BIM技术在建筑施工技术课程教学中的探索

田江永

摘 要：随着教学改革的不断推进和深入，高职高专《建筑施工技术》课程虽然取得了一定成就，但由于建筑施工体量大、施工环境复杂、安全隐患大等特点，致使学生可动手操作的项目较少，未能很好地实现做学一体化的目标。基于BIM技术的虚拟施工为《建筑施工技术》课程教学改革提供了新的思路。

关键词：建筑施工技术 BIM技术 教学改革

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0172-02

《建筑施工技术》课程是建筑工程技术专业群的一门实践性和综合性非常强的核心课程，也是从事施工员、质检员、监理员等岗位的必要专业技能。在《建筑施工技术》课程教学改革的推进过程中，如何实现学生在做中学、学中做的做学一体化教学目标，任务的可动手操作性成了关键因素。由于建筑施工本身体量大、施工环境复杂，安全隐患大等特点使得学生在典型任务的动手完成上遇到了困难，故目前的教学形式，不能很好地激发学生的自主学习兴趣，不能很好地培养学生的动手操作能力，学习效果不够理想。BIM技术的出现，将引发建筑业的一次革新，同样也为《建筑施工技术》课程教学改革提供了新的思路。

1 BIM技术简介

BIM（Building Information Modeling）是“建筑信息建模”的简称，最初发源于20世纪70年代的美国，由美国乔治亚理工大学建筑与计算机学院的查克伊士曼博士提出。其被定义为：“建筑信息建模是将一个建筑建设项目在整个生命周期内的所有几何特性、功能要求与构件的性能信息综合到一个单一的模型中。同时，这个单一模型的信息中还包括了施工进度、建造过程的过程控制信息。”目前对于BIM定义尚未统一，例如：认为BIM是虚拟施工（virtual construction），即建筑信息模型与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视化的4D模型中，可以直观精确地反映整个施工过程；此外，还有认为 BIM 是参数化建模（parametric Modeling）、虚拟建造（virtual building）、数字沟通（digital communication）等等。

目前BIM技术在建筑工程施工中的应用现状如下。

（1）基于BIM的设计可视化展示。

依据施工设计图纸，利用Revit等系列软件创建建筑工程项目的建筑、结构、安装的BIM模型，对设计成果进行动态的可视化展示，使建筑工程项目参见各方能够直观地了解设计方案，评定施工的可行性以及预先发现在今后施工中可能存在的问题，做到提前解决，避免今后人力财力的损失。例如右图所示一个楼宇建设项目施工阶段的BIM模型，可直观地反映出该阶段的施工特性：场地布置、结构构件及结构选型、结构空间布置、施工机械布局、管道排列、材料堆放区等等。

（2）基于BIM的碰撞检测。

将所创建的建筑、结构、安装等BIM模型，通过专业的碰撞检测软件，进行结构构件及管线综合的碰撞检测和分析，可直观地看到建筑物内部构件的相互位置以及建筑构件与设备安装管线的走向位置。以便提前发现设计中存在的问题，减少施工中的设计变更，避免事后结构上开孔、设备安装困难等问题。

（3）基于BIM施工模拟，优化施工方案。

BIM技术将以动态的三维模式模拟整个施工过程与施工现场，能及时发现潜在问题，对施工做出进一步的优化，其中包括场地布置、人员安排、材料准备、机械设备、空间冲突、施工存在的安全问题等。同时，4D施工模拟还包含了临时性建筑，大型机械设备（如起重机、脚手架、施工电梯等）进出场时间，为节约成本、优化整体进度安排提供了帮助。

2 虚拟施工

虚拟施工通俗地理解就是基于BIM技术，利用软件在计算机上实现建筑工程施工的虚拟施工，从而对将建造的工程施工过程有一个整体直观的把握，进而发现在实际施工中存在的或可能出现的问题，提前做好应对措施，同时也为参见各方提供一种可控制的、无破坏性的、无安全风险的多次重复模拟施工的试验方法，可以有效地提高施工水平，消除施工隐患，防止施工事故，保证施工质量、节约施工成本与合理安排施工进度，增强施工过程中管理。

虚拟施工技术利用虚拟现实技术构建虚拟施工环境，进行施工现场布置，比如道路施工、办公区域布置、生活区域布置、材料堆放、加工区域布置、大型设备安装布置。依据施工图纸及相关规范标准进行虚拟施工，完成动态三维模型成果，进而优化施工方案、为后面合理组织施工提供帮助，避免质量、进度、成本、安全等方面出现的问题。

3 BIM技术在《建筑施工技术》课程教学中的实践

随着高职教育改革的不断推进，如何激发学生的自主学习激情，实现课堂与岗位零接轨，形成做、学一体化的教学模式，将是教学改革的目标。对于《建筑施工技术》而言，实现该目标最大的困难在于如何能够让学生动手完成典型工作任务，由于建筑施工本身体量大，施工环境复杂、安全隐患大等特点，导致学生可供操作的任务较少，无法实现在做中学的目的，不能很好地激发学生的学习兴趣。基于BIM技术的虚拟施工将能够很好地解决了这一问题。首先虚拟施工将使得原来不能动手实现的工作任务可以通过计算机软件来虚拟实现，通过虚拟完成工作任务将要求学生自主去学习基础知识，了解施工新材料、新技术、新工艺、新设备及最新规范。解决工程施工中的构件定位、施工工序、临时设施安装构造要求、施工工艺的确定，人员机械材料的准备，现场的布置等一些基本职业技能。进而实现做中学，学中做的做学一体化目的，同时通过小组的完成也能锻炼学生团队合作、沟通等方面的社会能力。其次通过实际的工程项目虚拟施工，将使学生对工程施工情况有了一个直观的认识，实现了课堂与施工现场岗位任务紧密结合，对今后从事的工作岗位有清晰的认识，同时经过反复的虚拟施工，可以使学生尝试选择不同的施工工艺，不同的施工机械、不同的材料等等，分析对比其对建筑施工质量、进度、费用、安全等方面影响，有利于对施工技术有更深刻的认识。最终实现激发学生自主学习的激情，培养学生发现问题、分析问题、解决实际问题的能力。

4 结语

BIM技术正在引发建筑业的巨大变革，它具有可视化，模拟性，优化性等特点，在一定范围内，建筑信息模型可以模拟实际的建筑工程建设行为。建筑施工技术课程具有实践性强、安全隐患大的特点，如何解决对工程现场陌生的学生能够有一个直观认识工程现场且又安全的教学实践环境，是目前该课程教学改革的困惑，BIM技术为该课程的教学改革提供了新的思路，但如何将其很好地应用到建筑施工技术课程的教学当中，还需要广大教师的不断努力。

参考文献

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