張歡 王亞利

摘 要：本文提出了以培養(yǎng)專業(yè)能力為主，以BIM軟件為核心的教學(xué)模式，可以讓學(xué)生通過建模進(jìn)入全真模擬施工現(xiàn)場，貫穿于建設(shè)工程項(xiàng)目的全壽命周期，充分調(diào)動學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，并能靈活應(yīng)用到實(shí)際工程中去。

關(guān)鍵詞：BIM；系統(tǒng)化；培養(yǎng)方案

隨著時代的進(jìn)步，建筑行業(yè)也慢慢進(jìn)入了數(shù)字化時代。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，將推動高校建筑行業(yè)的更新。建筑工程技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)專業(yè)能力為主，本文提出以BIM軟件為核心的教學(xué)模式，改善之前傳統(tǒng)的教學(xué)模式，可以讓學(xué)生通過建模進(jìn)入全真模擬施工現(xiàn)場，模擬施工全過程，對理論學(xué)習(xí)有進(jìn)一步的理解并掌握，在此基礎(chǔ)上，大范圍推廣這種培養(yǎng)模式的應(yīng)用。

1 研究現(xiàn)狀

[JP+1]建筑行業(yè)是一個需理論聯(lián)系實(shí)際的技能型行業(yè)，實(shí)踐性很強(qiáng)，需親身經(jīng)歷，慢慢積累經(jīng)驗(yàn)，而現(xiàn)在的高等教育培養(yǎng)往往選用班級授課制，分課程學(xué)習(xí)，以理論課程為主，實(shí)踐學(xué)習(xí)為輔的方式。在整個培養(yǎng)過程中，沒有將專業(yè)知識連貫化、體系化，不能正確的引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，為將來的實(shí)習(xí)、就業(yè)留下隱患。[JP]

BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling），是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型建立的。BIM是近年來建筑行業(yè)研究和試運(yùn)行的熱點(diǎn)，它不是簡單的將數(shù)字信息進(jìn)行集成，而是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，并可以用于建筑設(shè)計(jì)、造價、管理的數(shù)字化方法；BIM包括3D/4D/5D模型，將此技術(shù)應(yīng)用于建筑工程的集成管理環(huán)境，可以提高項(xiàng)目全壽命周期的管理化程度并彌補(bǔ)施工過程中的技術(shù)漏洞等問題。，可以使建筑工程在其整個進(jìn)程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險。

近年來，BIM在國內(nèi)外的建筑該行業(yè)中逐漸受到重視，而能夠熟練掌握BIM的人才在業(yè)內(nèi)卻嚴(yán)重缺乏，現(xiàn)在的高校培養(yǎng)模式遠(yuǎn)不能適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展趨勢，BIM技術(shù)的最大挑戰(zhàn)是專業(yè)人員缺乏足夠的培訓(xùn)，缺少BIM專業(yè)人才已經(jīng)成為建筑應(yīng)用該技術(shù)的最大顯著因素。因此，解決BIM人才缺乏問題的根本在于高校的BIM教學(xué)改革。基于BIM在本行業(yè)的發(fā)展前景，將BIM引入相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中已勢在必行，以此來提高建筑工程技術(shù)專業(yè)在本行業(yè)畢業(yè)生中的綜合競爭力。

建筑信息模型BIM技術(shù)的出現(xiàn)，使建筑行業(yè)的項(xiàng)目模式發(fā)生了很大的改變，它改善了建筑行業(yè)在全壽命期間運(yùn)作過程中的一些技術(shù)漏洞，能夠有效的完善建設(shè)工程項(xiàng)目的各個管理系統(tǒng)，加強(qiáng)縱橫工作流之間的交流和溝通，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命周期的信息管理，有效運(yùn)用信息化、可視化、模擬化的特色，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程的預(yù)演過程。

2 BIM（建筑信息模型）的影響

2.1 對建筑行業(yè)的影響

在建筑工程整個生命周期中，建筑信息模型可以實(shí)現(xiàn)集成管理，因此這一模型既包括建筑物的信息模型，同時又包括建筑工程管理行為的模型。將建筑物的信息模型同建筑工程的管理行為模型進(jìn)行完美的組合。因此在一定范圍內(nèi)，建筑信息模型可以模擬實(shí)際的建筑工程建設(shè)行為，例如：建筑物的日照、外部維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱狀態(tài)等[1]。

同時BIM可以四維模擬實(shí)際施工，以便于在早期設(shè)計(jì)階段就發(fā)現(xiàn)后期真正施工階段所會出現(xiàn)的各種問題，來提前處理，為后期活動打下堅(jiān)固的基礎(chǔ)。在后期施工時能作為施工的實(shí)際指導(dǎo)，也能作為可行性指導(dǎo)，以提供合理的施工方案及人員，材料使用的合理配置，從而來最大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源合理運(yùn)用。

2.2 BIM對建筑工程技術(shù)專業(yè)課程的影響

建筑工程技術(shù)專業(yè)所設(shè)課程環(huán)節(jié)分為理論課程環(huán)節(jié)和實(shí)踐課程環(huán)節(jié)，BIM軟件對本專業(yè)的影響在這兩個環(huán)節(jié)中均有體現(xiàn)。

2.2.1對實(shí)踐課程的影響

斯維爾作為國內(nèi)BIM軟件的引領(lǐng)者和實(shí)踐者，提供涵蓋設(shè)計(jì)院、房地產(chǎn)企業(yè)、施工企業(yè)、造價咨詢企業(yè)、電子政務(wù)等領(lǐng)域的全生命周期BIM解決方案，幫助建筑設(shè)計(jì)師、造價師、建造師共享數(shù)據(jù)信息，減少錯誤和重復(fù)勞動，降低工程成本。

通過BIM-Revit軟件的功能可建立工業(yè)、民用與建筑工程中辦公與生活設(shè)施模型的，如辦公樓、教學(xué)樓、圖書館、居民樓等；建立施工設(shè)施或施工工地臨時設(shè)施的模型，如混凝土攪拌機(jī)械、起重機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、配電線路、消防設(shè)施、排水設(shè)施等[2]。此類模型的快速準(zhǔn)確得建立能夠提高施工工藝的仿真度，并加速施工現(xiàn)場的組織設(shè)計(jì)。

2.2.2 理論課程引入BIM的必要性

根據(jù)BIM軟件的特殊性，結(jié)合建筑工程技術(shù)專業(yè)實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，引入軟件，成立試驗(yàn)室，通過經(jīng)典案例的模擬和剖析，使學(xué)生能夠自己動手，將所學(xué)課堂知識靈活應(yīng)用到整個試驗(yàn)過程，真實(shí)的做到理論和實(shí)踐相結(jié)合，一改傳統(tǒng)教學(xué)模式的特性，也可更大限度的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

通過試驗(yàn)的方式可以使建筑工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生熟練掌握并應(yīng)用BIM-Revit軟件，并在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展到鋼結(jié)構(gòu)工程、砌體工程、道路工程、橋梁與隧道工程等，以便學(xué)生熟悉不同工程中BIM-Revit軟件的不同功能應(yīng)用，從而進(jìn)一步提高對知識的掌握程度。通過建立建筑信息模型，學(xué)生可以對建筑的構(gòu)件、構(gòu)造，施工過程、消防系統(tǒng)等更加熟悉，將模型和實(shí)體進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，從而進(jìn)一步改善提高對于BIM-Revit軟件的應(yīng)用。

除建模以外，BIM技術(shù)中還有3D、4D和5D模塊[3]，在BIM教育的過程中，應(yīng)結(jié)合建筑工程技術(shù)專業(yè)的總體教學(xué)目標(biāo)，合理選擇各類技術(shù)，并按照“教”與“學(xué)”的基本規(guī)律，將其納入現(xiàn)有的課程體系。

3 關(guān)于BIM的課程教學(xué)改革

將BIM引入現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案中，需要與現(xiàn)有的專業(yè)課程進(jìn)行結(jié)合。對于建筑工程技術(shù)專業(yè)而言，能夠引入BIM內(nèi)容的課程包括：建筑制圖與構(gòu)造、房屋建筑學(xué)、建筑材料、建筑CAD、建筑施工等。

由此，建筑工程技術(shù)專業(yè)可以設(shè)置的BIM課程內(nèi)容包括：BIM的發(fā)展與簡介、BIM設(shè)計(jì)、BIM建模、BIM建筑施工、BIM虛擬施工、BIM的質(zhì)量管理、BIM的進(jìn)度管理、BIM的投資控制、BIM與設(shè)施管理、BIM與集成管理等。

3.1 基于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式

新型模式下，將BIM的概念和理論知識引入課堂，其主要方向包括：BIM概念解析、BIM模型主要參數(shù)、3D設(shè)計(jì)模型、4D進(jìn)度模型、5D造價模型[4]。通過這部分的教學(xué)，使學(xué)生掌握BIM的基本知識結(jié)構(gòu)，熟練掌握并了解BIM的基本工具及其使用途徑，學(xué)習(xí)“如何學(xué)習(xí)BIM”的相關(guān)方法。

3.2 基于試驗(yàn)狀態(tài)下的教學(xué)模式

BIM技術(shù)與其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)不同，相比理論知識，實(shí)踐應(yīng)用更加重要，可在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上引入適量學(xué)時的試驗(yàn)環(huán)節(jié)，將BIM知識應(yīng)用到具體的工程實(shí)踐中，實(shí)時的解決一些學(xué)習(xí)上的實(shí)踐性問題，從而真正做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。BIM的試驗(yàn)教學(xué)方向包括：BIM環(huán)境下的工程量的計(jì)算、工程進(jìn)度計(jì)劃編制、施工模擬、3D可視化設(shè)計(jì)文件、空間沖突分析等。在教學(xué)過程中，可以定期設(shè)置課程設(shè)計(jì)來檢驗(yàn)教學(xué)效果。通過進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)Ｊ降膶W(xué)習(xí)，是學(xué)生有效掌握課堂教學(xué)知識并靈活應(yīng)用，學(xué)習(xí)“如何應(yīng)用BIM”的有效途徑。

3.3 專家講座和成果匯報

在前兩者的基礎(chǔ)上，需要引入先進(jìn)的知識經(jīng)驗(yàn)，定期舉行專家講座和成果匯報。這種方式能夠?yàn)榻ㄖこ碳夹g(shù)專業(yè)的學(xué)生提供新視角，進(jìn)一步開闊學(xué)生的眼界，與業(yè)內(nèi)先進(jìn)知識、技術(shù)接軌，進(jìn)而將BIM領(lǐng)域的知識經(jīng)驗(yàn)大程度的提升。這種模式教學(xué)主要從國內(nèi)外BIM技術(shù)的發(fā)展、BIM的先進(jìn)技術(shù)方向進(jìn)行，使學(xué)生進(jìn)一步的掌握BIM技術(shù)對于建筑行業(yè)發(fā)展的影響等，了解當(dāng)前先進(jìn)前沿知識與技術(shù)，從而解決“為什么學(xué)習(xí)BIM”的問題，刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極主動的去掌握探索新的知識。

BIM的三種教學(xué)模式是缺一不可、相輔相成的，通過“為什么學(xué)習(xí)BIM”，“如何學(xué)習(xí)BIM”和“如何應(yīng)用BIM”的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，可有效驗(yàn)證“教學(xué)主導(dǎo)”與“學(xué)生主動性”相結(jié)合的教學(xué)培養(yǎng)模式，提升教學(xué)效果。

4 前景展望

我國建筑市場龐大，參與主體和參與潛能巨大，相信在各方的積極下，BIM技術(shù)必將為我國的建筑業(yè)的科技進(jìn)步發(fā)揮重大的作用。BIM課程的引入，可以使學(xué)生提前進(jìn)入可視化的模擬施工現(xiàn)場，促進(jìn)施工的標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制化，從某種意義上說是為建筑工程項(xiàng)目引入生產(chǎn)線作業(yè)，它可以較少項(xiàng)目一次性帶來的風(fēng)險。

5 結(jié)語

BIM技術(shù)將帶領(lǐng)建筑信息技術(shù)走向更高層次，大大提高建筑工程的集成化、信息化，所以將BIM技術(shù)加入到建筑工程技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案勢在必行，可以與現(xiàn)行的先進(jìn)建筑技術(shù)接軌，改善原有的專業(yè)教學(xué)模式，最大程度的刺激學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，新培養(yǎng)模式的引入能夠更加有效的為我國建筑市場培養(yǎng)符合市場直接需求的專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]周基，張泓.BIM技術(shù)應(yīng)用——Revit建模與工程應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2017.

[2]劉廣文，牟培超，等.BIM應(yīng)用基礎(chǔ)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2013.

[3]張尚，任宏，等.BIM的工程管理教學(xué)改革問題研究（一）——基于美國高校的BIM教育分析[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2015（1）：113-116.

[4]王軼群.BIM技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

作者簡介：張歡（1990-），女，漢族，河南安陽人，碩士，職務(wù)：鄭州工商學(xué)院建筑工程學(xué)院專職教師，研究方向?yàn)榻M合結(jié)構(gòu)。