基于BIM技术的工程造价课程信息化案例教学分析

朱余佳，童进 （安徽审计职业学院工程管理系，安徽 合肥 230601）

1 引言

随着“中国建造2035”战略的推进，以数字建造为核心的“绿色建造”和“智慧建造”引领了未来建筑产业的发展。建筑业的转型和升级，促进了建筑信息化技术在我国建筑业不断普及。BIM 技术，即建筑信息模型技术[1]，是在CAD 等二维技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术，可以数字化承载建筑工程的物理特征和功能信息，并能将建造模型和各项数据可视化表达。BIM 技术以软件应用为依托，在建筑设计领域，目前最主流的三家BIM 软件开发公司是Autodesk 公司、Bentley 公司和Graphisoft公司[2]，其中Autodesk 公司开发的Revit和Navisworks 等软件是我国应用较广的BIM建模软件。

由于BIM 技术具有信息化、可视化、集成化等特点，可极大减少设计错误、提升施工质量、减少资源的浪费、节约建造成本。BIM 技术将为建筑业带来全方位转变与优化，它也被称为建筑行业的第二次革命[3]。本文以国内外BIM应用现状和工程造价专业课程教学现状为研究背景，研究BIM 技术在工程造价专业课程信息化案例教学中的具体应用，以信息化的教学手段促进人才培养的高质量发展。

2 国内外BIM应用现状

2.1 国外BIM应用现状

BIM 的概念由美国率先提出。2002 年，Autodesk 公司首次推广BIM技术，到2012 年，美国已有71%的工程项目在设计或施工中使用了BIM 技术，这就意味着BIM 技术在美国工程项目上的应用已成为主流。欧洲有Tekla、Graphisoft、Solibri 等大型建筑信息化软件厂商，BIM 技术的推广和应用都很成功。澳大利亚2012 年颁布了《国家BIM行动方案》，目前已全方位开展BIM 应用。日本的信息集成化程度很高，基本实现了从方案规划到运维全过程应用BIM 技术[4]。新加坡要求所有新建的政府投资项目都必须建立BIM 模型。阿联酋也一直致力于BIM 技术的强制应用，任何10 层以上的新建项目都必须用BIM技术进行设计和施工[5]。

2.2 国内BIM应用现状

近年来，我国一直在推动BIM 技术的普及。很多一线城市的大中型项目在设计阶段都应用了BIM 技术，比如国家体育馆“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”、上海中心大厦、上海迪士尼等。沿海发达省份应用BIM 技术的大中型项目也比较多，比如东莞厚街体育馆、杭州西溪会馆、福建国资大厦等[6]。

在我国内陆地区，以安徽省为例，有不少于60 家BIM 咨询机构。安徽省建筑设计研究总院、马钢集团设计研究院、安徽地平线建筑设计有限公司等设计单位都配有专业从事BIM 咨询的团队，中国建筑集团、中铁四局集团、安徽建工集团等施工单位也配有BIM 应用团队。建筑企业对BIM 技能人员需求量越来越大，这也给工程造价专业的人才培养提出了新的要求，需要在课程建设中融入更多的BIM 技术，以应对建筑信息化日益发展的要求。

3 工程造价专业课程教学现状

3.1 教学理念较为落后

很多工程造价专业教师在教学过程中依旧还是以传统教学理念为主。比如经常用一些图片或者图纸作为教学资源，学生的感官体验不明显，三维立体的认识建立不起来，久而久之也就提不起兴趣。如今各行各业都步入信息化时代，教师也需要做出相应的改变。结合实际工程案例使用BIM 技术可以构建合适的模型，将实际案例模型作为教学资源运用于日常教学中去，能很好地解决这一问题。

3.2 实训环节达不到预期效果

工程造价是一个非常讲究实践性操作的专业，专业课程的实训教学和理论教学同等重要。学生只有掌握了实践性操作，才能更好地适应就业环境。绝大多数高职院校都会安排比较多的实习实训课程，通过实践加深学生对知识的理解和技能的掌握。不过很多院校在开展实训课程的时候也面临了很多现实问题，比如在“建筑工程计量与计价”课程实训中，指导教师让学生结合二维图纸计算各分部分项工程量，学生对于图纸中的设计细节还是不够了解，因而对工程量计算规则也很难掌握得全面。而且很多院校实习实训硬件条件受限，缺乏工法楼之类的实习实训场所，很多学生对于实训环节的理解仍旧停留在书本中。

4 基于BIM技术的案例教学法在工程造价信息化课程建设中的应用

高职院校工程造价专业为适应产业转型升级，需要以服务就业和创业能力为导向，推动专业设置与产业需求对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、毕业证书与资格证书对接、职业教育与终身学习对接。基于BIM 技术案例教学法的应用，很大程度上为实现工程造价人才培养需求提供了帮助。除了常规的算量计价以外，在日常教学中运用BIM 技术的案例教学法能帮助学生提高识图能力、碰撞分析能力和日照分析能力，并能为教师进行可视化演示提供方便，使学生能充分适应各种不同工作化场景的需求。

4.1 复杂节点的识图能力

工程造价专业对于人才培养的一个最基本的要求就是能够有效地识图，建筑信息化很大程度上就是帮助学生能够利用BIM 技术精准地识别建筑、结构和设备施工图。学生对施工图上有些构造理解起来比较困难，BIM 模型富有立体感，能够让学生更加直观明确地理解施工图，实现二维平面到三维立体模型的有效转化。图1（a）是飘窗节点详图，学生从二维图纸上很难想象飘窗的具体形状以及标高位置，授课教师可以运用BIM 技术现场建模，飘窗的每个构件就一目了然。

图1 某案例工程飘窗节点详图和三维模型

4.2 碰撞分析能力

现阶段对工程造价从业人员的业务要求越来越高，比如在施工图预算中遇到设计图纸本身存在的问题时，需要会同业主单位和设计院，对二维图纸出现的碰撞问题进行修改和调整。但是现在的建筑项目图纸更加复杂，单纯依靠设计人员从二维图纸上审查容易出现错误和遗漏。教师可以结合具体案例，利用BIM 建模软件Revit 和项目审核软件Navisworks 进行碰撞检查，逐一筛查不同专业间以及同专业不同构件间的碰撞情况，方便直观生成碰撞报告及其三维情况，根据碰撞检查情况及时进行反馈[7]。

此外，通过三维模型还能发现二维图纸中存在的错项、漏项及不同图纸间存在相互矛盾等问题，提交问题报告交付业主或施工单位，及时解决施工中遇到的问题，避免工期延误和返工，有效节约成本。学生在学习过程中，不仅提升了自身的信息化水平，也提高了全过程为甲方服务的质量，更能适应今后的工作环境。

4.3 日照分析能力

未来工程造价专业的发展方向是给业主提供全过程的咨询服务，而绿色建筑就是目前所倡导的建筑业发展的新方向，日照分析作为绿色建筑设计的重要组成部分，有非常重要的作用。教师可以结合某案例工程通过使用Revit和Fuzor软件进行日照分析，分别考量两栋裙房的采光，分别模拟冬至日11 点（图2）和15 点（图3）的采光情况，推测西裙房采光时间可能不充足。教师可以结合案例，强调工程造价专业毕业生不仅要学会算量计价，也要学会给业主提供合理化建议，以达到节能节材和提升功能的目的，避免不必要的经济损失。

图2 冬至日11点的日照情况

图3 冬至日15点的日照情况

4.4 教师进行可视化演示

很多工程造价专业学生对建筑模型的理解比较抽象，教师可以结合某一具体案例工程的BIM 模型，生成虚拟仿真情况下的动态漫游，为教学工作提供大量可视化素材。在很多高职院校缺乏实训场地设施和无法大规模组织学生去工地实训的情况下，基于BIM 技术的可视化演示，为学生增强认知开辟了一条捷径。

5 BIM资源库建设和课程教学模式优化

随着我国BIM 技术的应用越来越广泛，企业对掌握BIM 技术的人才需求也越来越多，高职院校工程造价专业教师对BIM 技术应用能力直接影响着课堂信息化教学效果，也影响着学生对BIM 技术的应用水平。这就要求专业教师不仅要掌握课程的理论知识，也要掌握BIM 技术的使用方法，将BIM 技术融入到课程教学和教学资源建设中去。因此，全面提升教师的教学能力和BIM 相关软件的应用能力是课程信息化案例教学的根本保证。

其次，高职院校应建立一套完整的、符合学情分析的BIM 培训案例资源库。一套完整的BIM 培训案例资源库应包含实际工程案例图纸、BIM 模型、课件等教学资源，这些教学资源按照来源可以分为外部资源和内部资源[8]，其中由教师根据自身理论与实践创作的教学资源是内部资源；教师根据实际工程设计图纸进行建模，或者直接参考引用他人创建的BIM 模型等资源，使之服务于课程教学的资源属于外部资源。无论是内部资源还是外部资源，都需要教师进行有效组织和串联处理，而且需要根据学生的学习效果实时动态更新教学资源。

工程造价专业的人才培养和课程体系的安排应循序渐进、由浅入深。为了优化课程教学体系，更好地融入BIM 技术，具体可将BIM 案例教学法分为三个阶段融入到整个课程体系教学之中。

第一阶段在大学一年级开设“BIM建模基础”课程，采用单一授课模式。只安排信息化理论和实践教学，这一阶段进行单独授课使信息化教学更有针对性，可以安排对BIM 应用能力掌握较好的教师进行授课，教学难度较小，也有利于学生初步掌握BIM 相关理论知识和常规建模技能。

第二阶段在大一下学期和大二、大三各专业课开设过程中，采用交互式的授课模式。将BIM 技术安排到相关专业课的教学过程中进行辅助教学和专题学习，专业课教师引用或构建BIM 模型等资源，可培养学生的识图能力和空间立体感，有效提升教学效果，这也要求专业课教师都能掌握一部分建筑信息化技术和应用能力。

第三阶段应用在毕业设计或岗位实习中，采用多课程的联合培养模式。教师可以通过构建一整套BIM 模型，进行算量计价、场地布置、碰撞检查、日照分析、机电深化设计、施工可视化模拟等不同课程内容的联合培养，让学生通过BIM 案例模型获取各类不同专业的知识，并将其整合在一起，避免不同课程之间“各自为政”的现象发生。这对教师的信息化综合应用能力也提出了挑战，需要组建教师团队共同完成指导任务。

6 结束语

BIM 技术作为一项新技术，具有信息化、可视化、集成化等特点。近年来，随着政府的推广应用，BIM 技术已渗透到建筑业的每个角落。作为把全过程咨询服务技能培养作为主要目标的工程造价专业来说，深入探究基于BIM 技术的案例教学法在日常教学和实训教学中的应用，除了实现算量计价的基本功能之外，还能帮助学生提高对复杂节点的识图、日照分析、碰撞检查等综合能力，同时有助于教师将抽象的知识形象化，将二维的图纸立体化，并能进行虚拟仿真和动态漫游，解决了实训资源不充足的问题。这样，不仅能有效地提高课堂教学效率，使教学过程和工作过程无缝对接，更能帮助学生提升全过程咨询服务能力，为高校培养更多高水平技术技能型工程造价人才提供了可靠保证。