职业院校土建类专业BIM教学与工程实际结合的探讨
2020-04-14陈礼婧
陈礼婧
摘要:将BIM技术运用于土建类专业实践中是职业院校土木工程专业教学活動中的重要环节,也是提高学生职业竞争力的关键一环。我国现阶段的土建类专业有建筑工程施工、工程造价、工程管理等专业,招生规模逐年扩大,提高人才培养质量和保证毕业生就业质量是目前办学中重点关注的问题。因此,结合土建类专业培养的实际,对如何在土建类实践教学体系中应用BIM技术作了全方位规划和探讨,对今后BIM技术在职业院校土建类专业中的进一步应用必将起到很好的促进作用。
关键词:土建类专业;BIM教学;工程实际
一、概述
计算机信息技术的迅速发展,信息技术被大力应用于土木工程行业,对提高土木工程行业的综合效益起着重要作用。BIM技术给整个土木工程行业引来了极大的技术影响。BIM技术的运用与普及已不断在欧洲、新加坡和日本等发达国家得到推广。在中国,BIM技术的运用尚处于起始期,人们广泛重视BIM。越来越多的企业和机构开始努力摸索运用BIM,而且有了一定的效果。BIM技术所要实现的功能与目标是极其庞大与众多的。应用BIM可以提升全部土木工程行业的生产效益,有效地把控工程费用。现阶段,在工程设计时期、造价招标时期和施工管理时期,需要不同的BIM软件支持。必须经过这些软件的有效结合来完成BIM的目标。
二、构建信息模型(BIM)
“建筑信息模型技术乃指发展及采用计算机软件建立模型,仿真设施的建造及营运情况。制成的模型称为建筑信息模型(BIM)或者是BIM模型,存有丰富数据,面向对象,以智能数码化方式展示设施参量。建筑信息模型可按不同用家的需要,适当提取及分析意见和数据,产生数据协助用家落实决定,并改善交付设施的程序。使用建筑信息仿真改善规划、设计及建造程序,已逐渐统称为虚拟设计及建造” (Associated General Contractors of America, “AGC Guide to BIM”)。按最高层次来说,建筑信息模型技术是智能数码代表,展示固定资产的现实及功能特征。建筑信息模型(BIM)技术具有以下特点:
1.建筑信息模型技术为参数关系数据库,将指定对象(建筑物每项对象)的多层信息联系起来。模型可大量储存设计及建造以外的信息,成为用户营运及维修的数据来源。
2.建筑信息仿真属智能模型,只要更改其中一个组件,则可反映在所有相关组件上。更改时,不但会改变图像,亦会修订数据库内的信息,所有图像及分析均使用同一数据库。
3.建筑信息模型技术持续为建筑物提供三维立体图。由于储存在模型内的所有数据均是三维立体数据,设计师和工程师可在任何设计程序,以活动程序制作出任何角度、横切面的三维立体建构图。
4.建筑信息模型技术是研究及分析多界别资料的智能工具。由于模型内的元素包含建筑物特性和特点(如热传导、几何结构、表面物料),可仿真出建筑结构行为。
5.建筑信息模型技术是永久及持续使用的文档,不单在同一地方储存所有信息,更可管理整个资产生命周期。
三、土建类专业BIM教学现状
由于国内土建类专业长时间以来对“大型土木工程”的培训和定位,土建类专业学生在相当大的程度上拥有掌握BIM技术的自然优势。例如,在土建类专业课程中多数职业院校都开设了工程概预算、建筑设备、工程项目管理、建筑结构等专业课程。从就业方面看,土建类专业学生的广泛就业面也能侧面证明土建类专业有展开BIM学习的良好基础。
(一)土建类专业BIM教学优势
一是职业院校土建类专业多没有开设BIM或相关工程管理理念的课程,而是侧重工程造价和施工技术,学生缺乏BIM相关的理论知识。二是在软件理论和应用上,学生多因培养方案而更重视autocad、pkpm等工程设计和工程制图软件,对revit等BIM工具并不是十分了解,再加之BIM软件工具尚在推广、对硬件要求较高等现状,学生学习BIM技术有一定的难度。三是职业院校土建类专业面对BIM就业需求有着机遇与挑战,国内多所职业院校正在抓住BIM的改革机遇占领新大陆的制高点,例如广西建设职业技术学院打造了VR+BIM实训教学中心,部分职校已与autodesk公司、广联达软件公司等知名企业共同制定了若干BIM框架等,职业院校面对BIM的就业浪潮迎来了机遇和挑战。
(二)土建类专业BIM教学的劣势
1.BIM对教学资源的高要求将是前所未有的。BIM技术明显的特点包括了信息化、可视化、多专业协同,如果在教学中大规模推广,落后的计算机硬件首先将无法满足以revit为代表的BIM工具的需要;多专业协同则要求最好具备齐备的专业设置(包括土木、电气、造价等),这些是国内许多职业院校无法在短时间内达到的条件。
2.师资力量的短缺。BIM技术初步成型且尚在推广,不论是理论层面还是实践层面都尚在完善,优秀的师资力量往往并没有集中在职校而是在社会企业中,而且BIM师资的培养绝不是靠一两门课程就能达成,需要教师在企业和项目中的长期磨炼才能达到真正能“授业解惑”的水平,所以师资的培养不论是从数量和质量上都具有一定的难度,将是一个长期的过程。
3.缺少可以用于教学的BIM项目。与传统的建筑设计或桥梁设计不同,BIM概念是基于全寿命周期的管理理念,这就意味着BIM的覆盖范围要比土木工程专业的教学范围大,而且覆盖的时间轴也更长,从项目策划到后期维护都会是学习范畴。静态的、模拟的学习和设计明显不能满足高质量的BIM教学,加之目前国内真正完全地、成功地运用BIM技术的项目仍然很少,不论是模拟教学还是参与式教学都是难题。
四、土建类专业BIM教学与工程实际结合的措施
由于不同职业院校人才培养的类型和目标存在差异,BIM人才培养的目标也不一致。例如,部分职业院校注重BIM的研究与软件开发,并设立了专门的BIM研究中心。学校重点培养BIM技术应用型人才,使学生了解BIM技术在具体工程中的实际运用。因为BIM知识系统庞大且复杂,需要经过从规划设计到调试和拆卸的信息技术,完成各参与单元的生命周期的协同监管。所包含的BIM软件主要包括建筑设计和结构设计、机电设计、模型综合碰撞监测、工程计算、工程计价、施工管理等,结合土木工程院校丰富的专业理论。学生很难在短时间内理解和应用BIM技术。应对此种状况,许多独立机构开始努力摸索BIM技术运用型人才的培养方法。
(一)参加BIM大赛
近几年来,广联达、鲁班、斯威尔等公司一直努力开发BIM系列软件。为促进各自的BIM软件的普及与市场份额的扩大,开展了各种BIM竞争赛事,竞争体系日趋完善。越来越多的高校积极参加竞争。BIM竞赛的举行,对推动各院校的BIM教学变革起到了有效的推动作用。许多学校的BIM人才从参加BIM竞赛到发展成为BIM教学变革。比赛以BIM系列软件为支持,几个学生组成一个团队,经过过分工来完成目标。借助比赛,参与的学生掌握并经历了BIM系列软件的实际运用,培训了BIM软件的多方协同运用技能。职业院校还应努力激励学生经过参与斯威尔、广联达等BIM竞赛,掌握BIM知识与软件应用,借助竞赛途径,学生对BIM的理解与应用取得了极大的提高。然而,因为受时间与软件因素的制约,大部分参与的学生大多负责自己模块软件的学习与运用。他们不熟悉其他板块,不利于系统的学习与应用。此外,由于参与者的数量,这是绝对有限的。大多数学生缺乏参加比赛的机会,所以难以推广BIM知识与软件的运用,不利于BIM人才的大范围锻炼。
(二)设置BIM方向的毕业设计
现阶段,许多院校并没有相关的BIM课程。相反,在毕业设计的时候只安排了部分面向BIM的主题,仅凭学生的个人爱好来选择主题。然而,因为学生在以往的课程掌握流程中缺少接触BIM的机会,BIM相关的基础理论不足,因此,实际的操作起来很困难,学习相关软件的应用会花费很多的时间。尽管老师的指导在一定范围内加大了学生对BIM的理解与技术的运用水平,然而,仅仅借助毕业设计,许多学生所收集到的BIM知识仍然是片面的、不全面的,并且在BIM技术中全面的应用能力培养不足,不利于BIM技术人才的大范围培育。
(三)独立开设BIM课程
部分职业院校选择在土建类课程中开设单独的BIM课程。独立开设BIM课包括两种形式:(1)在较低年级开设,全面地阐述BIM概念与BIM软件的实际运用,此种形式可以助力学生习得基本的软件技能之后能够更好地进入高级专业课程,更好地理解与运用BIM,但对于专业理论知识薄弱的低学段学生而言是很难以掌握的。学生不能将BIM应用于特定项目。对BIM的理解也仅仅是浅层面的。教学成果不完美。(2)在学生修完全部的专业课程后的第二年直接开设一个独立的BIM软件运用课程,大多是对BIM相关软件的运用进行教学,这与前一个形式相比是比较理想的。这样,学生就具备了专业的基本理论,更容易掌握。
(四)基于BIM的多课程联合教学
将BIM理论整合到目前的土木工程专业系列课程之中,在目前专业课程的基础与实际教学环节中设置相应的BIM理论与软件运用,打造多课程联合教学模式。这种有效教学模式能够弥补上述三种BIM专业人才培育模式的缺陷。此种模式并不要求教师熟悉全部的BIM理论与BIM软件的运用。不同专业课程的教师只要熟知自己所带课程相关理论体系,即可理解其他專业课程的有关知识。而且,教师还可以在各自课程的教学环节里科学地运用BIM的可视化技术,提升学生的空间知识技能,促进学生能够更有效地认识和把握相关的专业理论。BIM知识和专业理论相互融合,使学生能够理解专业知识和BIM知识的运用。
五、结语
计算机信息技术的迅速发展,信息技术被大力应用于土木工程行业,对提高土木工程行业的综合效益起着重要作用。BIM技术给整个土木工程行业引来了极大的技术影响。将BIM技术运用于土建类专业实践中是土建类专业教学活动中的重要环节,也是提高学生职业竞争力的关键一环。我国现阶段的土建类专业有建筑工程技术、工程造价、工程管理等专业,招生规模逐年扩大,提高人才培养质量和保证毕业生就业质量是目前办学中重点关注的问题。因此,结合土建类专业培养的实际,本文对如何在土建类实践教学体系中应用BIM技术作了全方位规划和探讨,对今后BIM技术在职业院校土建类专业中的进一步应用必将起到很好的促进作用。
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