BIM技術在建筑施工技術課程教學中的探索

田江永

摘 要：隨著教學改革的不斷推進和深入，高職高專《建筑施工技術》課程雖然取得了一定成就，但由于建筑施工體量大、施工環境復雜、安全隱患大等特點，致使學生可動手操作的項目較少，未能很好地實現做學一體化的目標。基于BIM技術的虛擬施工為《建筑施工技術》課程教學改革提供了新的思路。

關鍵詞：建筑施工技術 BIM技術 教學改革

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0172-02

《建筑施工技術》課程是建筑工程技術專業群的一門實踐性和綜合性非常強的核心課程，也是從事施工員、質檢員、監理員等崗位的必要專業技能。在《建筑施工技術》課程教學改革的推進過程中，如何實現學生在做中學、學中做的做學一體化教學目標，任務的可動手操作性成了關鍵因素。由于建筑施工本身體量大、施工環境復雜，安全隱患大等特點使得學生在典型任務的動手完成上遇到了困難，故目前的教學形式，不能很好地激發學生的自主學習興趣，不能很好地培養學生的動手操作能力，學習效果不夠理想。BIM技術的出現，將引發建筑業的一次革新，同樣也為《建筑施工技術》課程教學改革提供了新的思路。

1 BIM技術簡介

BIM（Building Information Modeling）是“建筑信息建模”的簡稱，最初發源于20世紀70年代的美國，由美國喬治亞理工大學建筑與計算機學院的查克伊士曼博士提出。其被定義為：“建筑信息建模是將一個建筑建設項目在整個生命周期內的所有幾何特性、功能要求與構件的性能信息綜合到一個單一的模型中。同時，這個單一模型的信息中還包括了施工進度、建造過程的過程控制信息。”目前對于BIM定義尚未統一，例如：認為BIM是虛擬施工（virtual construction），即建筑信息模型與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視化的4D模型中，可以直觀精確地反映整個施工過程；此外，還有認為 BIM 是參數化建模（parametric Modeling）、虛擬建造（virtual building）、數字溝通（digital communication）等等。

目前BIM技術在建筑工程施工中的應用現狀如下。

（1）基于BIM的設計可視化展示。

依據施工設計圖紙，利用Revit等系列軟件創建建筑工程項目的建筑、結構、安裝的BIM模型，對設計成果進行動態的可視化展示，使建筑工程項目參見各方能夠直觀地了解設計方案，評定施工的可行性以及預先發現在今后施工中可能存在的問題，做到提前解決，避免今后人力財力的損失。例如右圖所示一個樓宇建設項目施工階段的BIM模型，可直觀地反映出該階段的施工特性：場地布置、結構構件及結構選型、結構空間布置、施工機械布局、管道排列、材料堆放區等等。

（2）基于BIM的碰撞檢測。

將所創建的建筑、結構、安裝等BIM模型，通過專業的碰撞檢測軟件，進行結構構件及管線綜合的碰撞檢測和分析，可直觀地看到建筑物內部構件的相互位置以及建筑構件與設備安裝管線的走向位置。以便提前發現設計中存在的問題，減少施工中的設計變更，避免事后結構上開孔、設備安裝困難等問題。

（3）基于BIM施工模擬，優化施工方案。

BIM技術將以動態的三維模式模擬整個施工過程與施工現場，能及時發現潛在問題，對施工做出進一步的優化，其中包括場地布置、人員安排、材料準備、機械設備、空間沖突、施工存在的安全問題等。同時，4D施工模擬還包含了臨時性建筑，大型機械設備（如起重機、腳手架、施工電梯等）進出場時間，為節約成本、優化整體進度安排提供了幫助。

2 虛擬施工

虛擬施工通俗地理解就是基于BIM技術，利用軟件在計算機上實現建筑工程施工的虛擬施工，從而對將建造的工程施工過程有一個整體直觀的把握，進而發現在實際施工中存在的或可能出現的問題，提前做好應對措施，同時也為參見各方提供一種可控制的、無破壞性的、無安全風險的多次重復模擬施工的試驗方法，可以有效地提高施工水平，消除施工隱患，防止施工事故，保證施工質量、節約施工成本與合理安排施工進度，增強施工過程中管理。

虛擬施工技術利用虛擬現實技術構建虛擬施工環境，進行施工現場布置，比如道路施工、辦公區域布置、生活區域布置、材料堆放、加工區域布置、大型設備安裝布置。依據施工圖紙及相關規范標準進行虛擬施工，完成動態三維模型成果，進而優化施工方案、為后面合理組織施工提供幫助，避免質量、進度、成本、安全等方面出現的問題。

3 BIM技術在《建筑施工技術》課程教學中的實踐

隨著高職教育改革的不斷推進，如何激發學生的自主學習激情，實現課堂與崗位零接軌，形成做、學一體化的教學模式，將是教學改革的目標。對于《建筑施工技術》而言，實現該目標最大的困難在于如何能夠讓學生動手完成典型工作任務，由于建筑施工本身體量大，施工環境復雜、安全隱患大等特點，導致學生可供操作的任務較少，無法實現在做中學的目的，不能很好地激發學生的學習興趣。基于BIM技術的虛擬施工將能夠很好地解決了這一問題。首先虛擬施工將使得原來不能動手實現的工作任務可以通過計算機軟件來虛擬實現，通過虛擬完成工作任務將要求學生自主去學習基礎知識，了解施工新材料、新技術、新工藝、新設備及最新規范。解決工程施工中的構件定位、施工工序、臨時設施安裝構造要求、施工工藝的確定，人員機械材料的準備，現場的布置等一些基本職業技能。進而實現做中學，學中做的做學一體化目的，同時通過小組的完成也能鍛煉學生團隊合作、溝通等方面的社會能力。其次通過實際的工程項目虛擬施工，將使學生對工程施工情況有了一個直觀的認識，實現了課堂與施工現場崗位任務緊密結合，對今后從事的工作崗位有清晰的認識，同時經過反復的虛擬施工，可以使學生嘗試選擇不同的施工工藝，不同的施工機械、不同的材料等等，分析對比其對建筑施工質量、進度、費用、安全等方面影響，有利于對施工技術有更深刻的認識。最終實現激發學生自主學習的激情，培養學生發現問題、分析問題、解決實際問題的能力。

4 結語

BIM技術正在引發建筑業的巨大變革，它具有可視化，模擬性，優化性等特點，在一定范圍內，建筑信息模型可以模擬實際的建筑工程建設行為。建筑施工技術課程具有實踐性強、安全隱患大的特點，如何解決對工程現場陌生的學生能夠有一個直觀認識工程現場且又安全的教學實踐環境，是目前該課程教學改革的困惑，BIM技術為該課程的教學改革提供了新的思路，但如何將其很好地應用到建筑施工技術課程的教學當中，還需要廣大教師的不斷努力。

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