Bim技術(shù)和Bim技能大賽對建筑工程專業(yè)群建設(shè)的影響研究

王丹凈

(無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇無錫 214153)

Bim技術(shù)和Bim技能大賽對建筑工程專業(yè)群建設(shè)的影響研究

王丹凈

(無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇無錫 214153)

從專業(yè)群建設(shè)的角度出發(fā)，通過研究BIM在我國工程領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，歸納總結(jié)出BIM技術(shù)及BIM技能大賽對建筑專業(yè)群建設(shè)的影響力和必要性。進(jìn)而將BIM技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)中，較好地實(shí)現(xiàn)依托CDIO工程教育理念構(gòu)建的專業(yè)群建設(shè)目標(biāo)，培養(yǎng)具有職業(yè)競爭力的高等技術(shù)應(yīng)用型人才，推進(jìn)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為BIM在教學(xué)應(yīng)用提供參考。

BIM技術(shù)；專業(yè)群建設(shè)；影響研究

建設(shè)工程是跨度大、多學(xué)科交叉的綜合性專業(yè)群，集管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、土木工程學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)多領(lǐng)域知識(shí)于一體，具有復(fù)合型和技術(shù)應(yīng)用性的特點(diǎn)。培養(yǎng)出的學(xué)生要懂設(shè)計(jì)、構(gòu)造、技術(shù)，會(huì)管理，又要對工程整體環(huán)境及背景有整體認(rèn)識(shí)，進(jìn)而會(huì)應(yīng)用工程專業(yè)知識(shí)對工程項(xiàng)目進(jìn)行整體控制，是能夠適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理第一線需要的技術(shù)應(yīng)用、復(fù)合型人才[1]，教學(xué)、人才培養(yǎng)難度高。建設(shè)工程又具有體量大，建設(shè)環(huán)境復(fù)雜，周期長，過程工序繁多，安全隱患多，投資額度大等特點(diǎn)，專業(yè)教學(xué)難度極大。再加上學(xué)生缺乏對工程整體認(rèn)識(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)方法直觀性差，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，不易激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，易造成教學(xué)與行業(yè)實(shí)際脫節(jié)，教學(xué)效果不佳。這就給高職教育提出了要求：如何營造一個(gè)可以供各專業(yè)協(xié)同學(xué)習(xí)教學(xué)的符合工程建設(shè)真實(shí)復(fù)雜建設(shè)過程、情景的平臺(tái)，基于CDIO工程教育理念，實(shí)現(xiàn)“對接工程、依托行業(yè)、定位職業(yè)、服務(wù)社會(huì)”的人才培養(yǎng)模式[1]，將是教學(xué)改革的目標(biāo)。BIM技術(shù)因其五維數(shù)字化、可視化、管理數(shù)據(jù)信息共享和協(xié)同作業(yè)等技術(shù)優(yōu)勢，再現(xiàn)工程建設(shè)過程和情景來解決這些教學(xué)難題，為我們教學(xué)改革提供了新模式和平臺(tái)。

BIM技術(shù)(building Information modeling建筑信息模型)即創(chuàng)建工程項(xiàng)目實(shí)體與功能為一體的、可復(fù)用的三維數(shù)字化模型，集成設(shè)計(jì)、施工和投產(chǎn)運(yùn)營的建筑全生命周期的信息于同一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)可視化直觀表達(dá)、協(xié)同作業(yè)、信息共享和數(shù)據(jù)交換，并在前期設(shè)計(jì)階段就能預(yù)測后期施工、運(yùn)營階段將會(huì)出現(xiàn)的各種問題，提前整合并處理隱患，減少不必要的資源耗費(fèi)，提高項(xiàng)目全壽命周期的管理效率和安全。BIM在工程領(lǐng)域已得到廣泛運(yùn)用，是繼CAD時(shí)代建筑業(yè)二次革新，將是未來建設(shè)領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用的大趨勢，BIM技術(shù)應(yīng)用人才需求也將快速擴(kuò)張。作為培養(yǎng)應(yīng)用技能型人才的高職院校必須緊跟行業(yè)導(dǎo)向，及時(shí)調(diào)整培養(yǎng)方向，把BIM技術(shù)融入到相應(yīng)專業(yè)群建設(shè)中去。

由此將BIM技術(shù)融入建設(shè)工程專業(yè)群建設(shè)，不但為教學(xué)改革提供了新思路，同時(shí)也順應(yīng)了行業(yè)市場需求，使得人才培養(yǎng)更科學(xué)，更適應(yīng)行業(yè)和時(shí)代發(fā)展。本文以BIM技術(shù)和BIM技能大賽對建筑工程專業(yè)群建設(shè)影響為研究內(nèi)容，為BIM技術(shù)教育教學(xué)推廣應(yīng)用提供參考。

一、BIM技術(shù)優(yōu)勢與建筑市場人才需求發(fā)展趨勢分析

1.BIM技術(shù)優(yōu)勢。以單一的工作流程和CAD二維圖紙操作技術(shù)為主導(dǎo)的傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式已無法滿足現(xiàn)今工程領(lǐng)域的發(fā)展需求。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，衍生了更快捷、更高效的管理新模式和發(fā)展方向——BIM技術(shù)。通過對兩種模式的對比(見表1)，BIM技術(shù)的優(yōu)越性一覽無余。

表1 工程傳統(tǒng)管理模式與BIM管理模式對比分析

2.建筑市場BIM人才需求發(fā)展趨勢分析。使用系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析軟件對使用BIM技術(shù)的企業(yè)市場份額變化和見效期進(jìn)行預(yù)測分析，設(shè)定兩家資源、組織、管理能力實(shí)力相當(dāng)?shù)钠髽I(yè)，按照傳統(tǒng)和BIM兩種不同戰(zhàn)略管理模式，建立模型分析市場份額、企業(yè)競爭力和見效期等數(shù)據(jù)變化，我們得出使用先進(jìn)BIM技術(shù)的企業(yè)其市場份額呈上升趨勢，在市場競爭中具有優(yōu)勢，終究會(huì)成為行業(yè)主流；傳統(tǒng)管理模式的企業(yè)則遭到淘汰；見效期(兩家市場份額二次相等的時(shí)間點(diǎn))也會(huì)隨BIM技術(shù)推廣期縮短而提速(見圖1)。據(jù)此可知：近兩年建設(shè)行業(yè)將需要大量的BIM專業(yè)技術(shù)人員，為保證行業(yè)發(fā)展。這就要求高校隨之調(diào)整人才培養(yǎng)方案，保證人才市場供求平衡，順應(yīng)建筑市場需求。

圖1 運(yùn)用BIM 技術(shù)企業(yè)的見效期

圖2 CAD二維圖與BIM三維圖效果對比

二、基于CDIO理論的建筑工程專業(yè)群培養(yǎng)模式現(xiàn)狀分析

高職建筑工程專業(yè)群培養(yǎng)方案大多是一年級打基礎(chǔ)，二年級學(xué)專業(yè)，三年級頂崗實(shí)習(xí)的模式，專業(yè)教學(xué)滯后于行業(yè)實(shí)際發(fā)展，

人才培養(yǎng)與行業(yè)需求脫節(jié)。通過大量的調(diào)研證實(shí)：72%建筑專業(yè)應(yīng)屆畢業(yè)生不具備解決實(shí)際工程的能力，缺乏工程實(shí)踐和直觀認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生就不了業(yè)，企業(yè)招不到合適技術(shù)人員的雙重尷尬境地。當(dāng)然傳統(tǒng)教學(xué)方式不利于專業(yè)學(xué)習(xí)也是關(guān)鍵因素，建設(shè)工程具有體量大，建設(shè)環(huán)境、工藝工序繁雜，建設(shè)周期長，安全隱患多，知識(shí)信息交匯大，施工員、質(zhì)檢員、造價(jià)員、資料員眾多崗位對專業(yè)技術(shù)、管理水平要求高等特點(diǎn)，都是制約學(xué)生理解、掌握的要素。以識(shí)圖這個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)能力為例，存在以下問題：(1)學(xué)生要完成從二維平面到三維立體的思維跳躍，在大腦中構(gòu)建工程現(xiàn)場的空間概念，再活學(xué)活用、理論聯(lián)系實(shí)際，對學(xué)生學(xué)習(xí)能力要求很高，也是教學(xué)難題；(2)借助PPT、黑板、二維CAD的傳統(tǒng)授課方式，單一的形式不利于學(xué)生建立直觀感性的工程框架，極易打消學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致專業(yè)基礎(chǔ)薄弱；(3)建筑力學(xué)、房屋構(gòu)造、鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、計(jì)量與計(jì)價(jià)和施工技術(shù)等專業(yè)課，概念抽象、知識(shí)點(diǎn)雜而細(xì)，又需要從三維到二維，再還原至三維的空間轉(zhuǎn)換分析過程(CAD二維圖與BIM三維圖效果對比見圖2)，學(xué)生因缺乏建筑工程的整體概念，不了解這些知識(shí)點(diǎn)對實(shí)際工程的作用，學(xué)習(xí)漫無目標(biāo)；(4)由于工程施工現(xiàn)場構(gòu)件隱蔽性和安全等因素，不適合學(xué)生到工程現(xiàn)場觀摩學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力不足，教學(xué)效果不理想。為此需要改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式，尋找直觀易學(xué)的教學(xué)方法和技術(shù)。本課題組采用CDIO工程教育模式來解決人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)不適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的弊病，以工程師崗位在建筑工程實(shí)施的全生命周期全階段素能要求制定人才培養(yǎng)計(jì)劃，搭建課程體系。有效克服了其它培養(yǎng)模式中能力培養(yǎng)目標(biāo)不明確、操作性差的缺點(diǎn)，適應(yīng)工程實(shí)際和行業(yè)需求。并基于BIM技術(shù)，通過“以三維建模為中心，五維工程管理數(shù)據(jù)共享平臺(tái)為主線的BIM虛擬仿真建筑模型”，創(chuàng)建的各專業(yè)協(xié)同學(xué)習(xí)教學(xué)的“真實(shí)、復(fù)雜”的工程建設(shè)仿真情景教學(xué)體系，集成建筑設(shè)計(jì)、施工、管理、采購、運(yùn)營、成本控制等各環(huán)節(jié)教學(xué)任務(wù)，真實(shí)構(gòu)建工程實(shí)際建設(shè)過程、場景，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段進(jìn)行了相應(yīng)的改革與探索，有效提升教學(xué)效果。

三、構(gòu)建BIM技術(shù)教學(xué)改革體系

現(xiàn)有本科院校的BIM應(yīng)用與教學(xué)多集中在BIM理論研究和軟件功能開發(fā)方面，如清華大學(xué)與廣聯(lián)達(dá)公司、同濟(jì)大學(xué)與魯班軟件公司合作成立BIM研究中心，合作開發(fā)BIM技術(shù)。而此技術(shù)尚未引起高職高專院校重視，高職院校應(yīng)遵循應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，研究重點(diǎn)應(yīng)放在BIM技術(shù)應(yīng)用推廣和教學(xué)應(yīng)用上，培養(yǎng)工程企業(yè)急需的一線BIM應(yīng)用型人才。構(gòu)建基于BIM技術(shù)的工程建設(shè)仿真情景教學(xué)體系構(gòu)建，不僅改變了教學(xué)手段，把建筑設(shè)計(jì)、施工、管理、采購、運(yùn)營、成本控制等各環(huán)節(jié)教學(xué)任務(wù)集成在一個(gè)平臺(tái)上，完成信息交互；還對教學(xué)內(nèi)容和理念等有了改變，它與傳統(tǒng)教學(xué)模式對比分析見表2。

通過BIM技術(shù)在課堂上再現(xiàn)真實(shí)復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)目不同階段的過程，包含決策、設(shè)計(jì)、造價(jià)投資控制、施工技術(shù)管理、營運(yùn)管理等一系列工程建設(shè)管理活動(dòng)，將其應(yīng)用于教學(xué)，即將建筑學(xué)、建筑工程技術(shù)、工程造價(jià)、工程管理等多專業(yè)的教學(xué)任務(wù)融通在一個(gè)平臺(tái)上(見圖3)，各專業(yè)學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，共同完成一個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)全過程的學(xué)習(xí)任務(wù)。

1.BIM技術(shù)在建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)工程等設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)應(yīng)用

通過建立三維模型，改善學(xué)生二維到三維識(shí)圖和空間構(gòu)建轉(zhuǎn)換難題，利于專業(yè)知識(shí)的深化學(xué)習(xí)與構(gòu)建，并且三維模型有效降低了圖紙矛盾和設(shè)計(jì)誤差，有利于學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足，比如碰撞檢驗(yàn)功能，可以使學(xué)生快速建立各設(shè)計(jì)專業(yè)協(xié)調(diào)配合理念，學(xué)會(huì)科學(xué)合理布局設(shè)計(jì)。三維模型直觀性可以幫助學(xué)生快速結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況選定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，大幅度提升專業(yè)水平和學(xué)習(xí)效率。

表2 BIM技術(shù)在工程建設(shè)全周期教學(xué)模式與傳統(tǒng)模式對比

圖3 各專業(yè)BIM教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)關(guān)系

2.BIM技術(shù)在建筑工程技術(shù)、工程管理專業(yè)教學(xué)應(yīng)用

基于BIM技術(shù)的仿真模擬施工，能夠?qū)崿F(xiàn)建造過程可視化，三維動(dòng)畫和漫游，構(gòu)件分解等功能，在課堂再現(xiàn)真實(shí)的建設(shè)項(xiàng)目管理過程，使得學(xué)生快速直觀地掌握工程材料、構(gòu)造、施工技術(shù)、工藝和施工組織管理等各方面專業(yè)技術(shù)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了課堂與工程實(shí)際各工種崗位任務(wù)緊密結(jié)合，對各崗位職責(zé)有清晰直觀的認(rèn)識(shí)，做到有的放矢地學(xué)習(xí)；并可以通過BIM軟件來虛擬完成工程建設(shè)任務(wù)，在具有時(shí)間屬性維度的實(shí)際工程任務(wù)BIM模型構(gòu)建中學(xué)會(huì)科學(xué)合理安排施工組織、優(yōu)化施工方案，確定施工工藝，備工備料，現(xiàn)場布置；通過模型動(dòng)態(tài)模擬施工學(xué)會(huì)有效地控制工程施工進(jìn)度、質(zhì)量和安全監(jiān)控等一些工程管理基本職業(yè)技能實(shí)務(wù)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)做中學(xué)，學(xué)中做的理實(shí)一體化教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)通過小組協(xié)同作業(yè)，鍛煉自身團(tuán)隊(duì)合作、溝通等社會(huì)職業(yè)能力。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決實(shí)際問題的自學(xué)能力。

3.BIM技術(shù)在工程造價(jià)專業(yè)教學(xué)應(yīng)用

BIM模型結(jié)合了時(shí)間、空間、工序等與成本有關(guān)的五維參數(shù)。在三維模型建立的過程中，對所有構(gòu)件都錄入了詳實(shí)的項(xiàng)目特征參數(shù)：如規(guī)格、型號、材質(zhì)、尺寸、位置等。建模完畢直接將模型導(dǎo)入同平臺(tái)算量軟件，即可快速生成準(zhǔn)確詳實(shí)的工程量清單，顯示各分部分項(xiàng)工程構(gòu)件計(jì)算過程與結(jié)果(見圖4)，極大地節(jié)省工程造價(jià)的工作量，加快工程進(jìn)度。使得學(xué)生快速具備精準(zhǔn)的工程量計(jì)量、計(jì)價(jià)和動(dòng)態(tài)造價(jià)控制、審計(jì)管理等專業(yè)能力。

F407.9

：A

：1000-9795（2014）011-000192-03

王丹凈(1977-)，女，黑龍江大慶人，高校講師、工程師、基建科長，研究方向：工程技術(shù)、工程管理。

職業(yè)技能大賽對高職院人才培養(yǎng)研究——以無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例(中國高等職業(yè)技術(shù)教育研究會(huì)課題);CDIO理念下高職工程造價(jià)專業(yè)建設(shè)的研究與實(shí)踐(無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院課題 SYKJ13B08)