jià),完成《計(jì)量與計(jì)價(jià)》的課程實(shí)訓(xùn)。

4)利用廣聯(lián)達(dá)計(jì)量軟件對(duì)工程中鋼筋進(jìn)行算量，有效的解決了鋼筋識(shí)圖和算量的問題。并將此項(xiàng)目應(yīng)用到《計(jì)量與計(jì)價(jià)》課程的理論和實(shí)訓(xùn)的教學(xué)中，教學(xué)效果會(huì)明顯提升。

總之把BIM軟件與專業(yè)課程中的識(shí)圖、造價(jià)、施工技術(shù)、施工組織的課程融合在一起，可以有效的解決學(xué)習(xí)興趣不濃、知識(shí)單一、孤立，立體三維想象力差等問題。最終重塑培養(yǎng)方案，優(yōu)化融合課程，推進(jìn)協(xié)同作業(yè)，打破專業(yè)壁壘。BIM不是一個(gè)軟件，也不是幾個(gè)軟件，而是一群軟件，每個(gè)軟件都有各自的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，我們只要取其有利的軟件服務(wù)我們的教學(xué)就會(huì)收到意想不到的效果。需要老師多掌握幾種BIM軟件，開發(fā)軟件的功能，讓BIM更好的服務(wù)我們的教學(xué)。目前建工專業(yè)課講授中識(shí)圖、施工技術(shù)、施工組織三門專業(yè)課程常用到的BIM軟件有Revit，Navisworks，F(xiàn)uzor，廣聯(lián)達(dá)的場(chǎng)布四類軟件；計(jì)量與計(jì)價(jià)主要用到廣聯(lián)達(dá)相應(yīng)的軟件。

4 輕量化輸出建筑信息模型

利用建筑信息模型的輕量化輸出，讓每一個(gè)學(xué)生手機(jī)端就可以輕松查看模型，解決識(shí)圖的問題。

BIM相對(duì)來說是比較完美的模型設(shè)計(jì)軟件，它是一群軟件的結(jié)合體，在制作建筑信息模型的過程中，需要占用大量的磁盤運(yùn)行空間，一個(gè)普通的5 000 m2左右的辦公樓，正常的辦公電腦到后期會(huì)非?？D而無法運(yùn)行，更談不上渲染效果了，模型對(duì)硬件的極端要求使得一般老師的辦公電腦根本就無法驅(qū)動(dòng)，更別提學(xué)生電腦了，一些老師即使安裝了BIM軟件，迫于卡頓也很少打開，那么我們?yōu)槭裁匆ù罅康臅r(shí)間占用大量的硬件資源去開發(fā)建筑信息化模型呢。建筑信息模型的專業(yè)融合效果非常好，這是所有接觸BIM的人都有目共睹的。只要教師把建筑信息模型制作出來，就可以通過BIMface把模型大眾化輸出。不過你如果真的想看BIM的整個(gè)模型，只好安裝BIM軟件，才能查看原模型，同時(shí)實(shí)現(xiàn)BIM模型的二次開發(fā)。

5 建筑信息模型與VR,AR結(jié)合

建筑信息模型與VR，AR結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感,更好的解決識(shí)圖及算量的問題。

真正的體會(huì)BIM模型的魅力，需要將模型用Fuzor進(jìn)行漫游輸出與VR結(jié)合身臨其境地感受建筑中各個(gè)隱蔽的節(jié)點(diǎn)。還可以讓學(xué)生掃碼之后，在手機(jī)端就輕松地將二維圖紙轉(zhuǎn)化成三維模型，以此激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)的動(dòng)力，更好的學(xué)習(xí)BIM軟件，為今后成為BIM人才打下基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

建筑圖紙被稱為工程的語言，圖紙也從最初的手繪發(fā)展到CAD，現(xiàn)在CAD(二維)又發(fā)展到BIM(三維),BIM作為工程語言，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方、建設(shè)方、質(zhì)檢監(jiān)督部門之間的有效溝通，是每一位工程技術(shù)人員應(yīng)該學(xué)會(huì)的一個(gè)“工具”。

目前，工程上缺口較大的高技能人才也是BIM人才，將BIM融入到專業(yè)課程的日常教學(xué)中，學(xué)生在日常的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中不斷的接觸BIM，一大部分學(xué)生通過輕量化平臺(tái)也開始了解了BIM，開始對(duì)BIM感興趣，學(xué)生們對(duì)建筑信息模型(BIM)職業(yè)技能等級(jí)證書的獲取也會(huì)充滿信心。