应用技术型大学土建专业BIM实践教学探索与思考

朱德良，陈恒毅

（武夷学院土木工程与建筑学院，福建武夷山354300）

应用技术型大学土建专业BIM实践教学探索与思考

朱德良，陈恒毅

（武夷学院土木工程与建筑学院，福建武夷山354300）

分析了BIM技术对土建专业工程实践能力培养的重要性，针对当前建筑市场BIM技术人才缺乏的现状，指出土建类本科院校开展BIM技术教学的紧迫性，明晰BIM专业实验室和BIM工程研究中心建设对BIM专业教学团队培育和土建专业BIM人才培养的重要性，并对BIM实践教学在本科阶段如何开展提出几点建议。

建筑信息模型（BIM）；土建专业；教学变革；BIM实践教学

短短的半个世纪整个人类文明进入了一个崭新的数字信息时代，在设计单位，我们看到传统的绘图桌被计算机取代，建筑师的绘图效率和质量获得极大提高。目前建筑数字技术已经从早期的初级辅助绘图，逐步朝设计构思和全过程多方位的辅助发展；从而提高绘图效率与质量发展创新新形象和提高工程总体效益发展[1]。近年在美国、英国等发达国家，BIM建筑信息模型技术的应用贯穿于设计与施工安装的全生命周期，全面提高了建筑行业设计质量、工作效率、经济效益。

近年来，我国住建部发布关于BIM应用的文件时间间隔越来越短(见图1)，说明BIM建筑信息模型技术在我国应用发展的紧迫性[2]。

图1 住建部发布关于BIM应用的文件Table 1 Theministry released about BIM application file

当前我国建筑信息模型（BIM）教学及开发利用已经滞后于建筑数字技术应用的发展，这将非常不利于学生毕业后在信息社会中的发展，不利于建筑信息模型（BIM）技术在我国建筑设计行业应用的发展[3]。由此可见，在土木建筑类专业全面开展建筑信息模型（BIM）技术教育已十分紧迫和重要，为此我们必须加强认识、研究对策、迎头赶上。

1 建筑信息模型（BIM）的技术优势

建筑信息模型（building informationmodeling）是利用数字模型对建设项目规划、勘察、设计、施工、运营维护进行全生命过程管理（见图2），实现建筑全生命期各参与方在同一多维建筑信息模型基础上的数据共享，为产业链贯通、工业化建造和繁荣建筑创作提供技术保障。

图2 建筑工程全生命过程管理Table 2 The construction engineering ofwhole life processmanagement

1.1 打破信息孤岛，实现全生命周期管理

BIM通过创建三维建筑模型，以模型信息实现建设项目在设计、建造和运营过程的无缝对接和保障项目参与方的信息畅通，最终使项目全生命周期信息一体化得以实现。随着建筑工程规模的日益扩大，建筑师承担的建筑设计任务越来越繁重，不同专业的相关人员进行的交流也日益频繁，创建基于BIM技术的虚拟建筑模型可以改变信息交流中的无序现象，实现信息交流的集中管理和信息共享（图3），可以让建设项目的决策、设计、施工、造价控制、进度控制以及运营维护等工作变得更加条理有序，显著提高工作质量、工作效率，降低项目成本、风险[4]。

图3 BIM信息交流与共享Table 3 Information exchange and sharing of BIM

1.2 高级分析能力

运用BIM技术创建的虚拟建筑模型中包含丰富的非图形数据信息，提取模型中的数据，导入分析模拟软件中，即可进行结构分析、热工性能分析、管道冲突检验、防火安全检验，以及能量分析、规范检验等。

2 BIM在土建专业教学过程中的应用价值

2.1 利于基础知识教学专业化

基于BIM技术软件教学，结合了专业知识和当前国家及地方的标准规范，使得专业知识的一般原理可以与最新的国家规范相结合，能够实现教学知识的同步更新，三维化和参数化的BIM模型更有利于学生对专业基础知识的理解、掌握和应用[5]。

2.2 实现学生跨专业综合能力培养

通过BIM大赛、课程设计和毕业设计等实现多专业学科学生分别扮演设计师、造价师、建造师协同完成一项建设工程的方案设计、施工图设计、工程量计算、工程造价计算、施工组织方案设计等工作，极大地锻炼多个专业学生之间协同工作能力、以及各专业知识的融会贯通运用能力。

2.3 有效解决实践实训教学基地不足的困境

土木建筑专业强调学生动手实践操作能力，因建筑工地危险因素多，难以大批量安排学生进入施工现场，或因工程开工时间及内容与教学内容不一致，导致实践教学效果较差。因此我院修建了BIM专业实训室和BIM技术专业工作室，采用项目化教学建立虚拟现实的三维建筑模型，多专业联合工学交替进行教学效果较好，基本解决了上工地实训难的困境。

2.4 极大加强学生动手实践能力培养

BIM实训室使得学生有大量机会在实际项目中进行BIM建模和各项建设相关工作的锻炼，提高学生动手能力，实现教学与社会应用的无缝衔接，让学生毕业即可上岗工作，解决企业应届毕业生培养周期长的难题。

3 基于BIM的专业人才培养实践教学改革

身处信息化技术高速发展的时代，整个建筑行业正处在巨大的变革中，土木建筑专业教学模式改革亦是必然。

武夷学院现有土木工程、工程造价、建筑学、城乡规划四个本科专业。现有土建专业开展BIM教育，必须根据BIM技术特点，进行相应人才培养方案改革：可以从设置BIM工程研究中心、课程设置、BIM大赛、BIM国际工程认证、课程设计、毕业设计、大学生创新创业、专题讲座等多角度全方位进行培育，以下是我院BIM实践教学的探索：

3.1 组建BIM工程研究中心

2016年在实践教学中心建成BIM实训教学基地和BIM创新创业项目工作室（图4），以此为基础，以福建省应用技术型大学示范校和省重点实验室建设为契机，依托土木工程、建筑学、工程造价和城乡规划专业，联合清华斯维尔科技股份有限公司、武夷山建筑设计研究院和顺鑫建设工程有限公司，建设集“BIM应用研究－实践教学－服务社会”为一体的BIM工程研究中心。该中心将针对当前BIM技术应用于建筑业信息化存在的问题和迫切需求，发挥各自的研究优势，共同开展理论技术的深层次研究和应用，构建BIM创新研究和成果转化的支撑平台，为推动我国BIM技术的应用和发展提供理论、方法、技术以及软件系统和应用示范。

图4 我校土建院BIM工程实训室Table 4 Engineering training rooms

3.2 组建BIM实践教学、创新应用、项目建设教学研究团队

依托BIM研究中心，组建BIM工程教学研究团队。研究团队立足于建筑全生命期的设计、施工与运维管理，提炼行业BIM应用共性需求与问题。开展了多项BIM技术基础与应用研究，构建多学科交叉融合的教学研究团队，进一步引进不同专业背景的专业教师，加强多专业协同创新，传承并推广BIM研究与应用。中心的工作宗旨：将国际上最先进的BIM理念、理论、方法及技术实施手段及时系统地引入到建筑与土木工程本科人才培养的全过程，提高本科生的科技创新能力和工程实践能力，使该校土木建筑专业的毕业生及时抢占BIM的制高点。

3.3 BIM师资队伍培育

由于我国土建类院校开设BIM相关专业课程时间较短，BIM教学还处在探索阶段，能熟练掌握并运用BIM相关技术进行教学的教师数量不足[6]，BIM人才培养对师资要求很高，教师除必须掌握BIM相关理论和标准，同时还需具备较强的工程实践能力，另BIM技术更新发展速度很快，相关教师要不断学习才能跟上发展。依托学院土木工程、工程造价、建筑学和城乡规划现有师资力量，以年轻教师为主，通过参加全国大学BIM技术培训班，BIM技术专题讲座，参与BIM项目工程建设等多种方式，有计划、有目标地重点培养BIM实践教学指导老师，逐步提升BIM实践教学师资队伍水平。

4 土建专业BIM技术实践教学开展

4.1 将RevitArchicad等三维建模课程引入课堂教学

建筑学专业开设“三维建模、绿建分析、建筑能耗模拟分析”等课程；土木工程专业开设“BIM建筑结构综合应用、结构工程BIM设计方法与分析、BIM机电设计综合应用”等课程；工程造价专业开设“三维算量FOR Revit、BIM安装算量FOR Revit”等课程。

4.2 引导鼓励学生参加各类BIM大赛

近年来，为鼓励创新实践，紧跟国家“互联网+”的信息化战略，行业协会联手软件工程公司举办各类BIM设计大赛，较有影响力的如“斯维尔杯”BIM建筑信息模型应用技能大赛、“龙图杯”、“创新杯”BIM设计大赛等，大赛以建筑信息模型为基础，根据协同工作理念，由建筑学、土木工程、建筑设备、工程造价等专业学生互相配合，协同完成。连续参加了三届“斯维尔杯”BIM大赛，2016年6月取得了《工程管理专项》冠军奖，全能一等奖，《工程设计专项》《工程造价》《绿建分析》专项二等奖的优异成绩，深感通过大赛激发了学生的学习热情和积极性，同时还积极举办各类校内BIM竞赛，校内竞赛覆盖学生面广，较好地营造了BIM的学习氛围，大赛在增强学生工程实践与创新能力的同时，提高了学生的团队协作能力。

4.3 成立BIM创新创业项目团队

BIM创新创业项目团队由5～6名学生组成，以具体的工程项目为研究对象，用Revit或Archicad创建跨专业的三维信息模型，进行项目规划、建筑设计、结构分析、管综分析、三维算量、成本分析、绿建分析、节能分析等，小组成员发挥各自专业优势，通力合作共同完成整个项目任务。以项目为载体，在项目中培养学生的BIM模型建造和应用分析能力。

4.4 结合工程实际，做好BIM毕业设计

围绕具体的工程项目，由3～5名（土木工程、建筑学、工程造价专业）学生组成项目组展开毕业设计，共同完成一个工程项目。内容包括建筑模型设计、结构模型设计、管综设计、工程算量、造价分析、绿建分析、节能分析、施工模拟等。由多学科教师组成导师团队轮流指导，及时解决学生在毕业设计中遇到的疑难问题。学生通过项目实践挖掘BIM技术在工程项目全生命周期中的应用价值，通过项目的实战为学生走上工作岗位打下坚实基础。

5 结语

调查及研究表明，随着工程项目建设的规模越来越大，越来越复杂，建筑设计、成本控制、绿建、节能、项目管理等方面要求越来越高，传统工作模式在项目执行过程中，建筑和建设信息在传递与更迭过程中缺乏连续性和有效集成，造成工程项目建设过程中管理困难、浪费严重[7]。有鉴于此，近年来诞生的建筑信息模型BIM数字建造技术，能够很好地解决上述问题，在世界范围内得到广泛应用和快速发展。

高等院校土建类专业必须紧跟行业发展的需求，组建并培育跨专业BIM教师团队（不仅要有较高的BIM理论知识，同时要有较强的工程实践能力，具备建筑设计、成本分析、施工管理等综合能力）。采取灵活多样的教学模式，以期实现BIM人才的大规模培养，推进BIM工程应用和建筑行业发展。

[1]王津红,倪伟桥,王朔.BIM建筑设计实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2]张立杰.推进建筑信息模型应用的指导意见[A].深圳：深圳市斯维尔科技有限公司,2016.

[3]李建成.数字化建筑设计概论[M].北京：中国建筑工业出版社,2012.

[4]克里斯托费·帕韦尔科,阿兰·D·切西.当今大学本科课程中的BIM课程[J].建筑创作，2012，18（12）：20-29.

[5]张立杰.BIM技术在建设项目全生命周期中的应用[A].深圳：深圳市斯维尔科技有限公司,2015.

[6]马良栋,梁若冰,张吉礼.建筑与土木工程领域BIM技术人才培养方法探讨[J].高等建筑教育，2015(12)：61-64.

[7]王新.Ecobuild America会展及全美BIM大会纪实[J].建筑创作,2012,18（4）：163-166.

（责任编辑：叶丽娜）

Exploration and Reflection on BIM Practice Teaching of Civil Engineering Specialty in App lied Technology

ZHU Deliang，CHEN Hengyi
(School of Civil Engineering and Architecture，Wuyi University,Wuyishan，Fujian 354300)

This paper analyzes the importance of BIM technology to the training of practice ability of civil engineering specialty,in view of the current situation of the lack of BIM technical talent in the constuction market,points out that the urgency of BIM teaching in civil engineering undergratuateuniversities,clarifies the importance of BIM professional teaching team training and civil engineering specialty BIM talent cultivation,and puts forward some suggestions on how to carry out BIM practice teaching in undergraduate course.

building information model(BIM);major of civil engineering;teaching reform;pratical teaching of building information model

G642.4

A

1674－2109(2017)03－0106－04

2016-11-08

朱德良(1970-)，男，汉族，高级工程师，主要从事建筑工程、岩土工程、BIM技术研究。