给水排水科学与工程专业BIM技术实践教学探讨

武海霞+孙文全+刘翠云+俞峰

摘要：在当今建筑行业信息化标准建设背景下，高校将BIM技术融入专业教学是发展趋势。在给排水专业教学中采取绘图课程中穿插介绍软件知识、开展第二课堂、团队毕业设计应用等形式，对BIM技术实践教学进行了探索。目的在于衔接高校人才培养与社会用人需求，拓宽学生知识面，增强学生的竞争力，并为推进相关课程教学打下基础。

关键词：建筑信息模型；团队毕业设计；实践教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）33-0168-02

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是建筑业设计软件应用的一大变革。近几年来，随着政府的大力推动以及计算机软件和硬件技术的发展，已有多项工程的设计与建造使用了BIM技术，已被用于建筑给水排水、污水构筑物、市政管线综合等设计和施工管理中[1，2]。考虑BIM技术在国内广阔的发展前景，国内部分学校的建筑和土木院系已进行了实验教学和研究[3]，如何在专业教学中推进BIM技术的学习、使学生掌握相关知识和技能是教学中值得思考的问题。本文主要探讨了目前开展的实践教学方法和措施，以增强学生使用BIM为平台的实践能力，提高给排水专业人才的竞争力，衔接高校人才培养与社会用人需求。

一、教学引导

在本校给排水科学与工程专业课程设置中，与BIM技术相关的课程为一年级上学期的《土木工程图学及BIM》，为基础必修课，总学时48。该课程重点介绍工程制图内容，学生需掌握绘制和阅读土木工程图的基本理论和方法，对于BIM技术仅进行了1—2课时的简短介绍，包括发展历史和使用软件等。由于刚入学的新生尚未建立专业知识架构，缺乏相关的土木建筑设计概念，对于BIM技术一知半解，未产生学习的兴趣和动力。

通过专业导学、工程训练B、认识实习和专业基础课等课程的学习，到三年级时学生已对专业知识有了一定的了解。可结合当前BIM技术在本专业的实践，在课程理论教学中穿插介绍相关内容。例如在三年级开设的选修课《CAD基础》中，介绍了以Revit为主的BIM与AutoCAD软件在专业设计上的异同，向学生展示CAD图纸表达的管线是抽象的线条，而BIM技术是以真实管道尺寸表达的一个对象；阀门不再是一个图块，而是以真实形态出现在管道上的一个对象[4]；根据3D模型自动生成的图形和文本在模型发生变化时会自动更新；各专业设计完成后通过碰撞检测等可对管线综合设计，解决管线之间或管线与结构之间的碰撞。通过简单案例的展示对比，培养学生三维建模的概念和设计意识，加深学生对BIM技术的理解。

受学校公共机房电脑的硬件及软件系统限制，學生不能在机房中进行学习和练习，所以在教学过程中鼓励学生自学软件的使用。课后通过与学生的交流发现，教学上的引导已引起学生的关注，部分学生对BIM技术充满热情和信心，有很强学习愿望，已经在个人电脑上开始自学软件的使用，希望尽快掌握这项技术。

二、第二课堂学习

在学生自学过程中，需要引导他们BIM技术不只是软件学习，而是一种设计理念。在实践教学中开展了第二课堂，为自主学习意识强、希望得到提升的学生提供实践机会，使他们深入领会BIM思想。

第二课堂包括讲座、培训以及创新大赛训练等，学生自主报名参加，不对学生进行考核。讲座除教师定期举办外，还邀请BIM技术专业人士为学生进行实战性的讲解，让学生充分了解BIM这个行业的具体内在和外在的要求。通过与企业的合作，学生可免费参加学校里开展的培训。与设计院合作搭建专业学习平台，为学生提供实习机会，过实习加强理论向实践转化的能力。

为培养大学生创新思维、提高大学生动手能力，学校每年举办大学生创新大赛。学生组成团队参赛，在老师提供的建筑结构模型基础上，进行给排水系统模型搭建，促进学生提高专业技能和技巧。在指导学生竞赛过程中注意培养抽象思维和分析解决问题能力，以及继续学习与应用创造能力。

三、团队毕业设计实践

毕业设计是重要的实践教学环节，我校基于建筑设计院模式的跨专业团队毕业设计已开展多年[5]。团队包括建筑学、土木工程、建筑环境与设备工程、电气工程和给排水科学与工程的毕业生。自2014年开始，团队设计中尝试采用BIM技术，搭建了利于各专业学生互相配合、共同设计的平台，可实现全项目BIM设计。在进行团队设计时，每个团队需完成一栋10—12层公共建筑的设计，由建筑和结构专业建立模型，设备专业的学生在此基础上进行设计。

选拔4—8名有软件基础或毕业从事相关设计的给排水专业学生加入团队毕业设计，进一步提升他们的实际应用能力。有基础的学生可直接采用Revit MEP软件在模型上进行给水、排水和消防等系统的搭建，省去二维绘图阶段；而有些学生采用的是二维绘图后再建模的方式，需要对他们进行不同的指导。由于需及时分享项目信息和进行写作，各专业之间的交流更加频繁和紧密。

通过团队毕业设计的实践，学生反应除了软件的熟练运用外，更体会到建筑设计需要各专业之间的相互沟通以及团队配合；画图时若没有清晰的思路，协调好管道高度，会出现管道间的穿插碰撞和管段断开的情况。我校BIM团队毕业设计已连续两年获得省本科优秀毕业设计，取得了一些成果。

四、建议

BIM作为建筑行业的新兴技术，普通高校土建类专业应该紧跟建筑行业的发展，逐步开展BIM人才的规范化培养。在今后的教学中，继续完善和深化BIM技术的教学，建议采取以下一些措施。

1.开设针对给排水专业的软件选修课程。在专业课程如《建筑给水排水工程》教学中，结合BIM的实际应用穿插介绍。

2.与建筑设备工程等专业联合建立教学实验室，开发基于BIM技术统筹安排设备、电气和给排水系统的教学素材和模块，为学生提供利用建筑信息模型的平台，让更多的学生有机会学习与交流，培养学生创新能力和动手能力。

3.與其他专业学生组队参加国家级、省级学科竞赛，通过实践任务的形式模拟解决问题，引导学生主动运用多学科知识结构和软件平台，以提高设计能力。

4.承担BIM教学的教师要具备专业综合知识和熟练使用软件的技能，需要教师加强学习，通过师资培训提高教师的实践教学能力。

五、结语

行业需要越来越多能够熟练掌握BIM的人才，在本科部分课程中增加该技术的理论内容，开设第二课堂，将BIM技术融入毕业设计实践教学中，以培养满足行业需求的人才。此外，作为普通高校土建类专业应紧跟行业的发展，逐步开展BIM人才的规范化培养，通过建设专业实验室、开设课程、提高师资水平等，培养一批适应市场竞争的工程师。

参考文献：

[1]孙同谦，徐峥.BIM在市政管线综合中的应用[J].中国给水排水，2014，30（12）：77-79.

[2]张爱华，梁书凯，万芳.BIM技术在医院给水排水工程设计中的应用[J].建筑设计管理，2015，216（2）：76-78.

[3]马良栋，张吉礼，梁若冰，等.建设BIM研究与实践创新基地的探索[J].高等建筑教育，2016，25（1）：150-154.

[4]赵昕.建筑给水排水专业面临BIM抉择[J].给水排水，2012，38（11）：85-91.

[5]孙文全，孙伟民，龚延风，等.基于建筑设计院模式的跨专业团队毕业设计的研究与实践[J].高等建筑教育，2008，17（2）：111-113.

Discussion on the Practice Teaching of BIM Technology in Water Supply and Drainage Science and Engineering

WU Hai-xia，SUN Wen-quan，LIU Cui-yun，YU Feng

（College of Urban Construction，Nanjing University of Technology，Nanjing，Jiangsu 210009，China）

Abstract：With the development of construction industry information standard，the university teaching BIM technology into the professional teaching is in the development trend. This paper introduces the BIM technology practice teachings including BIM software introduce，second class，application of the graduation project. The aim is to connect the talents training and the demand of the society，widen the students' knowledge and enhance their competitiveness. In addition，practice teaching will promote the teaching of relevant courses in the undergraduate education.

Key words：building information modeling；team graduation design；practical teaching