BIM在土建類畢業(yè)設計中的應用現(xiàn)狀分析

錢萍萍

摘 要 針對土建類畢業(yè)設計存在選題單一、與工程實踐脫節(jié)、學生興趣不足等問題，介紹了國內(nèi)外基于BIM的畢業(yè)設計改革模式，分析了國內(nèi)BIM畢業(yè)設計存在的不足，并提出改革建議，旨在為BIM人才培養(yǎng)和畢業(yè)設計改革提供參考。

關鍵詞 BIM技術 土建專業(yè) 畢業(yè)設計

中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.04.028

Abstract Aiming at the problems of single-choice design of civil engineering graduation， out of touch with engineering practice， and lack of interest in students， this paper introduces the reform model of graduation design based on BIM at home and abroad， analyzes the shortcomings of domestic BIM graduation design， and proposes reform proposals. Provide reference for BIM personnel training and graduation design reform.

Keywords BIM technology； civil engineering professional； graduation design

0 引言

目前國內(nèi)的BIM教育還處在探索階段，現(xiàn)有的BIM人才遠不能滿足行業(yè)發(fā)展的需求。[1]高校對BIM人才的培養(yǎng)負有不可推卸的責任，如何將BIM引入到課程體系是值得土建院校教育者思考的重要問題?，F(xiàn)有的BIM課程模式主要有單一課程模式、多課程聯(lián)合交互模式和畢業(yè)設計模式，但根據(jù)目前國內(nèi)的實際情況，單一課程教學和交互式課程教學的實現(xiàn)難度較大，大部分高校將畢業(yè)設計作為BIM教學應用的重要切入點。[2]本文主要針對畢業(yè)設計中BIM的應用模式進行分析。[3]

1 土建專業(yè)畢業(yè)設計現(xiàn)存問題

畢業(yè)設計是大學本科階段的最后一次集中實踐環(huán)節(jié)，是對學生所學專業(yè)知識的全面總結和升華，是高校教學質量的直接反映，其重要性不言而喻。但目前的調查結果表明，[4]畢業(yè)設計存在一系列的問題。

（1）傳統(tǒng)的“灌輸式”教學方式，學生自主學習能力欠缺。畢業(yè)設計的指導大多是教師先講授所需基本知識和技能，如結構類型選擇、計算單元確定等，然后指導學生完成設計的全過程。這種方式往往老師自己唱“獨角戲”，忽略了學生在實踐課程中的主體地位，缺乏案例教學和啟發(fā)性思維的引導，抑制了學生自主學習的積極性。

（2）選題重復率高，過程管理困難。由于畢業(yè)生人數(shù)較多，每人一題，實際工程資料收集難度較大，很多老師會連續(xù)幾年采用類似的畢業(yè)設計題目。另外畢業(yè)設計中，每個學生都需要完成一百頁左右的計算書和圖紙，教師在每人一題的情況下，很難詳細檢查學生的全部設計計算，只能根據(jù)經(jīng)驗對計算結果進行宏觀把握。這就導致畢業(yè)設計成果大量類似，創(chuàng)新不足，抄襲現(xiàn)象嚴重。

（3）“紙上談兵”，知識面窄，跨專業(yè)的交流協(xié)作少。畢業(yè)設計題目由于教學大綱的限制，偏向于所學知識點的運用，而與實際工程相差甚遠，學生完成畢業(yè)設計對其就業(yè)優(yōu)勢不明顯。且一個完整的建筑設計涉及到多個專業(yè)，而各個專業(yè)往往單獨選題，限制了學生知識面的擴展和交流協(xié)作能力的提升。

2 國內(nèi)外高校畢業(yè)設計的BIM應用模式

2.1 美國高校畢業(yè)設計的BIM應用模式

美國作為最早提出和發(fā)展BIM技術的國家，在BIM人才培養(yǎng)方面已經(jīng)進行了許多有益的探索和研究，形成了課程教學、研討實踐、綜合設計的完整教育體系。在課程教學方面，美國多所重要大學已經(jīng)將BIM課程作為工程管理專業(yè)本科課程的核心部分。斯坦福大學、賓夕法尼亞州立大學、亞利桑那州立大學、奧本大學、加州理工大學等都已開設了BIM相關課程。[5]在研討實踐方面，大多以土木學院為主導，與建筑學院、計算機學院等合作，成立跨學科BIM協(xié)作工作室，組織學生與產(chǎn)業(yè)界進行交流研討，包括建筑師、設計師、工程師、承包商、開發(fā)商和業(yè)主，將學生團隊和項目實際的設計團隊以及客戶聯(lián)系起來，[5]理論與實踐相輔相成，提升學生解決實際問題的能力。

課程體系的建立為BIM在畢業(yè)設計中的應用奠定了基礎。賓夕法尼亞州立大學率先開展了在畢業(yè)設計中使用BIM直接設計建筑的模式。費瑞斯州立大學采用基于竣工圖紙修改后建模的方式進行畢業(yè)設計，奧本大學采用基于竣工圖紙翻模的方式。不管采用哪種方式建模，美國高校在應用BIM完成畢業(yè)設計時，多要求學生組隊完成“綜合設計項目”。學生分組分別完成建筑設計的不同部分，然后進行整合，最終提交團隊成果。

2.2 國內(nèi)高校畢業(yè)設計的BIM應用模式

（1）基于BIM完成單個專業(yè)的畢業(yè)設計。國內(nèi)大部分高校沒有將BIM技術理念納入課程體系，BIM軟件課程的開設也較少，多采用BIM畢業(yè)設計試點或依托BIM大賽進行畢業(yè)設計改革。土建專業(yè)BIM畢業(yè)設計試點主要集中在工程管理和施工組織兩個方向。重慶大學進行了基于BIM的工程管理專業(yè)畢業(yè)設計改革，組織學生完成了工程算量和施工組織的跨方向畢業(yè)設計。[6]廣東石油化工學院同樣采用了BIM畢業(yè)設計試點改革，[7]通過BIM系列軟件學習、工程設計、招投標、施工建造模擬和畢業(yè)設計答辯五個階段，采取以賽促學的方式完成畢業(yè)設計。延安大學通過把BIM技術和傳統(tǒng)手算方法相結合，開展BIM驗證性試驗，將軟件計算結果和手算結果進行對比，提升學生的實際動手設計能力和分析解決工程問題的能力。[8]

（2）畢業(yè)設計全過程改革。湖南科技學院在探索將畢業(yè)設計內(nèi)容分解到相關專業(yè)課程的畢業(yè)設計改革中引入了BIM技術，即將BIM技術融入多門專業(yè)課中，進行多課程交互式聯(lián)合教學。具體做法是以畢業(yè)設計為導向，結合不同專業(yè)課程對BIM軟件的運用，將畢業(yè)設計的內(nèi)容分解到相關專業(yè)課程中完成。這一做法保證了教學內(nèi)容的連貫性和繼承性，提升日常教學質量和畢業(yè)設計水平。[9]

2.3 國內(nèi)外土建專業(yè)BIM畢業(yè)設計比較

國外BIM應用較早，有BIM實踐經(jīng)驗的專業(yè)人員較多，課程體系相對健全，學生掌握的BIM知識體系完善，因此能夠完成“綜合設計項目”的BIM畢業(yè)設計。綜合設計項目包含了多項BIM功能的應用，對跨專業(yè)協(xié)作要求較高，能有效提高學生的自主學習和交流合作能力，增強集體意識。在完成項目過程中，學生能實現(xiàn)與項目實際設計團隊的交流，真正發(fā)現(xiàn)并解決工程實際問題，對BIM的認識更加深刻，能真正思考BIM在實際工程中如何有效應用以達到節(jié)約增效，智能管理的目的。

國內(nèi)BIM技術起步較晚，相應的軟件開發(fā)滯后，專業(yè)技術人員缺乏，統(tǒng)一規(guī)范的制定及各個專業(yè)的數(shù)據(jù)共享仍需交流溝通，所以BIM教學應用比較局限，多為工程造價、施工管理等單個專業(yè)應用，學生的專業(yè)協(xié)作能力仍然欠缺。每個學生有單獨的任務書，最終提交個人成果，阻礙了學生形成完整的BIM模型概念，導致學生對BIM的認識淺薄，僅僅停留在掌握操作技巧，為就業(yè)增加籌碼的階段。BIM技術引入課程體系仍處于試點階段，應用BIM進行畢業(yè)設計的覆蓋范圍有限。但國內(nèi)采用手算和計算機軟件結合的方式，既能有效地鞏固所學的基本原理，又能感受到軟件的精確實用和功能上的不足，值得推廣。

3 基于BIM畢業(yè)設計改革建議

鑒于以上分析，進行BIM綜合設計項目能全面提高學生各項綜合能力，提高畢業(yè)設計質量的有效途徑。就目前國內(nèi)高校的BIM畢業(yè)設計提出以下幾點建議。

建立并完善BIM課程體系。BIM課程體系的完善是BIM畢業(yè)設計進一步推廣并多元化的基礎。以土建專業(yè)為例，建立從初步了解BIM概念到掌握多項BIM應用技能，最后深入理解BIM的優(yōu)化功能并將BIM多項應用融會貫通的分級培養(yǎng)機制。第一階段，重視BIM技術和理念的宣傳。通過聘請BIM專家或工程專業(yè)人員開展BIM主題講座，介紹BIM的工程實際應用，使學生意識到BIM對行業(yè)發(fā)展及其職業(yè)生涯重要性，激發(fā)學習的原動力。第二階段，結合多門專業(yè)課程，有針對性地引入BIM技術，掌握BIM軟件的使用。引導學生以專業(yè)知識為基礎，BIM為輔助工具，依靠創(chuàng)新訓練、結構競賽等實踐平臺，將理論應用于實踐。第三階段，進行BIM綜合項目設計的畢業(yè)設計。綜合運用所學專業(yè)知識和多種BIM軟件，引導學生自主學習和開展專業(yè)協(xié)作交流，提高學生各項綜合能力。同時與實際項目的設計團隊交流，提高學生解決工程問題的能力，增加學生就業(yè)優(yōu)勢。

積極開展與BIM技術公司的校企合作。BIM技術的迅速推廣和BIM人才的極大短缺導致了高校土建專業(yè)的教學改革，包括畢業(yè)設計改革。BIM畢業(yè)設計尤其是綜合項目設計的畢業(yè)設計與社會企業(yè)密不可分。以資源共享、互利共贏為原則，共建BIM綜合實訓室，企業(yè)為高校畢業(yè)生提供設計項目，并參與畢業(yè)設計完成過程的指導；高校為企業(yè)輸送有一定實踐基礎的BIM人才。

加強師資隊伍建設，培養(yǎng)具有較強BIM應用能力的教師隊伍。鼓勵教師走出去，參加與BIM技術有關的研討會、培訓班，提高教師對BIM技術的認識和了解。政府部門應加快推進BIM軟件的統(tǒng)一標準制定，鼓勵BIM系列軟件的開發(fā)，提高工程項目各專業(yè)之間的信息流動性，為高校BIM畢業(yè)設計改革提供政策支持。

4 結語

BIM技術是建筑行業(yè)未來發(fā)展的大勢所趨。在政府大力推廣BIM的背景下，探索BIM在畢業(yè)設計中的應用模式，不僅迎合建設市場的發(fā)展需求，改善就業(yè)情況，更能促進學生自主學習能力、協(xié)作能力、專業(yè)知識能力的全面發(fā)展。BIM在土建專業(yè)的教學與實踐應用都驅動了一定的發(fā)展，但仍有大量工作值得我們高校教師去思考、去探索。

參考文獻

[1] 榮超，任青，高恒聚. BIM技術基礎[M].上海交通大學出版社，2017.

[2] 張靜曉，趙陳影，李慧.工程管理BIM畢業(yè)設計組織管理框架與案例分析[J].工程管理學報，2017.31（2）：154-158.

[3] 邱蘭.BIM大背景下高職院校土建類專業(yè)教學改革探析[J].教育教學論壇，2016（28）：135-137.

[4] 蘇原，劉平，潘平.土木工程專業(yè)畢業(yè)設計選題研究[J].科技信息，2011（21）：180-181.

[5] 李雪，馬小軍，劉建峰.美國BIM教育及虛擬設計與施工課程設置概況[J].現(xiàn)代建筑電氣，2013.4（12）：1-5.

[6] 李世蓉，吳承科，李驍.基于BIM的工程管理專業(yè)畢業(yè)設計改革[J].工程經(jīng)濟，2016.26（8）：57-61.

[7] 楊博，金仁和.BIM技術在土木工程畢業(yè)設計中的應用[J].學科探索，2017（30）：62-64.

[8] 吳小強，劉雅君.BIM大賽下的土木畢業(yè)設計教學改革與實踐.山西建筑，2014（10）.

[9] 孫明.基于BIM的應用型土木工程畢業(yè)設計全過程改革[J].大學教育，2017（9）：48-50.