BIM技術(shù)在土建類專業(yè)教學(xué)中的探索與應(yīng)用

趙鑫+李萬(wàn)渠+向曉華

（四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，成都 611230）

摘要：建筑信息化模型（BIM）是集工程項(xiàng)目技術(shù)、管理與數(shù)據(jù)處理為一體的技術(shù)，其涵蓋了工程項(xiàng)目的所有內(nèi)容，是建筑行業(yè)一項(xiàng)具有革命性的創(chuàng)新技術(shù)。目前BIM技術(shù)已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)得到應(yīng)用，使其成為建筑工程類專業(yè)人才必備的一項(xiàng)技能，也為高校工程類專業(yè)的課程設(shè)置提出了新的要求。雖然我國(guó)各大高校已經(jīng)將BIM技術(shù)應(yīng)用在工程類專業(yè)教學(xué)的過程中，但是應(yīng)用的過程中還存在一些問題。本文以BIM技術(shù)教育的特點(diǎn)和意義入手，分析現(xiàn)階段BIM技術(shù)在工程類專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并提出相應(yīng)的解決策略，以期為我國(guó)高校的BIM技術(shù)應(yīng)用工作提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；工程類；專業(yè)；教學(xué)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）21-0173-03

引言

近年來(lái)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它是一項(xiàng)通過數(shù)字信息與計(jì)算機(jī)技術(shù)的完美結(jié)合，將工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)通過三維立體的方式顯現(xiàn)出來(lái)，并指導(dǎo)項(xiàng)目施工、維護(hù)運(yùn)行的新技術(shù)。[1]它綜合了建筑工程項(xiàng)目管理和技術(shù)，具有模擬性、可視化、可出圖、優(yōu)化性、協(xié)調(diào)性等特點(diǎn)，隨著其廣泛的應(yīng)用，培養(yǎng)專業(yè)的BIM技術(shù)人才逐漸成為各高校的主要任務(wù)。[2]高校工程類專業(yè)是為我國(guó)培養(yǎng)建筑人才的主要陣地，應(yīng)該積極的將BIM技術(shù)引入到教學(xué)的過程中，加快教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，把握市場(chǎng)的導(dǎo)向和需求，為我國(guó)建筑行業(yè)培養(yǎng)更多專業(yè)素質(zhì)過硬、綜合能力強(qiáng)的專業(yè)人才。

一、BIM技術(shù)教育概述

（一）BIM技術(shù)教育的特點(diǎn)

BIM技術(shù)教育與傳統(tǒng)的建筑工程類專業(yè)教學(xué)模式不同，其需要建筑工程類各個(gè)專業(yè)的學(xué)生之間相互配合，相互協(xié)作。首先建筑工程類各專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，充分掌握本專業(yè)的BIM建模軟件，并對(duì)其他專業(yè)的有初步的了解。在應(yīng)用BIM技術(shù)教學(xué)的過程中，教師需要為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)協(xié)作的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生相互協(xié)作，提倡學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)。通過各專業(yè)學(xué)生之間的協(xié)作進(jìn)行教學(xué)，促進(jìn)各個(gè)專業(yè)知識(shí)的相互融合、相互滲透，發(fā)展學(xué)生的綜合能力，完善建筑工程學(xué)科各專業(yè)之間的課程內(nèi)容，優(yōu)化專業(yè)設(shè)置，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用能力、溝通能力和組織協(xié)調(diào)能力。

（二）BIM技術(shù)教育的意義

BIM技術(shù)涉及建筑工程的設(shè)計(jì)、施工、管理等全部過程，范圍較廣，且在這些方面具有一定的領(lǐng)先性，已逐漸成為未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的方向。當(dāng)今世界各國(guó)已將BIM技術(shù)視為建筑工程專業(yè)人才必備的技能，高校也在不斷的將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程類專業(yè)的教學(xué)中。在高校工程類專業(yè)教學(xué)過程中采用BIM技術(shù)教學(xué)的模式，不僅能夠滿足社會(huì)對(duì)BIM技術(shù)專業(yè)人才的需求，改善高校畢業(yè)生的就業(yè)狀況，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作的能力。通過BIM技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目的模擬設(shè)計(jì)、施工，可以提高學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能的能力，并通過與其他專業(yè)學(xué)生之間的協(xié)作，共同解決專業(yè)難題，使學(xué)生跨專業(yè)學(xué)習(xí)能力、分析問題的能力溝通協(xié)作能力均有所提升。[3]BIM技術(shù)符合現(xiàn)代建筑工程的內(nèi)容復(fù)雜、管理精細(xì)的發(fā)展要求，在高校工程類專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用BIM技術(shù)可以使高校學(xué)生獲得更專業(yè)的技術(shù)知識(shí)，具有多方面的綜合能力，具備更強(qiáng)的職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，為自己創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，指明職業(yè)的發(fā)展方向。

二、BIM技術(shù)在工程類專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）國(guó)內(nèi)BIM軟件開發(fā)技術(shù)不成熟

BIM技術(shù)的關(guān)鍵在于建立用于存放建筑工程幾何或者非幾何數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)可以在工程設(shè)計(jì)、施工、管理的任何一個(gè)階段為工作人員提供所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。[4]一般情況下，建筑工程之間、工程結(jié)構(gòu)之間都存在差異性，工程的施工技術(shù)和方法也各不相同，工程管理過程中的影響因素也不盡相同，這也就需要一個(gè)能夠包含大量工程信息參數(shù)的建筑模型，也就決定了BIM軟件在開發(fā)之初就需要考慮到其能夠含有內(nèi)容較為豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。我國(guó)的BIM技術(shù)起步較晚，目前國(guó)內(nèi)BIM軟件的開發(fā)公司積極地與高校進(jìn)行合作，以不斷的對(duì)軟件的信息庫(kù)建設(shè)進(jìn)行完善。但是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)BIM軟件的開發(fā)技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在差距，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的BIM軟件還無(wú)法實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理信息的系統(tǒng)化，無(wú)法將信息化模型應(yīng)用在設(shè)計(jì)、施工管理的過程中，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程的完整串聯(lián)。[5]BIM軟件開發(fā)技術(shù)使BIM技術(shù)在工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用效果大大降低，阻礙了專業(yè)課程體系的建立課程設(shè)置之間的鏈接和不同專業(yè)之間的互通。

（二）高校BIM應(yīng)用型人才缺失

BIM人才需求結(jié)構(gòu)大致可分為BIM技術(shù)教學(xué)人才、BIM專業(yè)應(yīng)用人才、BIM工具開發(fā)人才、BIM標(biāo)準(zhǔn)制定人才。[6]這些人才需求類型中，專業(yè)應(yīng)用性人才所需范圍廣，需求量大，而所有的這些人才類型的培養(yǎng)，都是以BIM技術(shù)教學(xué)人才為基礎(chǔ)，只有教學(xué)有成效，以滿足社會(huì)需求為目的的人才的培養(yǎng)才能得到根本保障。目前我國(guó)高校工程類專業(yè)的教師在教學(xué)的過程中，沒有建筑項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)踐能力，對(duì)BIM技術(shù)的掌握能力和學(xué)以致用的能力還不夠，缺乏運(yùn)用BIM技術(shù)建設(shè)實(shí)際工程的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致BIM技術(shù)在工程類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中不能有效的開展。

（三）現(xiàn)有高校教學(xué)管理機(jī)制不完善

因高校決策、管理人員的重視度不夠，在實(shí)際教學(xué)中，高校普遍存在重科研、輕教學(xué)的現(xiàn)象。高校教師并未在強(qiáng)有力的管理機(jī)制約束中對(duì)教學(xué)工作投入精力，而更多的高校多注重教師的科研成果，對(duì)實(shí)際教學(xué)成果未設(shè)有相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系，對(duì)實(shí)踐教學(xué)工作的展開未提供足夠支持，這在一定程度上抑制了高校的教學(xué)發(fā)展。其次，高校課改所面臨的問題有很多，尤其是課改經(jīng)費(fèi)的問題，在BIM技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中，課改經(jīng)費(fèi)未能支撐實(shí)際的經(jīng)費(fèi)開支，影響了高校的BIM教學(xué)效率。即使國(guó)內(nèi)一流高校在教學(xué)設(shè)備方面優(yōu)先于其他高校，但并不能實(shí)現(xiàn)資源的共享，導(dǎo)致全國(guó)各所高校的工程管理專業(yè)未能有完整的設(shè)備滿足專業(yè)課題的實(shí)踐教學(xué)所用。[7]

（四）BIM教學(xué)課程設(shè)置不合理

現(xiàn)階段我國(guó)高校對(duì)工程類專業(yè)BIM課程的設(shè)置還處于探索的階段，雖然一些高校對(duì)課程進(jìn)行了重組設(shè)置與創(chuàng)新，如某高校在水利、土建工程中設(shè)置虛擬沙盤、修建水庫(kù)樞紐實(shí)訓(xùn)基地等。由于水利、土建工程的BIM設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜、龐大的系統(tǒng)，需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理才能顯示出其優(yōu)勢(shì)，這些虛擬的工程都較簡(jiǎn)單，學(xué)生在實(shí)際運(yùn)用BIM技術(shù)的過程中并不能發(fā)揮其全部功能，領(lǐng)略不到其的強(qiáng)大，也無(wú)法感受到工程的復(fù)雜性。此外，部分高校過于重視BIM軟件的理論教學(xué)，理論教學(xué)課程設(shè)置較多，缺少實(shí)踐教學(xué)課程。學(xué)生花費(fèi)大量的時(shí)間學(xué)習(xí)如何操作軟件，而沒有真正應(yīng)用到實(shí)際的工程項(xiàng)目中，課程枯燥乏味，教學(xué)效果、學(xué)生的應(yīng)用能力均嚴(yán)重下降。

三、BIM技術(shù)在工程類專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用的策略

（一）最大化的應(yīng)用BIM技術(shù)教學(xué)

高校工程類專業(yè)在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的過程中應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學(xué)的模式，注重BIM技術(shù)的專業(yè)性、靈活性和時(shí)效性，積極地與校外施工單位、軟件開發(fā)公司進(jìn)行合作，在課程設(shè)置中加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的安排，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)的效果。同時(shí)應(yīng)該在原有專業(yè)課程（如CAD）的基礎(chǔ)上單獨(dú)開設(shè)BIM建模課程，為工程類專業(yè)學(xué)生進(jìn)行BIM技術(shù)的教學(xué)。我國(guó)現(xiàn)階段的BIM軟件可以從MagiCAD、Revit以及天正、浩辰等軟件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型的建立，還能夠運(yùn)用軟件自身的功能建立三維模型。[8]BIM軟件對(duì)其他繪圖軟件的兼容性可以大大縮短不同專業(yè)、不同軟件之間的建模時(shí)間，使BIM技術(shù)在教學(xué)的工程中得到最大化的應(yīng)用，提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，充分發(fā)揮了BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

（二）加強(qiáng)BIM技術(shù)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)

高校應(yīng)該加強(qiáng)工程類專業(yè)教師隊(duì)伍的建設(shè)，積極引進(jìn)BIM技術(shù)的專業(yè)型人才，加強(qiáng)對(duì)本校教師的培養(yǎng)，積極組織本校教師對(duì)BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)，完善對(duì)教師BIM技術(shù)教學(xué)能力的考核制度，建設(shè)一支知識(shí)過硬、能力過強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的BIM技術(shù)教育隊(duì)伍，保證教學(xué)的質(zhì)量。此外高校應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)BIM教學(xué)人才實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的培養(yǎng)，通過與校外工程企業(yè)、軟件開發(fā)企業(yè)之間的合作，讓高校工程類專業(yè)教師進(jìn)入實(shí)際工程中進(jìn)行鍛煉，豐富教師參與工程建設(shè)、實(shí)際應(yīng)用BIM技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，提高教師的實(shí)踐能力，從而使其能夠在教學(xué)過程中通過實(shí)際工程進(jìn)行BIM技術(shù)的教學(xué)，成為一名專業(yè)的BIM技術(shù)教學(xué)人才，為高校工程類專業(yè)BIM技術(shù)教育工作做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，為社會(huì)培養(yǎng)更多的BIM專業(yè)技術(shù)性人才。[9]

（三）建立有效的教學(xué)管理機(jī)制

我國(guó)各高校應(yīng)該加快建立有效的BIM技術(shù)教學(xué)管理機(jī)制，規(guī)范BIM技術(shù)教學(xué)行為。根據(jù)建筑工程類各個(gè)專業(yè)和課程設(shè)置的特點(diǎn)進(jìn)行信息化模型數(shù)據(jù)資料的有效整合，保證輸出信息具有實(shí)踐性價(jià)值。建立專門的BIM技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)學(xué)校BIM技術(shù)的教學(xué)工作，定期對(duì)各專業(yè)教師BIM技術(shù)教學(xué)質(zhì)量和效率進(jìn)行抽查，對(duì)于不合格的教師進(jìn)行淘汰。在BIM技術(shù)教學(xué)的過程中，充分發(fā)揮各個(gè)專業(yè)之間的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)教師之間的溝通交流，加大對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)技巧的研究力度，不斷促進(jìn)管理制度的完善。

（四）加快工程類專業(yè)BIM課程的改革

高校應(yīng)該加快BIM技術(shù)在工程類專業(yè)課程中的改革，將BIM技術(shù)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，合理設(shè)置BIM技術(shù)教學(xué)課程。在大一時(shí)期就要開始向?qū)W生普及BIM建模軟件知識(shí)，讓學(xué)生可以通過BIM技術(shù)制作完整的結(jié)構(gòu)施工過程動(dòng)畫，吸引學(xué)生的興趣。積極利用學(xué)校的教學(xué)資源，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為學(xué)生建立工程施工模擬實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生通過BIM軟件將實(shí)習(xí)的工程圖紙進(jìn)行整合，制作成虛擬的四維施工模擬圖，以加深學(xué)生對(duì)施工設(shè)計(jì)、施工管理流程的了解，熟悉建筑工程的施工特點(diǎn)，增加自身的BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。例如在工程管理專業(yè)中的案例實(shí)踐教學(xué)過程中，采用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工程圖紙、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程材料、施工技術(shù)要求、工程的造價(jià)、項(xiàng)目管理等內(nèi)容結(jié)合在一起，制作成虛擬的工程案例模型，為學(xué)生提供全面化、系統(tǒng)化、可視化的建筑工程施工流程，加深學(xué)生對(duì)本專業(yè)課程知識(shí)的理解，提高學(xué)生BIM技術(shù)的應(yīng)用能力。此外，各高校應(yīng)該加強(qiáng)與建筑行業(yè)的溝通和聯(lián)系，了解行業(yè)發(fā)展方向，加強(qiáng)與合作工程企業(yè)的協(xié)作，不斷鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入合作企業(yè)的工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐，增加學(xué)生參與實(shí)際工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)校BIM課程的改革。

BIM技術(shù)作為現(xiàn)代工程類專業(yè)人才必備的技能，高校的工程類專業(yè)應(yīng)該不斷進(jìn)行BIM技術(shù)教學(xué)模式的改革，最大可能的應(yīng)用BIM技術(shù)，發(fā)揮其真正的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)BIM技術(shù)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)，創(chuàng)建一直技術(shù)過硬的專業(yè)教學(xué)隊(duì)伍，同時(shí)應(yīng)該加快教學(xué)管理機(jī)制的建立，采用科學(xué)的教學(xué)管理方法，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生BIM技術(shù)實(shí)踐能力的培養(yǎng)等多方面入手，為我國(guó)培養(yǎng)更多綜合能力強(qiáng)的建筑工程類專業(yè)人才，推動(dòng)我國(guó)建筑工程的快速發(fā)展。

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收稿日期：2016-12-10

作者簡(jiǎn)介：趙鑫（1980-），男，四川廣元人。碩士學(xué)位，講師，副主任。研究方向：工程施工及管理；李萬(wàn)渠（1974-），男，四川威遠(yuǎn)人。工程碩士，講師，副主任。研究方向：建筑設(shè)計(jì)；向曉華（1985-），女，四川成都人。學(xué)士學(xué)位，講師。研究方向：文學(xué)藝術(shù)。