BIM時代的建筑專業計算機課程教學改革探討

范旺輝

（廣州大學 華軟軟件學院，廣州 510990）

BIM時代的建筑專業計算機課程教學改革探討

范旺輝

（廣州大學 華軟軟件學院，廣州 510990）

BIM技術給建筑業帶來了新的動力，在BIM技術迅速發展的今天，學校教育對于BIM人才的培養，起到至關重要的作用。基于對BIM人才能力的分析、當前計算機軟件使用現狀，以及當前學校課程體系中對于培養BIM人才的主要問題，提出課程改革設想，希望能為BIM時代的高校建筑專業計算機類課程的教學改革提供參考和借鑒

BIM；建筑學；計算機；教學改革

一、研究背景

BIM（Building Information Modelling）——“建筑信息模型”是指包含了建筑全部信息的計算機模型，BIM能夠自動生成工程所需要的各種圖形和文檔，比如施工圖、門窗表、各種材料統計圖等，而且各種圖紙始終是與模型相互關聯的，當模型發生變化時，與之對應的圖形和文檔也將自動更新。比如窗戶是與墻體相關的，墻體的更改或刪除，窗戶也將發生改變或刪除。BIM的這些特性，為項目建設中各項目標的有效實現發揮了重要作用。

十多年來，BIM 技術得到了比較大的發展。無論是在國際上還是在國內，都陸續發布了相關的BIM標準，BIM應用也在逐漸增多。

2012年的時候，BIM技術的采用是在我國住房和城鄉建設部所頒布的《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》中明確提出的一個特別關鍵的重點內容。實際上，隨著住建部“十二五”信息化規劃的出臺，在我國大量的實際工程項目當中，無論是業主方，還是建筑承包商，包括建筑設計院等設計單位或者建設承包單位在內，對于BIM這個理論、方法和相關的技術，都得到了大量的應用。例如廣州的東塔項目施工，就采用了BIM技術，極大的提高了生產效率。

綜上可以看出，BIM已經成為建筑業不可阻擋的潮流，社會上急需大量的BIM人才，BIM技術課程在國外的許多高等院校的建筑相關專業都得到了積極的開設，與國外相比，目前我國的相當多的高等院校，在其建筑、景觀或室內等相關專業的課程設置方面，都沒有將BIM（建筑信息化模型）技術納入進課程體系，從而限制了BIM人才的培養規模。在《中國工程建設BIM應用研究報告2012》中有指出，超過一半的受訪者認為企業沒有使用BIM軟件的原因是因為BIM人才的缺乏。

很顯然，在校學生是BIM技術的儲備人才，更是BIM技術應用和發展的希望所在。要想實現BIM人才大規模的培養，只有在大學課程中講授BIM技術才能夠真正實現。而BIM技術教學，離不計算機課程，因此，研究適應BIM時代的高校建筑專業計算機課程教學改革具有十分重要的意義。

二、BIM人才能力要求

BIM技術人才的能力要求，離不開BIM相關職業化標準的制定實施。根據住房和城鄉建設部頒發的《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》，與建筑信息化相關的BIM技能職業化標準體系也正在逐漸形成，主要體現在以下兩個方面。

其一是，按照《綱要》的要求，多家著名的房地產開發企業，已經開始在搭建基于BIM 技術的多專業協同工作平臺，運用BIM的可出圖、相互關聯以及三維可視化設計等技術，例如萬達自2012年起，開始在萬達廣場的開發建設中應用BIM技術。

另一方面，人力資源和社會保障部也與中國圖學學會共同商定開展了“全國BIM 技能等級考試”職業培訓，制定出了《BIM技能等級考評大綱》。該大綱對于BIM技能的定義主要是指對BIM的應用能力。

BIM的應用能力主要包含創建模型和利用模型解決工程相關問題兩個方面，這兩個方面也是BIM應用最核心最基礎的兩類活動。

創建模型的能力：指根據工程項目在不同階段的所需，能夠利用BIM軟件（如Revit）建立建筑、結構、設備等不同專業，用途也不同的三維可視化模型的能力。

應用BIM模型解決工程實踐中有關問題的能力，主要是指：使用已有的BIM（建筑信息模型）對工程項目在勘測、設計、施工和運維等階段的各種任務進行分析、模擬、優化的能力，比如建筑物的通風采光分析，可持續（綠色）分析，施工模擬等。

三、建筑學專業計算機課程教學問題研究

（一）當前建筑學專業計算機課程軟件的使用現狀

當前建筑學專業計算機類課程軟件基本上是圍繞工程圖學來設置的，最普遍的是二維繪圖軟件AutoCAD，用于繪制工程施工圖，在目前情況下，施工圖仍然是我國工程建設行業在設計、施工、運營維護等方面所依據的法律文件，所以AutoCAD軟件不可或缺。但隨著BIM技術的長足發展，只要把BIM模型按要求創建完成，二維施工圖就已經生成，是不需要專門的軟件與之配合的。

同時，目前的AutoCAD雖然普遍使用，但也有它本身的局限，比如一些異形建筑，如果只用二維圖紙的方式來表達的話具有相當大的難度。而BIM就不一樣了，基于BIM技術的三維空間模型，都是三維可視化的，直觀，完全超越了二維圖紙的表達方式。

除去二維繪圖軟件之外，還有用于建筑可視化的軟件3DSMAX，這個軟件配合VRAY渲染器和photoshop是當前制作建筑效果圖的主流搭配。效果圖的制作流程大致如下：利用AutoCAD繪制平面圖，導入3DSMAX中建模，進行材質和燈光的設置，利用VRAY渲染器進行渲染，在photoshop處理。從流程可以看出，當前建筑可視化的過程是與前期的AutoCAD割裂開來的，這樣所帶來的問題是，當設計方案需要調整的時候，整個可視化流程都要重新來過。而有了BIM模型之后，建筑可以在項目的任何階段給客戶展示可視化效果。

還有一類軟件是面向設計過程的，有操作簡單，幾何造型能力強的特點，這一類軟件的代表是Sketchup。在BIM時代依然適用，因為在方案設計的初期階段，往往要進行建筑體的體量研究，使用這一類軟件會更方便、更高效。當然，更重要的一點，這一類軟件所生成的模型可以直接導入BIM核心建模軟件中進行深化出圖，所以說這一類軟件在BIM時代依然適用。

（二）當前課程體系中的主要問題

大部分院校的對建筑專業學生的培養方案教學計劃大同小異。大一主要是制圖識圖專業課，讓學生了解相關專業的基本概念，基本表達和繪制方法。其中，建筑識圖能力是核心能力，對學生來說，識圖是一個從二維平面到三維立體的跳躍性的思維過程，要有空間想象力，需要有日積月累的經驗才能有一定的識圖能力，由于CAD二維圖紙模式的局限性，是很難提高學生的空間想象和思維能力，學生的感覺不直觀，能夠通過AutoCAD平面的圖紙想象出建筑體的形態是課程比較困難的環節。

大二、大三的學生逐漸涉及到的課程有建筑裝飾材料、建筑設計、景觀設計等專業課，特別是在專業設計課程當中，主要強調的還是空間的造型，真正的結構分析；可持續（綠色）分析等等都談不上，如果在課程當中有BIM建模軟件，配合BIM結構分析、可持續（綠色）分析、BIM方案設計軟件的應用，情況將會發生根本的改變。

由于缺乏實踐鍛煉機會，同時又沒有學習BIM技術，所以剛畢業的學生很難解決實際的工程問題，這也是一些企業不愿意接受新畢業的學生的原因。因此，建筑類的計算機類課程體系改革勢在必行。

四、基于BIM的計算機課程教學改革設想

（一）BIM課程教學目標

由于高等院校在發展過程中，各自會形成自己的辦學特色和不同的專業定位，所以，各高校的建筑類專業所設置的BIM課程教學目標也會各自有所不同，以美國為例，有以讓學生更好地理解建筑細節、進行工程量計算為目標的，如加州州立大學工程管理專業；有以強調協作精神，通過團隊共同完成項目為目的的，如賓州州立大學的建筑工程系；有以通過設置BIM課程拓寬學生的行業視野為目的，并提供了BIM的網絡視頻課程，如佐治亞大學的BIM課程。開課的形式也多種多樣，有直接開課的，設置專門的BIM課程，也有通過講座的方式來進行的，如聘請行業內有經驗的BIM專業人員來進行專題講座，并可把講座內容和課程設計相互結合。

通過以上的分析，可見院校BIM課程的教學目標各自有所不同，有的院校通過模擬項目或實施過程，為的是提高教學質量；有的教學目標是增強學生的協作精神；也有為提高增強學生的實踐能力而開設課程的等。這與BIM人才的專業能力要求是一致的。

（二）BIM課程教學目標實現的途徑與方法

首先，把BIM課程嵌入教學計劃，開設出相應的BIM課程。

對于建筑BIM人才的培養，必須從源頭抓起。在明確專業目標定位的前提下，將建筑BIM納入人才培養方案，嵌入人才培養體系之中。BIM課程嵌入人才培養體系，主要可以通過兩個方面來進行：一是在現有課程中新植入BIM的相關內容、二是新開設BIM課程（設計）。比如建筑建模課程，就可以一改以前單一的為了建筑表現而設置的3DMAX、Sketchup內容，增加BIM技術內容，學分保持不變；這種在現有課程中植入BIM內容的方法，可能是在這場教學改革中難度最小的。

其次，根據專業的定位選定適用的軟件。

BIM不是一個軟件，甚至不是一類軟件，何關培先生在在其“BIM和BIM相關軟件”一文中，把BIM軟件分成以BIM核心建模軟件為中心的十四類軟件。其中核心建模軟件又可以分為四個門派，Autodesk公司的REVIT系列軟件，在民用建筑市場占有非常大的優勢，其他門派有Bentley系列，在工廠設計和基礎設施領域有無可爭辯的優勢；CATIA在航天、航空、汽車等領域市場地位接近壟斷，適宜異形結構復雜的形體；ArchiCAD只面向建筑專業有一定的優勢。進而建議對于軟件的選擇考慮以下幾個基本原則：民用建筑用revit；在廠房設計和市政基礎設施方面適合用Bentley；單專業則revit、ArchiCAD、Bentley都是可以的；項目完全異形結構復雜的用CATIA會比較合適一些。所以普通高校傳統建筑學專業多用revit。

第三，加大優秀BIM師資的引入和培養，注重BIM技術的教學團隊建設。

2011年，在華中科技大學成立了中國首個BIM工程中心，2014年9月份中國BIM大師論壇在西安建筑科技大學舉行，這在一定程度上促進了高校BIM 專業教師隊伍的建設工作。高校教學人才的培養應更加注重校企合作、實踐為主的方式，而不能局限于學校自身，不能為實踐教學而教學。因此，高校應將現有教學人員推入市場中鍛煉，積累BIM專業的實踐能力，使之成為合格BIM 專業教學人才。

第四，建立BIM實訓室。

BIM 實訓室應該具有典型的項目工作環境，包括軟硬件的相應配置以及模擬實際項目運作時候的項目負責人的培養。硬件處理能力更強，傳統CAD時代，實驗室的硬件要求，用現在較低配置的電腦都能達到，但由于BIM這一類的軟件產品，如Revit，CATIA，ArchiCAD等，對計算機的中央處理器CPU、內存容量和顯卡都有很高的要求，硬件的性能高低也決定了電腦最終所能完成的項目的規模大小和復雜程度。同時多人或多工種的協作需要優良的網絡環境，協作精神的培養是必不可少的。

當然，除了以上所述的電腦硬件配置和網絡環境外，在BIM實訓室中，BIM工程項目的項目負責人也是相當重要的，實訓室應該建立項目負責制，整個項目的運轉依靠項目負責人，其在整個BIM項目團隊起著舉足輕重的作用，決定著項目的成功與否，因為項目負責人要負責執行、指導和協調項目所有的工作，例如：在項目實施之前，根據項目的具體類型，建筑規模，專業設計特點，BIM項目實施深度目標，BIM項目時間進度節點，等具體情況，負責制定出BIM實施計劃。對于實訓室所有和BIM項目相關的事項，項目負責人需要提供及時、完整的記錄和反饋。

五、結語

為了培養出順應BIM時代背景的建筑設計人才，改革高校建筑設計專業計算機類相關課程勢在必行，將BIM技能要求納入人才培養計劃，通過相應師資的培養和引進，實訓室的建設等措施，學校和社會一起努力，培養出合格的BIM技能人才。

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Discussion of Teaching Reform of Computer Courses in Colleges and Universities in the Era of the BIM

FAN Wang-hui
（South China Institute of Software Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510990, China）

BIM technology has brought new impetus to the construction industry, the rapid development of BIM technology era, school education and training for BIM talent, play a crucial role. Based on the analysis of the current situation of the use of computer software and BIM ability, and the curriculum system for the main problems in the cultivation of BIM talents, put forward the curriculum reform, hoping to provide a reference for the teaching reform of colleges and universities to building professional computer BIM time courses.

BIM; architecture; computer; teaching reform

檢 索 :www.artdesign.org.cn

G642.0

A

1008-2832（2017）11-0150-03

Internet :www.artdesign.org.cn