BIM在建筑类职业院校嵌入式教学中的应用探讨

吕艳玲

摘要：文章先分析了BIM的特点、核心功能以及BIM在建筑各阶段应用及上下游应用所具备的能力，介绍了如何把BIM嵌入到建筑类高职院校相关教学体系和课程教学中，详细分析了如何在BIM建模课程、建筑及安装识图课程、计量与计价课程、施工技术及施工组织类课程的教学中运用BIM建模。最后，对于BIM在建筑类高职院嵌入式教学的实施提出了建议，通过完善相关BIM实训室的建设和相关的教学体系和课程标准，建设技能全面、知识丰富的教师队伍，提高学生各项技能，以期培养出符合建筑行业发展和社会发展的复合型人才。

关键词：BIM特点; 建筑类附中业院校; 核心功能; 嵌入式教学

BIM 的全称是Building Information Modeling，建筑信息模型，最大的价值就是建立了一个拥有海量工程数据的3D模型，它以三维数字技术为基础，以三维模型所形成的数据库为核心，不仅体现了各专业设计师们的专业设计理念，而且还包含了从设计、施工到竣工使用直至最终拆除的全过程信息，集成了工程图形模型、工程数据模型以及与工程管理有关的行为模型，这个模型从设计到交易、施工、运维，均可以发挥重要作用。体现了“模型等于图纸”“模型高于图纸”的目标 ，具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点，其特点可归纳为：BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达;BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。

"十二五”规划中提出全面提高行业信息化水平，重点推进建筑企业管理与核心业务信息化建设和专项信息技术的应用。BIM的推广和应用已成为建筑行业发展新趋势。BIM逐渐应用于工程建设的全过程，从设计、招投标、施工、工程竣工等各个阶段。具体应用于如施工进度、成本、质量、安全、施工模拟仿真和绿色施工等。BIM技术可以使众多参与单位在同一个平台上实现数据共享，从而使建筑工程的项目管理更加便捷、高效，也节约了资金和成本。因此BIM技术与项目管理的结合不仅符合政策的导向，也是建筑行业发展的必然趋势。

作为建筑类高职院校，顺应建筑行业的发展，培养出符合行业发展和企业需求的专业技术人才是学校人才培养的目标之一，很多院校已相继开设BIM课程，但目前大多数院校只局限于学生会使用BIM进行建模。而其他课程的教学和BIM建模之间并未建立直接的关联，如何把BIM嵌入到建筑类相关的课程教学中去，是各院校开设BIM课程后更深一层应思考和付诸于实施的问题。

一、BIM在课程体系中的建立和分析

（一）BIM的核心功能分析

由下表分析可得，BIM模型的使用贯穿于工程管理的全过程，包含了工程设计、施工、变更、竣工等全部的信息资料，利用BIM模型可以帮助完成工程的进度模拟、施工模拟、材料管理、造价控制、质量安全管理、施工现场布置管理等。

（二）BIM在建筑各阶段应用及上下游应用的能力分析

由BIM的核心功能分析可得：在工程建设的全过程使用BIM建模，使工程的建造变得更直观、简单和便捷，达到高效、精准及节约资金的目的，达到事半功倍的效果。在工程建造的全过程使用BIM建模，也对工程管理者的能力提出了更高的要求，即应具备：协同设计能力、建模和识图能力、工程计量与计价能力、编制施工组织设计的能力、招投标能力、施工阶段的综合应用能力。

（三）根据BIM的核心功能和在建筑各阶段应用及上下游的应用分析。

BIM在建筑类专业的课程体系中可嵌入教学的课程分析如下：

二、BIM在相关课程的具体应用分析

（一）BIM建模课程

BIM建模课程是识图课、工程计量与计价课程、施工及施工组织等课程的先导课程，课程目标是以BIM平台为核心，根据建模标准、规范等完成土建、机电、钢构、幕墙等各专业模型，以集成模型为载体，关联施工过程中的进度、合同、成本、质量安全、图纸、物料等信息。而学生能够正确地构建模型的关键还取决于能否正确地识读图纸，因此，通过课程的学习，学生不但熟练地掌握建模的标准、规范，能根据规范正确地完成模型的构建，还能在构建模型的过程中发现图纸设计上存在的缺陷和问题。因此BIM建模课程学生不仅提高了学生的建模能力，而且进一步强化了学生的识图能力。

（二）建筑及安装识图课程

在工程建设阶段，尤其是工程的管理阶段，读懂图纸是最基本也是最重要的能力之一。通过对多家大中型施工企业的调研发现，60%的企业表示初出校门的高职院学生对于识图的能力欠缺，尤其是看完建筑物各个方位的图纸后，设备安装的三维立体图形不能在脑海中很快清晰地构造出来，缺乏空间想象力。教师对学生识图课程的教学手段是手绘图纸、传统的识图或绘制CAD图纸。但是由于未来建筑的复杂化、多样化、大型化等原因，传统的平、立、剖面图的表达手段已经不能让学生对图纸的内容和内涵理解得更深入清晰。

在识图课引入BIM模型，改变了传统建筑及安装识图课程的教学方法及手段，将传统的二维识图改为二维结合三维识图，通过建模识图实训课程，利用建模软件将二维的CAD文件转换为三维模型，平面图结合三维模型，建立学生对建筑物、设备管道及线路走向的想象能力，不仅提高了学生的识图能力，而且能够对各专业的模型进行使用功能描述。同时，可以结合虚拟现实技术，引领学生在一个虚拟的三维环境中，实现建筑信息模型的三维可视化。用动态交互的方式对未来的建筑进行身临其境的全方位的审视，这种教学效果是传统的教学手段和方法所不能达到的。

（三）计量与计价课程

计量与计价课程可分为：工程算量和工程计价，课程的目标是培养学生从投标开始到工程结算的全过程的工程造价管理理念，侧重于工程造价的编制与控制，目前采用的教学方法仍是利用传统的二维图纸进行计算工程量，包括手算和使用算量软件，这是学生应该掌握的一项重要的技能。BIM模型的建立，也给教师和学生在造价的学习打开了另外一扇窗，学生在掌握计价和算量基本技能的基础上，利用BIM建好的建筑信息模型，直接读取工程量，简单快捷。并且在其预算书中同样可以查看所有构件的计算公式及位置。不仅可方便地查看工程量与算量软件计算的工程量是否一致，而且也可反查构件在图形中的位置，从而实现图形和计算公式的有机结合。同时，把读取的工程量导入计价软件后，能自动匹配出工程量清单，并对工程量清单进行组价，完成总造价或招标控制价的计算，从而使学生在更高的角度对造价有着更深、更直观的学習和掌握。

在造价类课程引入BIM模型，并不是取代传统的工程量计算方法，而是进一步促进了学生多元化的发展。学生不仅要掌握传统的工程量计算方法，也要能够利用BIM模型完成工程造价的计算，所以对于老师的教学和学生的学习都提出了更高的要求，学生可利用相同的学习时间完成更多项目的学习，提高了学习效率。通过课程中不断地学习和强化，提高了学生的造价编制能力和学习能力。

（四）施工技术及施工组织类课程

可分为两大类，施工技术类课程和施工组织课程，施工技术类课程如建筑工程施工技术、安装工程施工技术等。在施工阶段使用BIM技术，可以实现：（1）碰撞检查，减少不必要的返工;（2）虚拟施工，施工各方能够有效协同;（3）通过三维渲染后，达到宣传展示的效果;（4）精确控制施工过程的支出，减少无谓的浪费;（5）多种方案对比，有效管控。对于施工技术类课程，传统的教学方法一般是课堂上讲授施工规范结合施工视频及施工现场参观，学生接触的是“点”或“面”的知识。缺乏对工程各分部分项工程整体布局，如各分部分项工程的施工顺序、安装高度、是否可以交叉施工等等。如果在课堂上引入已经建好的BIM模型，以空调安装工程为例，学生不仅可以直观地看到各个设备、风管和水管的安装高度、精确的位置及采用的安装方法，包括很多施工上的细节，如风管支架、设备支吊架、水管的连接、风口和风管之间的连接、风机和设备的连接等。还能够看到各楼层、各设备以及各工种之间的关联，通过虚拟施工，学生可以了解工程虚拟建造的全过程，从而分析出更优化的施工方案。

在施工組织类课程，引入BIM模型，可以把抽象的进度计划和施工组织方案变得更形象更具针对性，以集成模型为载体，关联施工过程中的进度、合同、成本、质量、安全、图纸、物料等信息，模拟施工管理人员对工程进行有效决策和精细管理，从而达到减少施工变更、缩短工期、控制成本、提升质量的目的。把枯燥的课堂讲授变成学生主动学习，模拟工程施工过程，借助BIM模型编制更具针对性的施工方案和施工进度，协同施工各方参与工程管理，不仅提升了教学效果，也为学生未来的工作打下基础。

三、嵌入式教学中应用BIM的几点建议

（一）完善相关BIM实训室的建设

传统的实训方式，已不利于学生和教师在BIM相关课程的学习和实训，也不利于学生完成上述课程的学习与拓展。因此，达到上述的教学内容与教学目标与否，与之配套的实训室的建设尤为重要。实训室建设除了必要的与BIM相关软件和硬件之外，建议建立BIM虚拟仿真实训中心，虚拟现实技术应用的核心技术是交互技术，亲身经历、亲自感受比空洞抽象的说教更具有说服力，营造“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式取代为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。构建仪器设备先进、资源共享开放服务的实践教学环境，实训室除了在保证完成教学任务的前提下，还能积极开展教学改革、研究服务、对外培训工作，充分发挥学术、技术优势，增强实践教学活力。对于实训课程设置专门的实验平台，使实训室人性化、多功能化。

（二）完善相关的教学体系和课程标准

在教学中全面推广与使用BIM技术，涉及到众多门类课程，因此需要对原有课程体系和课程标准进行完善和修订。如增加BIM建模类课程，修改原有课程如建筑及安装识图课程、计量与计价课程、施工技术及施工组织类课程的课程标准。课程标准中的参考学时、课程目标、设计思路、课程内容、考核要求、教学条件、实施建议等均应做出调整。嵌入BIM技术教学的课程体系和课程标准，更符合建筑类高职院应用技术型的人才培养目标，实现以学生为本，知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念和以能力培养为核心的教学观念，形成有利于培养学生实践能力、创新能力的教学体系。

（三）建设一支技能全面、知识丰富的教师队伍

BIM在教学中的全面推广使用，需要一支技能全面、不断学习的教师队伍。对于新技术新方法的使用，学校要走在行业的前面，作为一线的教师，有义务承担新技术、新工艺的传播责任，这也要求教师不断地学习和进步，紧跟时代的步伐。教师应率先学习建筑行业新技术新工艺，及时将行业新技术新工艺补充到课堂教学中。BIM在教学中的全面推广，对教师提出了更高的要求，首先要转变传统的教学方法，其次是更新自己的知识结构，即BIM技术的全面学习，探索如何在相关课程中引入BIM模型，采用行之有效的教学方法，达到与之前相比事半功倍的教学效果。

崭新的技术会带来崭新的教育思维，BIM技术将给建筑类高职院校的教学模式和教学体系带来一系列的重大改变。在课程体系中全面引入BIM， 完善课程体系和课程标准，逐步完成相关配套实训室的建设，加强教师队伍的培训和学习，以BIM建模课为基础，建设项目全过程模拟为特点，提高学生协同设计能力、建模及识图能力、计量计价能力、施工技术能力、施工组织设计能力、招投标能力、施工阶段综合应用能力等，提高学生各项技能，培养出既符合建筑行业发展又符合社会发展的复合型人才。

参考文献：

[1] 王晓亮，郭荣华.新常态下高职建筑工程专业BIM技术人才培养研究[J].河北软件职业技术学院学报， 2016，（1）：24-26.

[2] 胡馨.浅谈BIM技术在建筑工程造价上的应用[J].四川林勘设计， 2016，（1）：80-82.

[3] 王婷，刘莉.利用建筑信息模型（BIM）技术实现建设工程的设计、施工一体化[J]. 上海建设科技， 2010，（1）：62-63.