BIM-CIM创新大赛视角下的安装工程课程教学改革研究

2022-12-30周敏章鸿雁广东建设职业技术学院广东广州510440

安徽建筑 2022年12期

周敏，章鸿雁（广东建设职业技术学院，广东广州 510440）

职业技能大赛是推动职业教育改革、培养学生创新意识、提高学生职业技能的一项重要举措。将职业技能大赛与课堂教学相结合，可有效实现"以赛促改、以赛促教、以赛促学"和“课、岗、赛”相融通的良性教学机制[1]。BIM技术是一种覆盖建筑生产全过程的建筑信息模型技术，CIM城市信息模型是BIM在城市范围内的扩展，是实现数字孪生城市的基础和关键。BIM-CIM在建筑信息化行业也得到广泛应用。而当前很多学校工程造价专业的安装工程课程教学内容尚未与BIM技术融合起来，存在理论教学与工程实际脱节的问题。本文将结合BIM-CIM创新大赛，探讨BIM安装工程课程的教学研究，在教学环节上结合大赛评分要点，引入课堂竞赛方式进行讲授，提高学生技能和综合素养。

1 BIM-CIM大赛创新分析

本文以我校学生参加的“斯维尔杯”BIM-CIM创新大赛为例，结合安装工程课程内容，进行赛事创新分析。大赛分为BIM建模和BIM、CIM技术应用两个赛项。BIM建模是准备图纸，按要求进行建模并提交成果。BIM、CIM技术应用是将已建好的模型进行应用，分为规划设计、绿建、造价、工程管理、综合应用五个专项，比赛成果需提交视频、PPT、模型，进行答辩。内容包括项目概况、团队分工、成果展示、遇到的问题分析及解决、BIM-CIM技术应用亮点、收获与感悟等。

第一阶段的BIM建模赛项主要考察BIM技术的建模技能，第二阶段的BIM、CIM技术应用考察设计与创新能力，因此参赛作品百花齐放，有酒店建筑、办公楼、医院、小区、民居等各种建筑形式。内容涵盖建筑设计施工的各个方面，有建筑设计，还包括结构设计和装配式设计，以及BIM-CIM技术的创新应用。例如嘉应学院参赛作品《客嘉围土鸡》是BIM-CIM技术在民居“活化”利用中的应用，该作品以大浦县泰安楼文化产业园规划为例，结合客家文化，展现文化创意中心BIM技术应用、绿色建筑及智慧民居应用；厦门大学参赛作品《装配式生态办公楼》，体现BIM-CIM创新技术的综合运用，建筑采用模数化设计，以100mm为基本模数设计各种建筑构件，从而实现降低生产成本和使用成本的目标。

第一阶段的BIM建模赛项主要考察软件操作能力。第二阶段的BIM、CIM技术应用，以实际工程案例为基础，模拟实际工作场景，实现建筑各专业的BIM协同，考察学生的实践能力和创新能力等，技术答辩时专家提出的问题覆盖面很广，有涉及BIM、建筑、结构、造价、装配式、协同全专业等，不仅仅限于软件。此赛项更能够锻炼参赛选手的专业知识应用能力、表达沟通能力、应急处理能力、协调配合能力以及创新能力。

2 BIM-CIM大赛视角下工程造价安装课程现状分析

工程造价专业的安装工程主要包括建筑电气、给排水和暖通、空调工程等，涉及的范围比较广泛，一般以水电安装工程为主，大赛考核的安装部分也是水电工程。课程主要有安装工程识图与施工、安装工程计量与计价。安装工程识图与施工是专业基础课程，主要包含各分部分项工程的图纸和相关施工工艺；安装工程计量与计价是核心课程，主要介绍安装工程相关的计量与计价规则，是造价工程师必备的技能。课程的教学质量与学生进入岗位后的识图能力、施工能力、造价工作能力息息相关[2]。BIM-CIM创新大赛要求选手具备较强的专业综合能力，不仅要有很强的BIM软件操作能力、识图与建模能力，还要对安装施工工艺熟练掌握、对材料充分认识与应用，具有工程量计算能力，同时还要有BIM-CIM技术围绕城市级信息的采集和使用展开的创新应用。

但通过学生参加BIM-CIM创新大赛，参照大赛的评分标准，反映出安装工程的教学面临以下不足和挑战。

①学生实践不足，难以准确计量

安装工程计量与计价课程仅仅就平面图纸进行施工图识图并算量，讲解比较枯燥，学生缺乏施工经验，对建筑设备系统安装缺乏整体认知，三维立体空间感不能呈现，学习效果不佳。经调查研究发现，学生不能灵活应用理论知识，很难将理论知识转换为实物场景，导致算量和计价出现错误[3]。

②学生专业基础知识掌握不牢固

以“斯维尔杯”BIM-CIM创新大赛为例，根据工程造价专项的任务书，要求考察工程算量和计价能力。算量模型要求：模型中构件应不多不少；回路中的器具附件安装位置正确；管线布置走向位置正确；管线连接器件的起止方向正确；构件信息齐全；构件工程量输出单位正确；其他相关内容均应正确。计价结果要求：计价依据设置正确；正确区分分部分项和措施项目；工料机换算正确；正确指定清单项目的“项目特征”；计算结果正确；其他相关内容均应正确。使用软件算量是要求学生在掌握基础理论知识上，能灵活应用于实践。如果学生不能准确理解图纸含义，设备类型、材料种类和管道走向，设备安装工艺，只能画出一个类似的模型，不能准确地设置构件及调整计算规则，最后汇总计算出来的结果就会存在偏差。

③综合实践能力不足

“斯维尔杯”BIM-CIM创新大赛第二阶段赛项最后要让参赛学生以PPT形式进行汇报答辩，要求参赛选手不仅具备良好的专业技能、协调沟通能力，还要具有清晰的逻辑表达能力与思辨能力。汇报的过程也是一个发现问题、解决问题并加以总结的过程，是一个能突出反映作品亮点和创新应用的过程。也要求参赛选手具备良好心态，能从容应对各种可能发生的情况。在实践过程中，往往发现一些参赛队员专业知识不足、模型太粗略、建模人员经验不足等情况，还有一些队员赛前没有做好团队沟通和演练，互相配合度不够。比赛过程需要充分准备，同时要制定比赛进度计划，明确时间节点任务，没有足够的信心和毅力就不容易按时提交作品，而有些参赛队员遇到问题存在畏难情绪，容易半途而废。

3 以大赛促进安装工程教学改革的探索

结合BIM-CIM创新大赛，将大赛评价内容和标准，考核应具备的职业能力、操作规范、精细质量、创新水平、团队协作以及BIM技术融入安装工程的教学中，优化教学内容、考核方式以及评价体系，培养学生职业素养和综合能力，使学生适应数字造价时代建筑行业改革升级的需求。

①融入BIM技术，建设教学资源库，优化课程体系的建设

针对安装工程存在一些隐蔽工程，施工工艺不直观，学生现场实践经验不足的问题，教师可以建设和优化教学资源库，将施工工艺的流程、安装工艺、设备结构、工作原理等制作成动画或视频，使学生对设备安装不再陌生；针对学生对平面图纸的安装位置、高度、形状等缺乏空间感等问题，教师可以运用BIM建模软件，制作安装工程的三维模型，展示平面图纸中设备的形状、安装位置、管线走向等，建立可视化的学习情景；针对学生算量不仔细，容易忽略的一些细节，可以利用题库设置问题、作业和测试题，检查学生掌握程度；针对学生职业素养和工匠精神的培养，可在教学资源库中通过课程思政，制作微课、动画等形式展示国内外工程的工匠精神案例或警示动画等等。要全面提升教学资源库的质量，教师还要紧跟国家针对行业发展提出的最新政策，最新成果和改革发展趋势，优化课程体系建设。

②结合BIM大赛的竞赛内容、评分标准，优化教学过程设计

BIM-CIM创新大赛工程造价专项的安装工程部分要求参赛选手具备建筑水电工程的施工图识读、水电安装工程BIM软件建模、懂得施工工艺及安装材料使用、安装工程清单编制、BIM安装算量的应用、安装计价软件的使用、新技术新工艺新领域创新应用等能力。教师需要设计融汇贯通知识技能的任务，实施线上线下相结合的混合教学，采用项目化教学、分组竞赛、团队模拟的方式，以线上线下融合、翻转课堂的形式进行知识传授。在课堂案例选取中，根据学生情况，由简单到复杂，注重绿色建筑、智能建筑、装配式建筑的创新案例的引入。表1以安装工程2门主要课程为例，深入剖析赛项任务书，分析课程内容与赛项内容的内在联系，结合教学实践，将大赛任务、内容、过程、评分点与专业课程目标、课程内容、教学实施、教学考核以及课程评价相结合，优化教学过程设计。

融合BIM大赛的安装工程教学设计表1

③BIM安装课程融入思政元素，注重价值引领和综合职业精神培养

课程思政是将思政教育融入到专业课程教学的各个环节，实现三全育人，培养学生具备坚持不懈、勇于创新、精益求精的数字化造价时代工匠精神。BIMCIM创新大赛的第二阶段BIM、CIM应用赛项中也突出考察参赛选手的专业知识应用能力、表达沟通能力、应急处理能力、协调配合能力以及创新能力等综合素质。因此，在BIM安装课程融入思政元素，在课程教学实践中注重价值引领和综合职业精神培养，实现“全员、全过程、全方位”育人，有非常重要的意义。安装工程课程教学包括课堂、实训、毕业设计、企业顶岗实习等环节，各个环节可以采用不同的教学形式，融入思政元素，各有侧重点地培养学生的综合职业精神，如表2所示。