BIM技术在土建专业教学改革中的应用研究*

2021-01-08卜万奎

菏泽学院学报 2020年5期

徐慧，卜万奎

(1.菏泽学院学报编辑部，山东菏泽 274015；2.菏泽学院城市建设学院，山东菏泽 274015)

BIM(Building Information Modeling)是以三维数字技术为基础，并应用于建筑工程中用于模拟建筑工程施工、碰撞检测等功能的先进技术.BIM技术连接了建筑生命周期不同阶段的数据、过程和资源，是建筑环境模拟、工程造价、结构设计和施工管理等多专业的集成.BIM技术给我国的建筑工程行业带来了一次产业革命，给建筑行业结构的升级带来了巨变.国内外对于BIM的研究逐渐趋于成熟，国内外的教育也将BIM课程纳入到土建专业中[1～3].

欧美大学已经将BIM技术的学习纳入到了建筑类的课程学习中，本科阶段为2～3个学时，研究生学时数量有所增加.国内的一些知名高校也相继开展BIM技术的学习，比如清华大学在本科阶段就开设BIM基础课程，同济大学和天津大学在硕士阶段开设BIM基础课程.对于应用型大学而言，开设BIM课程的学习刻不容缓.

1 BIM技术在高校土建专业教学中存在的问题

1.1 适用教材的匮乏

随着BIM课程在各个高校的开设，需要适用配套教材进行教学.但由于BIM软件多样性的特点，其教材难度不好把握，导致教材的选择出现困难.另一方面，由于BIM课程是一门新兴的课程，很多教材的编写都不是很全面[4～6]，因此，在选择适合的教材方面无从下手，导致在教学工作中缺乏支持与依据.

1.2 BIM课程内容不合理

由于BIM是新型的课程，教学模式和教学方法不完善，主要存在以下问题：(1)教学中没有把实际工程实例与理论知识有机结合，从目前的实践教学来看，部分高校授课的工程实例未很好的贴近土建专业实际，由于课时的限制，没有真正的带学生去施工现场观摩，因此学生也无法跟进工程项目并了解项目建筑施工的时间及建设过程.(2)对学生实际操作能力的培养不够，土建类专业对于理论基础和实际操作能力都有很高的要求，但在实际教学的过程中，往往出现重理论轻实践的现象，导致学生建筑绘图能力的缺乏，这恰恰是BIM应用中最重要的.

1.3 专业教师队伍的匮乏

BIM课程是一门新兴的课程，目前的教学处于探索阶段，专职教师非常匮乏，现有的授课教师缺乏系统的理论知识和实践经验，对于BIM课程的教学还处于摸索阶段，师资力量的短缺使得学生不能全面的、深入的了解BIM.甚至部分教师认为BIM课程仅仅是一个三维的建模，只要将软件的用法传授给学生就可以了，这样很不利于学生今后走向社会对BIM技术的使用.

1.4 BIM硬件设施投入力度不足

随着建筑行业的飞速发展，很多高校意识到BIM技术对于土木专业的重要性，由于BIM的许多软件系统对计算机的硬件配置要求较高，受到学校投入资金的限制，使得BIM实验室硬件的投入不足.再加上后期还需要对软件系统进行升级和维护管理，这都会加大学校经费的支出.

2 BIM技术在高校土建专业中的教学改革

为了顺应我国建筑行业发展的趋势，高校应积极对BIM课程进行教学改革，使学生在走向社会后更好的应用BIM技术.

2.1 土建专业BIM技术的分析

由于土建专业培养的是建筑技能型人才，大部分学生要投入到生产的一线.因此，这就需要学生熟练的掌握BIM技术.设计单位需要其员工使用Revit等主流软件完成工程的建模和规范化出图，同时会利用BIM技术进行一些碰撞的检查和前期的设计优化.施工单位需要掌握BIM技术和建模技能，同时配合BIM软件完成施工相应的工作，比如对实际工程的施工图深化设计、施工方案模拟、专项方案的论证等.运营维护单位需要员工会利用BIM技术对物业进行有效管理.构建生产厂需要BIM技术人员熟练掌握数据的读取，并获得产品的设计参数，同时获得进度信息.

2.2 基于BIM课程体系的设计

由于BIM软件具有较好的交互性，更高的绘图效率及专业间的协作性，必须建立一套适和本专业的全新的课程教学体系.根据不同层次专业培养计划的不同，建立不同的课程体系.具体如下：根据建筑行业对人才的需求，将人才培养模式划分为普通型和中、高端型.国内的土建专业一般分为专科和本科两个培养层次，对于专科按照普通型培养，对于本科按照中、高端型培养.专科学生着重学习初级知识，主要为BIM的基础知识和基础软件的建模.本科学生应注重将BIM知识和其他课程整合起来学习，把BIM运用到专业课程里面去.实践教学的方式通过课堂教学和上机相结合的方式.课程体系设计见表1所示.

表1 土建工程专业BIM课程体系设计

2.3 不同专业学习不同的BIM软件

土建专业主要由土木工程，建筑工程技术，工程造价，建筑设备等专业构成.现在大部分高校现有的BIM软件配置都有限，在学生系统的学习了基础的BIM理论知识之后，根据专业方向的不同，侧重讲解于专业相关的BIM软件的操作.例如对于工程造价专业的学生重点讲解算量软件和招投标软件；建筑工程技术专业的学生重点传授施工管理软件、施工现场布置软件等，这样的教学模式实现了最大限度的利用了学生的学习时间和现有的实验室安装的软件.

2.4 建立不同专业的BIM协作教学模式

在实际的建筑工程中，施工和设计的过程涉及到许多不同的部门，没有工作经验的学生无法弄懂各部门之间的配合和协作.建立不同专业的BIM协作教学模式，通过在课堂教学中引入工程实例，使学生更加直观的了解建筑生产的工作流程.BIM中的协同工作功能，能够让不同专业的设计师进行三维的沟通协作，动态更新修改建筑模型.美国和我国的哈尔滨工业大学等高校建立BIM协作的教学模式的经验，证明是行之有效的教学模式.将来自不同专业的学生分成几个小组，给出一个实际案例，让他们运用自己学过的知识相互协作，按照步骤完成各自的任务，共同完成案例.通过这样一个过程，学生既掌握了专业知识，也了解了工程案例的全过程，为以后更好的融入到社会打下基础.

2.5 开展校企合作共建专业

针对目前教师教学经验不足和实验室硬件配置匮乏和软件系统不够全面的困境，可以加大和相关企业的合作.通过聘请企业里面BIM软件方面的专家到高校来授课这种方式，为学生进入社会提供了丰富的工作经验；也可以通过企业注入的资金完善实验室硬件和软件的不足.同时，学生可以到合作企业去学习，这样就为企业储备了具有相关技术的人才，为将来企业的发展注入新的血液.