彭燕

【摘要】BIM虛擬建造技術(shù)不僅在實(shí)際工程領(lǐng)域有著極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，而且在高校人才培養(yǎng)方面同樣具有廣泛的應(yīng)用空間。文章從課程設(shè)置、師資力量、教材及BIM實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)等四個(gè)方面提出以BIM為核心進(jìn)行建筑類專業(yè)人才培養(yǎng)改革，并將BIM應(yīng)用于建筑類專業(yè)主干課程、實(shí)踐教學(xué)體系及畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)等方面，以促進(jìn)BIM虛擬建造技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用和發(fā)展，培養(yǎng)出滿足建筑行業(yè)需求的復(fù)合型人才。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)建筑類專業(yè)人才培養(yǎng)模式實(shí)踐教學(xué)體系

中圖分類號(hào)：G642；TU-4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來，我國建筑業(yè)高速發(fā)展，日益重視自身的科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新，信息技術(shù)成為轉(zhuǎn)變建筑業(yè)發(fā)展方式的重要工具和手段，BIM虛擬建造技術(shù)作為應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，廣泛地出現(xiàn)在建筑行業(yè)的方方面面。故而，為社會(huì)培養(yǎng)并輸送BIM專業(yè)人才成為迫在眉睫的事情，基于BIM虛擬建造技術(shù)的建筑類專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐勢在必行。

BIM虛擬建造技術(shù)簡介

BIM是Building Information Modeling的英文縮寫，即建筑信息模型。BIM虛擬建造技術(shù)應(yīng)用于建筑行業(yè)，通過參數(shù)模型整合建筑鏈條各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在建筑項(xiàng)目籌劃、設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，為各建設(shè)主體提供協(xié)同工作的信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。BIM虛擬建造技術(shù)不僅帶來了現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)步和更新?lián)Q代，也影響了生產(chǎn)組織模式和管理方式的變革，更推動(dòng)了人們思維模式的轉(zhuǎn)變。在住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2016年12月發(fā)布的《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中，指出BIM虛擬建造技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等5大特點(diǎn)，這5個(gè)特點(diǎn)與高校建筑專業(yè)的發(fā)展方向有著高度的契合性。

以BIM為核心的建筑類專業(yè)人才培養(yǎng)改革措施

1.課程設(shè)置

引入BIM技術(shù)到專業(yè)教學(xué)，主要有兩種途徑：一是開設(shè)專門的BIM課程，以BIM理論介紹為主，同時(shí)講授實(shí)務(wù)及軟件操作；二是植入BIM內(nèi)容到現(xiàn)有課程中，同時(shí)利用BIM技術(shù)建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，這樣可以使專業(yè)課程教學(xué)更加形象生動(dòng)。

2.師資力量

師資可以通過四種渠道來解決：一是聘請專家，為專業(yè)課教師及學(xué)生進(jìn)行BIM的專題講座；二是專項(xiàng)課題引導(dǎo)，通過與企業(yè)合作的橫向課題合作及申請省部級(jí)以上的縱向課題，引導(dǎo)專業(yè)教師隊(duì)伍深入研究BIM技術(shù)；三是跨專業(yè)培養(yǎng)，引進(jìn)計(jì)算機(jī)專業(yè)教師，進(jìn)修建筑專業(yè)課程，擴(kuò)大BIM實(shí)訓(xùn)師資力量；四是與專業(yè)化公司合作，通過與BIM專業(yè)公司合作，對(duì)專業(yè)教師進(jìn)行BIM軟件的操作培訓(xùn)。

3.教材配套

可以考慮兩種方式進(jìn)行教材配套：一是選用國內(nèi)外優(yōu)秀的BIM教材直接講授；二是組織教師編寫植入BIM內(nèi)容的專業(yè)課教材，或通過與軟件公司合作編寫更適合的BIM軟件教材。

4.BIM實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)

建立BIM實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，通過營造真實(shí)項(xiàng)目進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、施工和管理教學(xué)，建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室及工程環(huán)境，讓學(xué)生破解工程實(shí)施過程中可能的問題以及基于BIM的有效解決措施。

BIM技術(shù)在建筑類專業(yè)主干課程的應(yīng)用

1.土木工程制圖課程

土木工程制圖是一門具有較強(qiáng)實(shí)踐性的課程，無需學(xué)生死記硬背大量的公式和深?yuàn)W的理論，這門課程的傳統(tǒng)教學(xué)是借助AutoCAD平臺(tái)培養(yǎng)學(xué)生的制圖能力和空間思維能力。但是當(dāng)遇到略復(fù)雜的平面圖，學(xué)生將難以建立清晰完整的三維立體圖形。如果利用BIM技術(shù)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)建虛擬建筑模型，將大量的設(shè)計(jì)信息（構(gòu)件屬性、幾何信息、材料性能等）以4D方式導(dǎo)入相關(guān)分析軟件，制圖模型進(jìn)而得到相應(yīng)的分析結(jié)果。

2.房屋建筑學(xué)課程

房屋建筑學(xué)課程內(nèi)容抽象復(fù)雜，并且知識(shí)點(diǎn)零散繁多。將BIM技術(shù)引入房屋建筑學(xué)課程教學(xué)中，課堂上授課教師通過使用Revit專業(yè)建模軟件搭建BIM模型，將所講內(nèi)容以三維立體模型的形式呈現(xiàn)，這樣就能夠在虛擬三維環(huán)境下迅速發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的沖突，提高了學(xué)生建筑綜合設(shè)計(jì)能力及對(duì)知識(shí)的理解和記憶。

3.鋼結(jié)構(gòu)課程

鋼結(jié)構(gòu)課程涉及材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等力學(xué)的基本知識(shí)，是難度較大的土木工程專業(yè)課程。該課程與BIM虛擬建造技術(shù)相結(jié)合的強(qiáng)大之處在于可以便捷地建立標(biāo)準(zhǔn)鋼框架以及型鋼部分構(gòu)件的模型，將模型的空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的鋼結(jié)構(gòu)4D（3D+Time）模型中，直觀、精確地反映整個(gè)建筑的施工過程。在構(gòu)建模型過程中，學(xué)生可以清晰地看到各構(gòu)件的建立過程及在鋼結(jié)構(gòu)模型中的作用。

4.工程管理課程

工程項(xiàng)目管理是一門偏向管理類的課程，從專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)角度來看，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐及應(yīng)用能力尤為重要。工程項(xiàng)目管理課程旨在培養(yǎng)學(xué)生閱讀施工現(xiàn)場平面圖、合理選擇施工方案、繪制工程流水施工以及編制施工進(jìn)度計(jì)劃表等相關(guān)技能，通過BIM技術(shù)的導(dǎo)入，學(xué)生可對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行可建性模擬，對(duì)重要施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝關(guān)鍵部位及施工現(xiàn)場平面布置等進(jìn)行模擬和分析，利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計(jì)劃進(jìn)行預(yù)演，以提高復(fù)雜建筑體系的可造性，并按時(shí)、日、月進(jìn)行施工安裝方案的分析優(yōu)化，學(xué)生可更加深入地理解工程項(xiàng)目管理的運(yùn)作理念。

基于BIM的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

1.基于BIM工程識(shí)圖與構(gòu)件識(shí)別

通過BIM建模軟件，識(shí)讀建筑與結(jié)構(gòu)施工圖，直接明了地讀懂安裝專業(yè)、市政專業(yè)施工圖，通過學(xué)習(xí)MagiCAD等主流BIM設(shè)計(jì)系統(tǒng)，掌握BIM模型的設(shè)計(jì)要領(lǐng)，完成實(shí)際案例的建模，并結(jié)合BIM三維仿真技術(shù)比對(duì)，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖。

2.基于BIM工程造價(jià)招投標(biāo)綜合訓(xùn)練

通過BIM造價(jià)招投標(biāo)綜合業(yè)務(wù)模擬實(shí)訓(xùn)，熟悉并掌握建筑工程量計(jì)算、工程量清單文件編制、工程計(jì)價(jià)文件編制、招投標(biāo)文件編制、建筑工程合同編制、建筑工程虛擬建造、工程結(jié)算與審核，以及BIM設(shè)計(jì)模型的算量對(duì)接等專業(yè)技能。

3.基于BIM工程項(xiàng)目全過程動(dòng)態(tài)管理

通過BIM平臺(tái)，加強(qiáng)材料管理、鋼筋管理、成本管理等專項(xiàng)管理技能，培養(yǎng)學(xué)生施工組織策劃能力、施工進(jìn)度及成本控制能力，提升其整體的實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目管理能力。

4.基于BIM的虛擬施工仿真訓(xùn)練

利用BIM虛擬建造技術(shù)的三維可視化功能，再加上時(shí)間維度，按照各構(gòu)件的施工工藝進(jìn)行虛擬施工。在市政道路、安裝工程、房屋建筑、市政給排水管網(wǎng)的建造等各種類型工程中進(jìn)行模擬施工，學(xué)生可以有效掌控施工管理。

5.基于BIM的施工方案優(yōu)化

基于BIM的虛擬施工流程由“情景導(dǎo)入”“項(xiàng)目準(zhǔn)備”“制定計(jì)劃”“項(xiàng)目實(shí)施”“信息共享與協(xié)同工作”及“項(xiàng)目展示與評(píng)價(jià)”等六個(gè)環(huán)節(jié)組成，在這六個(gè)環(huán)節(jié)中BIM的最大作用在于找到最優(yōu)的施工方案。

BIM虛擬建造技術(shù)在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用BIM技術(shù)去解決實(shí)際工程問題的能力，讓學(xué)生對(duì)建筑設(shè)計(jì)和施工內(nèi)容、施工全過程有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)，主要包括工程制圖、理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等?？稍O(shè)置基于BIM的招標(biāo)控制價(jià)文件編制、基于BIM的三維建模及模擬動(dòng)畫、基于BIM的技術(shù)標(biāo)編制、基于BIM的招投標(biāo)管理、基于BIM施工過程管理等題目的畢業(yè)設(shè)計(jì)，將學(xué)生的畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)合起來，畢業(yè)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，以實(shí)習(xí)的具體工程為實(shí)際施工案例，應(yīng)用BIM技術(shù)將施工流程完整地呈現(xiàn)出來，并且在答辯環(huán)節(jié)增加BIM技術(shù)相關(guān)問題的比重，充分檢驗(yàn)學(xué)生的識(shí)圖能力、鋼筋工程量計(jì)算能力、施工組織方案編制能力、工程項(xiàng)目管理綜合能力等。

結(jié)語

近年來，BIM虛擬建造技術(shù)已經(jīng)在建筑行業(yè)得到了普遍認(rèn)可，高校有必要對(duì)建筑類專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行改革。在傳統(tǒng)的課程中充分利用BIM虛擬建造技術(shù)，建設(shè)多專業(yè)協(xié)作的BIM課程體系，加大BIM實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，進(jìn)行相關(guān)教師的BIM技術(shù)培訓(xùn)，創(chuàng)新BIM教學(xué)方法，促進(jìn)BIM技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用和發(fā)展，從而培養(yǎng)出滿足建筑行業(yè)需求的復(fù)合型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]武彥生等：《BIM虛擬仿真系統(tǒng)在市政工程技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用探討》，《昆明冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)》2016年第4期。

[2]曹建文：《基于BIM的建筑類專業(yè)人才培養(yǎng)改革研究》，《科教導(dǎo)刊》（下旬）2016年第6期。

[3]張尚等：《BIM的工程管理教學(xué)改革問題研究（二）——BIM教學(xué)改革的作用、規(guī)劃與建議》，《建筑經(jīng)濟(jì)》2015年第2期。

[4]王建超等：《BIM技術(shù)在建筑類高校專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用探索——以沈陽建筑大學(xué)為例》，《高等建筑教育》2017年第2期。

[5]張現(xiàn)林等：《基于BIM虛擬建造技術(shù)的土建類專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究》，《職業(yè)教育研究》2013年第6期。

作者單位：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程分院陜西楊凌