建筑数字化背景下创建高等院校BIM教学团队
2016-10-19韩风毅曹子云马爽赵麒张自国
韩风毅 曹子云 马爽 赵麒 张自国
摘 要 当今建筑业数字化、网络化、智能化,很多高等院校引进BIM教育,培养BIM人才。高等院校组成BIM教学团队,进行BIM团队建设,积极应对BIM创新教育,BIM教学团队负责全校的BIM理论和实践教学、BIM教学研究等相关工作,以教学团队集体形式,进行BIM高校教育,更有利于BIM在高校的发展和人才培养。
关键词 BIM;建筑数字化;高等院校;BIM发展;教学团队
1 建筑业数字化
建筑业是专门从事土木工程、房屋建设和设备安装以及工程勘察设计工作的生产部门,同时也是国民经济的重要生产部门,为我国经济的发展、人民生活水平的提高做出了重大贡献。然而,近几年来建筑业发展变缓、生产率下降,严重影响国民经济的增长,究其原因是建设工程信息管理落后、信息不明确、信息流失、信息孤岛等等问题。数字化技术的快速发展是建筑业的一次技术革命和信息革命,将数字化技术引入到建筑行业形成了建筑数字化技术,这项技术破除建筑行业二维的信息表现形式和以纸质文件为主的传统信息传递方式,实现信息的多维表现和数字化传递,真正做到信息的全过程、全方位、全要素集成管理,有效提高建筑业的生产效率。建筑数字化技术在我国的应用和推广越来越广泛,较为成熟的是“建筑信息模型(Building Information Modeling 简称BIM)[1]”技术,BIM是一个设施有关信息的共享知识源[2]。在国内的建筑类高校将BIM技术的教学纳入到主干教学课程中。
2 BIM带头人
在《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中明确提出,注重引进BIM等信息技术专业人才,培育精通信息技术和业务的复合型人才,强化各类人员信息技术应用培训,提高全员信息化应用能力。建筑类高校作为建筑人才培养的摇篮应高度重视BIM人才的培养,为了让BIM教学真正的在高校内落地应成立BIM研究小组或中心由BIM带头人统一负责,对带头人的要求有以下几点:
⑴带头人为建筑类学科专业的专家、教授,是省级及以上建筑类专业技术带头人、有突出贡献优秀專家、教学名师等;
⑵带头人积极从事开展BIM教学改革研究,获得省级及以上教学奖励;
⑶长期致力于课程建设,坚持为本科生授课,教学效果突出;主持或参与有省级及以上BIM优质课程建设(含优秀课、精品课、在线开放课程等);
⑷品德高尚、治学严谨、具有团结、协作精神和较好的组织、管理和领导能力;
⑸具有较深的学术造诣和创新精神,承担省部级或省部级以上BIM科研项目,获得有省部级及以上科研奖励。
3 BIM教学工作
高校教务部及相关部门要抓住时机对教育进行改革,由BIM技术中心组织相关人员召开专题研讨会,研究建筑数字化背景下的人才培养模式,修改传统的人才培养方案,调整教学计划,依托BIM技术将建筑数字化技术与高校人才培养接轨。由BIM技术中心开设选修或必修课程,及早建立BIM机房,分专业选购BIM相关软件,真正做到理论教学与实践教学相结合。
为了更好发展BIM教学,高校应加强人才的引进和BIM师资力量的建设,鼓励硕士、博士开展BIM相关方面课题的研究,在BIM相关研发项目给予鼓励和支持,加大相关经费的投入。从而促进BIM教学在高校中的发展。为了加强BIM技术在校内的宣传力度,由BIM技术中心不定时的开展BIM技术竞赛和BIM专题讲座,搭建BIM交流平台,形成爱说BIM、爱学BIM、爱问BIM的学习氛围。为了检查BIM教学的成果,可将BIM技术引入到课程设计、毕业设计中,对土木建筑类各专业进行“协同毕业设计”,建筑机电相关专业实行“小协同毕业设计”,整个土木建筑类各专业实行“大协同毕业设计”,达到信息共享的作用。图1是学生对空调系统建模,学生将理论知识结合到实际工程中,在实践中发现问题解决问题,提高学生对BIM技术的认识,真正做到学以致用,培养社会需要的BIM技术人才。
将BIM技术融入各专业教学中,主要有两种途径:一是将BIM纳入一门或两门课程中;二是在几门课程的所有部分都涉及BIM。第一种方法是单独开设一门或两门新的专业基础课,主要向学生介绍BIM软件使用中的基本概念。这种方法可能会使学生仅关注软件的操作使用,从而忽视BIM在项目整个生命周期中产生的作用。第二种方法有利于学生形成系统、清晰的专业知识体系。BIM软件并不是某一特定软件,而是一系列软件的统称,在安排教学计划时可以将BIM技术引入到专业课程中,如在工程制图、房屋建筑学和建筑材料等专业基础课程中,教师可以借助BIM技术中的结构设计和VR虚拟现实技术帮助学生理解专业知识;在土木工程施工技术和建筑安装技术等专业课程教学中可增加部分BIM实验室授课内容
在实习实践环节,通过“BIM+VR”虚拟仿真系统来进行土木建筑类各专业实习。学生以佩戴VR设备+上机操作的方式进行仿真软件的虚拟实训课程,教师也可使用云平台的备课功能,提前配置相关仿真施工环境及工程进度,让学生在虚拟的环境中进行实训模拟。“BIM+VR”虚拟仿真系统是未来教学趋势,打破时间/空间限制,为高校教学工作节省大量的人力、物力、财力。
4 BIM教学研究
由于BIM技术在我国还处在起步阶段,现在设计和施工单位使用较多,而高校培养BIM人才相对落后。高校教学不可能一步到位,不同专业对BIM知识的掌握程度和要求方向也各不相同,因此要求高校对BIM教学进行进一步研究,主要通过BIM技术中心收集实际教学过程中出现的问题和根据学生的实际情况结合国家出台的一系列政策,研究出一套适合自身教育环境的教学模式。一本高校注重BIM顶层设计和程序开发;二本三本高校首先做好BIM核心软件操作,其次是工程应用,建模到用模,核心是BIM项目管理;高职高专学校注重BIM软件操作性,加强软件的熟练性。定时召开学术交流会,对当前新型技术进行学术交流,开设BIM新课比较容易,但把BIM技术融合到专业里面是难点,不改变原有教学课时,增加BIM内容,提高学生对专业的理解能力,通过BIM对专业有更好的认识和感知,应该及时修订人才培养方案和教学大纲,真正做到与时俱进,把BIM和专业完全融合起来,BIM为专业服务。
5 BIM团队建设
BIM技术的核心是建筑信息的共享和转换[3]。在现代建筑行业领域中,常常涉及到多个专业,例如:建筑设计、结构设计、电气、给排水、暖通等,多个专业在工作时,建筑信息不能及时交流,设计存在冲突导致建筑设计进度拖延、成本超支、事故频发等等问题。普遍认为,协同设计是一种有效提高信息交流与共享,避免设计冲突的方法。为了更好地推动建筑数字技术的教育[4],在高校内组建BIM教学团队,就是教学习阶段就培养学生信息交流与共享的意识,让不同专业一起进行协同工作[5],提高学习效率,加深对BIM技术的理解。同时BIM团队能探索BIM技术新的发展方向,及时对高校内BIM教学做出相应指导,另外对BIM软/硬件设施的维护也起到一定的积极作用。BIM技术已经成为当前建筑数字技术发展的主流技术[6],BIM技术是创建并利用数字化模型对建设项目进行设计、建造和運营全过程进行管理、优化的方法和工具[7]。
6 结束语
在“十三五”时期,提出了全面提高建筑业信息化水平,着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力,建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展的要求。在数字化的大背景下,建筑业必然会迎来一次巨大的革命,作为建筑人才培养的高校,必须抓住这一难得的机遇,积极响应国家号召。提高学生BIM主流软件操作水平,加强学生BIM工程实践应用范围,锻炼学生BIM工程项目管理能力,在高校内建立适合自身的BIM教学团队,采取有效措施推广和应用BIM技术。
参考文献
[1]黄兆嘉,龚兆先.数字化建筑信息模型的应用[D].广州:广州大学,2011:47-47.
[2]黄强.论BIM[M].北京:中国建筑工业出版社,2016:77-79.
[3]李犁,邓雪原.基于BIM技术的建筑信息平台的构建[J].土木工程信息技术,2012,(2):25-29.
[4]葛文兰,于晓明,何波.BIM第二维度[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:61-63.
[5]葛清,赵斌,何波.BIM第一维度[M].北京:中国建筑工业出版社,2013:34-35.
[6]李建成.建筑信息模型与数字化建造[J].时代建筑,2012,(5):64-67.
[7]清华大学BIM课题组.中国建筑信息模型标准框架研究[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:22-29.
作者简介
韩风毅(1971—),男(汉),辽宁丹东人,副教授,毕业于哈尔滨建筑大学,主要研究BIM技术应用。