BIM視野：高職土建專業(yè)課改困境的突圍之道

摘要：BIM是建筑業(yè)信息化的大勢(shì)所趨，必將導(dǎo)致工程項(xiàng)目管理流程的再造。如何應(yīng)用BIM技術(shù)提升人才培養(yǎng)質(zhì)量是高職土建專業(yè)面臨的新課題，BIM的5D模型（3維尺度+施工進(jìn)度+工程造價(jià)）是高職土建專業(yè)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)施課程項(xiàng)目化教學(xué)的最佳載體。

關(guān)鍵詞：BIM；高職教育；項(xiàng)目化課程；土建專業(yè)；多維信息模型

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）33-0216-02

2013年8月，城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，風(fēng)生水起，滬港等發(fā)達(dá)城市的多個(gè)重點(diǎn)工程已經(jīng)應(yīng)用BIM技術(shù)。清華、同濟(jì)等國(guó)內(nèi)土建專業(yè)辦學(xué)力量一流的少數(shù)高校已經(jīng)開(kāi)設(shè)BIM專業(yè)。對(duì)國(guó)內(nèi)開(kāi)設(shè)土建專業(yè)的高職而言，BIM還是一個(gè)相對(duì)陌生的事物。高職提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的主要途徑之一是項(xiàng)目化教學(xué)，對(duì)BIM基本內(nèi)涵辨析之后，不難發(fā)現(xiàn)BIM的5D模型就是土建專業(yè)項(xiàng)目化教學(xué)的最佳載體。

一、BIM的基本內(nèi)涵辨析

BIM（Building Information Modeling）是CAD基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多維建筑信息模型技術(shù)。當(dāng)前BIM有5D、6D、7D等類型，其中5D為基礎(chǔ)，何謂5D？首先幾何尺度一定是3D，看起來(lái)和分析研究就跟實(shí)際建筑物一樣直觀；其次Modeling≠molde，隨著方案設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過(guò)程，模型動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地成長(zhǎng)，把時(shí)間進(jìn)度與3D集成起來(lái)就是4D，此時(shí)建筑物可以按照建造順序顯示；最后再與造價(jià)信息集成就是5D，此時(shí)建筑物每個(gè)時(shí)間段所需要的資金會(huì)根據(jù)施工階段自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。需要指出，即便是3D，BIM與CAD也有本質(zhì)區(qū)別。BIM如同EXCEL，CAD如同WORD，同樣報(bào)表放在WORD和EXCEL里面看起來(lái)一樣，但數(shù)據(jù)變起來(lái)卻是天壤之別，WORD表格關(guān)聯(lián)數(shù)字的改變需人工逐個(gè)操作，EXCEl中所有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)則會(huì)自動(dòng)調(diào)整。CAD是建筑設(shè)計(jì)的第一次革命，BIM則是建筑設(shè)計(jì)的第二次革命，BIM3D模型可自動(dòng)生成2D平立剖，在BIM模型中的任何修改，平立剖都會(huì)自動(dòng)發(fā)生相應(yīng)的改變。CAD的順序是“設(shè)計(jì)師大腦中三維、圖紙上二維、施工人員大腦中三維、三維物體”，而B(niǎo)IM則可簡(jiǎn)化為“設(shè)計(jì)師大腦中三維、模型中三維、三維物體”。BIM時(shí)代可對(duì)照直觀3D模型施工，晦澀難懂的2D圖形只是在特殊情況下才會(huì)由3D模型自動(dòng)輸出的一種信息。BIM不僅是建筑設(shè)計(jì)的革命，BIM必將導(dǎo)致包括“方案設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、施工監(jiān)理、竣工驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)”在內(nèi)的整個(gè)項(xiàng)目全壽命周期管理流程的革命。以民用項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)至少有建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣等，此前這些專業(yè)分工很清晰，合作很模糊，單獨(dú)看每個(gè)專業(yè)圖紙是對(duì)的，但是合在一起肯定出問(wèn)題，協(xié)調(diào)會(huì)反復(fù)開(kāi)，設(shè)計(jì)變更相當(dāng)頻繁，施工反復(fù)中斷，工期推延，索賠更是家常便飯。至于竣工圖，在設(shè)計(jì)原圖上修改，能否沒(méi)有遺漏地準(zhǔn)確記錄每一個(gè)變更只有天知道。BIM時(shí)代上述問(wèn)題迎刃而解，業(yè)主聘請(qǐng)BIM咨詢師（新職業(yè)角色），專門幫助業(yè)主創(chuàng)建、管理、更新一個(gè)各專業(yè)都可以使用的BIM模型，結(jié)構(gòu)專業(yè)計(jì)算后，如需調(diào)整，反饋給咨詢師，便于模型及時(shí)更新，其余專業(yè)統(tǒng)統(tǒng)如此，此所謂碰撞檢查，能夠確保業(yè)主準(zhǔn)備好一份解決各種錯(cuò)漏碰缺的圖紙給投標(biāo)方。施工過(guò)程中的任何一個(gè)變更，既能實(shí)時(shí)更新模型，又能實(shí)時(shí)計(jì)算相應(yīng)的成本變化，使得工程結(jié)算更加透明精確。綜上所述，BIM本質(zhì)是一個(gè)建筑造兩遍（先試后建），先虛擬建造一個(gè)模型，能夠早期發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際建造過(guò)程中可能發(fā)生的問(wèn)題，而后指導(dǎo)實(shí)際施工，隨著實(shí)際施工，模型同步可以相應(yīng)更新維護(hù)，業(yè)主最終得到兩個(gè)建筑，一個(gè)真實(shí)，一個(gè)虛擬，后者就好比前者的DNA[1]。從手工繪圖轉(zhuǎn)到CAD，設(shè)計(jì)師是最大收益者，從CAD轉(zhuǎn)到BIM，業(yè)主是最大受益者。相對(duì)各專業(yè)之間的錯(cuò)漏碰缺所造成的損失來(lái)說(shuō)，聘請(qǐng)BIM咨詢師所增加的費(fèi)用只是九牛一毛。建筑市場(chǎng)的所有主體，包括行政管理部門，無(wú)疑都需要BIM提升產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率，但是有誰(shuí)比第一主體“業(yè)主”的需求，更能促進(jìn)BIM的發(fā)展呢？之所以說(shuō)BIM是大勢(shì)所趨，核心理由就在于此。

二、高職土建專業(yè)的課改困境

清華、同濟(jì)等本科院校關(guān)注BIM，側(cè)重點(diǎn)是基礎(chǔ)理論和軟件開(kāi)發(fā)等，高職關(guān)注BIM的落腳點(diǎn)在哪里？筆者認(rèn)為，當(dāng)前高職土建專業(yè)面臨一個(gè)新課題，這就是“如何應(yīng)用BIM提升人才培養(yǎng)質(zhì)量”的問(wèn)題，在探討新問(wèn)題之前，有必要把BIM暫時(shí)放在一邊，重點(diǎn)厘清，高職土建專業(yè)所面臨的項(xiàng)目化課程改革的老問(wèn)題。為什么要項(xiàng)目化課程改革？這個(gè)問(wèn)題的邏輯起點(diǎn)是學(xué)生思維特點(diǎn)（系統(tǒng)輸入），終點(diǎn)則是人才培養(yǎng)目標(biāo)（系統(tǒng)輸出）。研究表明，高職學(xué)生的形象思維高于抽象思維。擅長(zhǎng)形象思維的人適合從具體的工作實(shí)踐展開(kāi)學(xué)習(xí)。項(xiàng)目化課程是“教、學(xué)、練”一體化，學(xué)中做、做中學(xué)[2]。項(xiàng)目化課程既符合高職學(xué)生的思維特點(diǎn)，又符合高職人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，項(xiàng)目化課程是高職提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的主要途徑，這一點(diǎn)已經(jīng)成為業(yè)界共識(shí)。當(dāng)前高職項(xiàng)目化課程改革的主要障礙，不是最初的教學(xué)理念落后等主觀問(wèn)題，而是項(xiàng)目難以選擇的客觀問(wèn)題。土建專業(yè)課程項(xiàng)目難以選擇的問(wèn)題尤其突出。機(jī)電專業(yè)、化工專業(yè)可以選擇適合實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手操作的產(chǎn)品，會(huì)計(jì)等文科專業(yè)選擇項(xiàng)目的難度系數(shù)就更低些。唯獨(dú)土建產(chǎn)品體量大，投資高，再財(cái)大氣粗，恐怕也不能準(zhǔn)備一棟建筑，讓學(xué)生建了拆，拆了建。工學(xué)結(jié)合，把學(xué)生帶到工地，半個(gè)學(xué)期下來(lái)，依然處在基坑開(kāi)挖和基礎(chǔ)施工狀態(tài)，學(xué)生沒(méi)有時(shí)間跟蹤某個(gè)在建工程。還有一個(gè)最現(xiàn)實(shí)的安全問(wèn)題，學(xué)生實(shí)訓(xùn)之前買保險(xiǎn)和簽訂安全責(zé)任合同是常見(jiàn)問(wèn)題。一方面，管理層鼓勵(lì)項(xiàng)目化教學(xué)，教師內(nèi)心也認(rèn)同項(xiàng)目化教學(xué)有利于教學(xué)質(zhì)量的提高，另一方面，客觀條件難以進(jìn)行項(xiàng)目選擇，怎么辦？制圖老師讓學(xué)生抄繪施工圖，施工老師讓學(xué)生根據(jù)施工圖編制施工方案，造價(jià)老師讓學(xué)生根據(jù)施工圖編制預(yù)算書(shū)，都是紙上談兵，教學(xué)效果只能停留在教學(xué)文件檢查層面上，文件做得好，評(píng)價(jià)結(jié)論就給得高。諸多教師有著同樣的困惑：土建專業(yè)項(xiàng)目化課改的困境突圍之道在哪里？

三、BIM視野下的項(xiàng)目化課改困境的突圍之道

最近有幸參加某BIM技術(shù)推廣會(huì)，專家介紹5D模型應(yīng)用情形時(shí)，筆者想到一句古詩(shī)：眾里尋她千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處。BIM的5D模型不正是土建專業(yè)一線教師這些年來(lái)苦苦尋找的那個(gè)“她”嗎？BIM首先是3D，這個(gè)3D能自動(dòng)生成2D的平立剖，制圖課程的項(xiàng)目化教學(xué)載體有了，在可視化環(huán)境下，老師帶領(lǐng)學(xué)生在3D和2D之間自由切換，還有什么圖紙不能讀懂；4D包含施工進(jìn)度，建筑物可以按照建造順序顯示，施工課程的項(xiàng)目化教學(xué)載體有了，虛擬建造不存在施工周期問(wèn)題，更不存在安全問(wèn)題；5D包含造價(jià)信息，計(jì)價(jià)課程的項(xiàng)目化載體有了，5D能夠?qū)?yīng)施工階段自動(dòng)生成人工、材料、資金等明細(xì)表，學(xué)生理解工程成本組成還有什么困難！以上僅是單門課程的效果，事實(shí)上，一個(gè)專業(yè)的所有課程的項(xiàng)目化載體，如果采用同一個(gè)BIM模型，綜合效果便凸顯出來(lái)，課程邊界關(guān)系混亂的情況將不復(fù)存在。高職課程體系是基于專業(yè)工作過(guò)程的，BIM將導(dǎo)致工程項(xiàng)目的工作流程再造，可以預(yù)言，BIM也必將導(dǎo)致高職土建專業(yè)課程體系的優(yōu)化和重構(gòu)。課程項(xiàng)目的選擇基本原則是“源于實(shí)踐，高于實(shí)踐”，BIM模型好比真實(shí)建筑的DNA，更加方便“隨人、隨時(shí)、隨地”地使用信息，BIM的5D模型無(wú)疑是土建專業(yè)項(xiàng)目化教學(xué)的最佳載體。BIM技術(shù)應(yīng)用的前景非常光明，但是BIM離真正走進(jìn)高職土建專業(yè)的課堂，還有很長(zhǎng)一段曲折的路要走。不同于CAD的單獨(dú)軟件，BIM是軟件群。發(fā)動(dòng)教師學(xué)習(xí)BIM、組建BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)、調(diào)研如何引進(jìn)BIM核心軟件等，是最基礎(chǔ)的技術(shù)工作。還有一個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題，5D模型哪里來(lái)？讓老師閉門造車難以滿足“源于實(shí)踐、高于實(shí)踐”的要求。事實(shí)上，在購(gòu)買相關(guān)軟件的同時(shí)，順帶收集一些已完工程的5D模型是最方便的途徑，當(dāng)然教師在使用這些來(lái)自真實(shí)工程的BIM模型，隱藏其中相關(guān)商業(yè)秘密是基本前提。教師擁有真實(shí)工程的BIM模型，實(shí)施真正意義上的項(xiàng)目化教學(xué)就是水到渠成的事情。

預(yù)測(cè)3～5年之后，工程領(lǐng)域不知道BIM，就如現(xiàn)在不知道CAD一樣OUT。為了學(xué)生職業(yè)生涯可持續(xù)發(fā)展，高職土建專業(yè)應(yīng)該盡早開(kāi)設(shè)《BIM概論》、《REVIT》之類課程（REVIT建模經(jīng)典軟件，很有可能替代AutoCAD，讓學(xué)生畢業(yè)之前就掌握BIM模型“創(chuàng)建、維護(hù)、使用”一些基本技能等。這方面如果先行一步，高職土建專業(yè)無(wú)疑擁有一份實(shí)實(shí)在在的辦學(xué)特色，BIM對(duì)高職土建專業(yè)來(lái)說(shuō)，既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇！

參考文獻(xiàn)：

[1]何關(guān)培.那個(gè)叫BIM的東西究竟是什么[M].建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]戴士弘.職業(yè)教育課程教學(xué)改革[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

基金項(xiàng)目：常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院2014年院級(jí)教育課題《高職土建專業(yè)的BIM課程開(kāi)發(fā)研究》部分成果。

作者簡(jiǎn)介：徐桂明，江蘇泰州人，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授，一級(jí)建造師。