BIM技術(shù)在建筑設(shè)備課程教學(xué)改革中的應(yīng)用探討

袁 杏 梅 華 龐朝暉

(湖南工學(xué)院，湖南 衡陽 421001)

1 引言

建筑設(shè)備課程，作為一門前沿性和實踐性較強(qiáng)、多學(xué)科交叉型綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在專業(yè)學(xué)習(xí)中越來越受到重視。BIM即建筑信息模型，BIM 技術(shù)在工程中的應(yīng)用十分廣泛，但是在教學(xué)中的應(yīng)用尚處于起步階段。近年來，伴隨大數(shù)據(jù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，各學(xué)科開始嘗試基于大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)學(xué)科案例，打造交叉學(xué)科融合成為高等教育的熱門[1]。針對相關(guān)教學(xué)內(nèi)容明顯滯后于當(dāng)前建筑技術(shù)設(shè)備的發(fā)展、學(xué)生對專業(yè)知識的理解程度不足導(dǎo)致的實踐能力不強(qiáng)等普遍問題，通過利用BIM模型的可視化和協(xié)調(diào)性等優(yōu)點，將其引入到建筑設(shè)備課程中，來增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)知識點的理解和接受能力，逐漸成為探索課程教學(xué)改革的主流方向。

2 BIM技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 BIM 技術(shù)建模輔助教學(xué)

目前，在建筑設(shè)備課程教學(xué)中，部分院校為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式訓(xùn)練方法的短板，有效解決學(xué)生三維空間思維能力不強(qiáng)、施工圖識圖能力方面偏弱的問題，引入運用 BIM 技術(shù)建模建立各個角度的建筑、結(jié)構(gòu)三維模型來幫助學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識。

2.2 BIM技術(shù)植入現(xiàn)有課程

為幫助學(xué)生形成系統(tǒng)、清晰的專業(yè)知識體系，部分院校嘗試在安排教學(xué)計劃時將已有專業(yè)課程都引入 BIM，如工程制圖、房屋建筑學(xué)和建筑材料等，發(fā)揮BIM 技術(shù)在項目整個生命周期中的積極作用。近年來，國內(nèi)部分院校已經(jīng)開始嘗試進(jìn)行BIM教學(xué)改革的探索，有的學(xué)校將BIM技術(shù)融入實踐課中，有的學(xué)校在專業(yè)選修課中增加BIM教學(xué)內(nèi)容[2]。授課教師通過融合BIM技術(shù)，充分展現(xiàn)建筑設(shè)備課程的主要教學(xué)內(nèi)容，可以結(jié)合可視化模型深入淺出、生動形象將專業(yè)知識點進(jìn)行講授，發(fā)揮圖文并茂、情境模擬交融等特點促使學(xué)生更好夯實課程知識理論基礎(chǔ)。

2.3 依托 BIM技術(shù)構(gòu)建VR 施工模型

課程理論教學(xué)無法與生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系在一起，學(xué)生的知識應(yīng)用能力就比較欠缺[3]。受企業(yè)不愿承擔(dān)學(xué)生在校外工程現(xiàn)場大規(guī)模實習(xí)帶來的安全管理隱患、實踐教學(xué)校內(nèi)資源不足等因素的影響，部分院校學(xué)生難以在工程各階段全流程進(jìn)行實習(xí)，教學(xué)的實踐環(huán)節(jié)效果明顯不佳。因此，部分院校在錄制復(fù)雜工程施工現(xiàn)場或分項工程的施工流程VR視頻作為課程線上資源的同時，針對各類型工程建設(shè)項目的不同特點，積極引入BIM技術(shù)來構(gòu)建具體模型，利用其三維可視化等特點來呈現(xiàn)項目建設(shè)全過程，給在校學(xué)生的有效施工生產(chǎn)實習(xí)帶來了一個新途徑。

2.4 BIM技術(shù)融入課程設(shè)計

在建筑設(shè)備課程設(shè)計過程中，管綜設(shè)計時如何提前解決管道與結(jié)構(gòu)及管道之間的碰撞情況，對于不熟悉或沒有完全理解規(guī)范、現(xiàn)場施工知識明顯欠缺的學(xué)生存在一定的難度。而采用BIM技術(shù)后，學(xué)生可以提前進(jìn)行施工模擬，對前期管道碰撞進(jìn)行檢驗，進(jìn)而在管綜設(shè)計時統(tǒng)籌考慮和優(yōu)化凈空方案、管線排布等方面因素。通過結(jié)合BIM技術(shù)的課程設(shè)計，對解決教學(xué)中工程識圖難點，提升學(xué)生空間思維能力，構(gòu)建腦海中的建筑設(shè)備形態(tài)，都起到了積極作用。同時，采用 BIM 技術(shù)與傳統(tǒng)手算方法相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高課程設(shè)計質(zhì)量和學(xué)生動手能力。

3 依托BIM技術(shù)的教學(xué)改革基本目標(biāo)

不同專業(yè)的學(xué)生將走上各自工作崗位，從事不同的工程項目或工作內(nèi)容， 工作模式差異性明顯，因此應(yīng)結(jié)合社會、企業(yè)對人才培養(yǎng)的要求適時修訂建筑設(shè)備課程教學(xué)大綱。在課程安排和講授上，選派教學(xué)和實踐經(jīng)驗豐富的相關(guān)學(xué)科教師形成團(tuán)隊，采用跨學(xué)科融合教學(xué)模式，引入BIM 技術(shù)對實際相關(guān)工程實例進(jìn)行建模，使學(xué)生由被動化主動，改進(jìn)教學(xué)效果。幫助學(xué)生了解BIM技術(shù)的重要性、發(fā)展趨勢以及在建筑工程全過程中的系統(tǒng)應(yīng)用，掌握使用BIM技術(shù)軟件，Revit和Magic-CAD等。

4 依托BIM技術(shù)的課程教學(xué)改革措施探討

4.1 優(yōu)化課程安排改善教學(xué)效果

依托BIM技術(shù)的建筑設(shè)備課程，可分別結(jié)合三到五個具體案例，充分利用設(shè)備安裝模型的三維可視等優(yōu)點來輔助教學(xué)，把給排水、暖通和電氣等主要課程內(nèi)容講深、說透。因為選取的教學(xué)案例多為學(xué)生所熟悉或關(guān)注的建筑物，講授時學(xué)生興趣更高、互動性更強(qiáng)，教學(xué)聯(lián)系實際來串聯(lián)起各個知識點，圍繞案例逐層解析，以解析問題為主，學(xué)習(xí)效果更好。為促進(jìn)學(xué)生牢固掌握基本專業(yè)理論知識，圍繞BIM模型來提升學(xué)生的空間認(rèn)識能力，可組織學(xué)生到項目現(xiàn)場進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，增強(qiáng)教學(xué)效果。

4.2 任務(wù)驅(qū)動轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式

在建筑設(shè)備課程教學(xué)中增加課程設(shè)計權(quán)重。學(xué)生采用小組形式設(shè)計一個低層住宅建筑設(shè)備工程，利用天正軟件繪制出設(shè)備平面圖等一系列相關(guān)二維圖紙。部分學(xué)生有一定Revit基礎(chǔ)，可以在課程設(shè)計中以Revit-MEP為平臺來運用BIM技術(shù)，直接導(dǎo)入相應(yīng)的Magic-CAD文件進(jìn)行編輯，虛擬構(gòu)建出建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備等模型，課程設(shè)計變得更直觀、簡捷和高效。學(xué)生通過小組任務(wù)能夠了解具體項目，而且可以虛擬仿真模擬工程。

4.3 融合規(guī)范講解培養(yǎng)專業(yè)思維

結(jié)合各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，針對BIM技術(shù)特點，在不改變建筑設(shè)備課程性質(zhì)前提下，適時對課程設(shè)置內(nèi)容上進(jìn)行融合、調(diào)整增加涉及行業(yè)的新規(guī)范。BIM實踐教學(xué)要結(jié)合規(guī)范進(jìn)行授課，知識點講解時要充分整合和提煉，不斷增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)思維。

4.4 創(chuàng)新課程教學(xué)形式

實行教學(xué)模式的創(chuàng)新是進(jìn)一步深化基于BIM技術(shù)在建筑類專業(yè)教學(xué)改革的總?cè)蝿?wù)，創(chuàng)新教學(xué)模式的關(guān)鍵主要在于處理好教師主導(dǎo)和學(xué)生互動的關(guān)系[4]。針對BIM技術(shù)在本課程教學(xué)中的特點，除了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)外，還可根據(jù)需要采取問題式、實物式、現(xiàn)場式、案例式及講座式教學(xué)等不同形式。通過采用多形式的課程教學(xué)，引導(dǎo)傳統(tǒng)課堂中的認(rèn)知性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變到實踐性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的課堂中的體驗性學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和專業(yè)素養(yǎng)，為今后提高課程教學(xué)改革實效性，摸索出適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)模式提供參考。

4.5 采用多樣化考核方法

在課程教學(xué)改革中，應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容劃分進(jìn)行靈活考核，可采用筆試、平時作業(yè)、論文以及實踐內(nèi)容考核等多種考核辦法。筆試考核次數(shù)可適當(dāng)增加，確保學(xué)生掌握理論知識的系統(tǒng)性與完整性。平時作業(yè)主要考核具有建筑構(gòu)造背景和建筑設(shè)備特點的知識點等內(nèi)容，可利用學(xué)校課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)等平臺進(jìn)行，提升學(xué)生分析解決實際工程問題的能力。論文考核提倡以綜合性、非標(biāo)準(zhǔn)答案的形式完成，側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識歸納梳理。實踐內(nèi)容考核以實際工程案例為主，通過理論知識與實踐的有效融合，來不斷增強(qiáng)學(xué)生對本課程相關(guān)知識的興趣。

5 結(jié) 語

隨著BIM技術(shù)在建筑設(shè)備課程中的地位不斷凸顯，教學(xué)改革也應(yīng)緊跟學(xué)科發(fā)展趨勢和社會需求來與時俱進(jìn)。作為授課教師，要積極探索課程教學(xué)與BIM技術(shù)應(yīng)用之間的關(guān)聯(lián)點，持續(xù)深化課程的教學(xué)內(nèi)容、范圍、深度、教學(xué)組織形式以及考核方法等方面的改革措施，努力把課程整體教學(xué)和應(yīng)用水平推向新高度。