BIM技術在土建類專業教學中的探索與應用

趙鑫+李萬渠+向曉華

（四川水利職業技術學院，成都 611230）

摘要：建筑信息化模型（BIM）是集工程項目技術、管理與數據處理為一體的技術，其涵蓋了工程項目的所有內容，是建筑行業一項具有革命性的創新技術。目前BIM技術已經在全世界范圍內得到應用，使其成為建筑工程類專業人才必備的一項技能，也為高校工程類專業的課程設置提出了新的要求。雖然我國各大高校已經將BIM技術應用在工程類專業教學的過程中，但是應用的過程中還存在一些問題。本文以BIM技術教育的特點和意義入手，分析現階段BIM技術在工程類專業教學中的應用現狀，并提出相應的解決策略，以期為我國高校的BIM技術應用工作提供參考。

關鍵詞：BIM技術；工程類；專業；教學；應用

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）21-0173-03

引言

近年來BIM技術在建筑行業的應用越來越廣泛，它是一項通過數字信息與計算機技術的完美結合，將工程項目的設計通過三維立體的方式顯現出來，并指導項目施工、維護運行的新技術。[1]它綜合了建筑工程項目管理和技術，具有模擬性、可視化、可出圖、優化性、協調性等特點，隨著其廣泛的應用，培養專業的BIM技術人才逐漸成為各高校的主要任務。[2]高校工程類專業是為我國培養建筑人才的主要陣地，應該積極的將BIM技術引入到教學的過程中，加快教學內容和教學方法的改革，把握市場的導向和需求，為我國建筑行業培養更多專業素質過硬、綜合能力強的專業人才。

一、BIM技術教育概述

（一）BIM技術教育的特點

BIM技術教育與傳統的建筑工程類專業教學模式不同，其需要建筑工程類各個專業的學生之間相互配合，相互協作。首先建筑工程類各專業的學生應該具備扎實的專業基礎知識，充分掌握本專業的BIM建模軟件，并對其他專業的有初步的了解。在應用BIM技術教學的過程中，教師需要為學生創造一個協作的學習氛圍，鼓勵學生相互協作，提倡學生進行自主學習、合作學習、探究學習。通過各專業學生之間的協作進行教學，促進各個專業知識的相互融合、相互滲透，發展學生的綜合能力，完善建筑工程學科各專業之間的課程內容，優化專業設置，同時培養學生的專業知識運用能力、溝通能力和組織協調能力。

（二）BIM技術教育的意義

BIM技術涉及建筑工程的設計、施工、管理等全部過程，范圍較廣，且在這些方面具有一定的領先性，已逐漸成為未來建筑行業發展的方向。當今世界各國已將BIM技術視為建筑工程專業人才必備的技能，高校也在不斷的將BIM技術應用到工程類專業的教學中。在高校工程類專業教學過程中采用BIM技術教學的模式，不僅能夠滿足社會對BIM技術專業人才的需求，改善高校畢業生的就業狀況，而且能夠培養學生的自主學習和協作的能力。通過BIM技術對工程項目的模擬設計、施工，可以提高學生將理論知識轉化為實踐技能的能力，并通過與其他專業學生之間的協作，共同解決專業難題，使學生跨專業學習能力、分析問題的能力溝通協作能力均有所提升。[3]BIM技術符合現代建筑工程的內容復雜、管理精細的發展要求，在高校工程類專業教學中應用BIM技術可以使高校學生獲得更專業的技術知識，具有多方面的綜合能力，具備更強的職業競爭力，為自己創造更多的就業機會，指明職業的發展方向。

二、BIM技術在工程類專業教學中的應用現狀

（一）國內BIM軟件開發技術不成熟

BIM技術的關鍵在于建立用于存放建筑工程幾何或者非幾何數據的數據庫，該數據庫可以在工程設計、施工、管理的任何一個階段為工作人員提供所需的相關數據。[4]一般情況下，建筑工程之間、工程結構之間都存在差異性，工程的施工技術和方法也各不相同，工程管理過程中的影響因素也不盡相同，這也就需要一個能夠包含大量工程信息參數的建筑模型，也就決定了BIM軟件在開發之初就需要考慮到其能夠含有內容較為豐富的數據庫平臺。我國的BIM技術起步較晚，目前國內BIM軟件的開發公司積極地與高校進行合作，以不斷的對軟件的信息庫建設進行完善。但是現階段國內BIM軟件的開發技術與發達國家相比還存在差距，現階段國內的BIM軟件還無法實現項目管理信息的系統化，無法將信息化模型應用在設計、施工管理的過程中，以實現整個工程的完整串聯。[5]BIM軟件開發技術使BIM技術在工程類專業實踐教學中的應用效果大大降低，阻礙了專業課程體系的建立課程設置之間的鏈接和不同專業之間的互通。

（二）高校BIM應用型人才缺失

BIM人才需求結構大致可分為BIM技術教學人才、BIM專業應用人才、BIM工具開發人才、BIM標準制定人才。[6]這些人才需求類型中，專業應用性人才所需范圍廣，需求量大，而所有的這些人才類型的培養，都是以BIM技術教學人才為基礎，只有教學有成效，以滿足社會需求為目的的人才的培養才能得到根本保障。目前我國高校工程類專業的教師在教學的過程中，沒有建筑項目建設的實踐能力，對BIM技術的掌握能力和學以致用的能力還不夠，缺乏運用BIM技術建設實際工程的經驗，導致BIM技術在工程類專業的實踐教學中不能有效的開展。

（三）現有高校教學管理機制不完善

因高校決策、管理人員的重視度不夠，在實際教學中，高校普遍存在重科研、輕教學的現象。高校教師并未在強有力的管理機制約束中對教學工作投入精力，而更多的高校多注重教師的科研成果，對實際教學成果未設有相應的評價體系，對實踐教學工作的展開未提供足夠支持，這在一定程度上抑制了高校的教學發展。其次，高校課改所面臨的問題有很多，尤其是課改經費的問題，在BIM技術實踐教學中，課改經費未能支撐實際的經費開支，影響了高校的BIM教學效率。即使國內一流高校在教學設備方面優先于其他高校，但并不能實現資源的共享，導致全國各所高校的工程管理專業未能有完整的設備滿足專業課題的實踐教學所用。[7]

（四）BIM教學課程設置不合理

現階段我國高校對工程類專業BIM課程的設置還處于探索的階段，雖然一些高校對課程進行了重組設置與創新，如某高校在水利、土建工程中設置虛擬沙盤、修建水庫樞紐實訓基地等。由于水利、土建工程的BIM設計是一個復雜、龐大的系統，需要對大量的數據進行處理才能顯示出其優勢，這些虛擬的工程都較簡單，學生在實際運用BIM技術的過程中并不能發揮其全部功能，領略不到其的強大，也無法感受到工程的復雜性。此外，部分高校過于重視BIM軟件的理論教學，理論教學課程設置較多，缺少實踐教學課程。學生花費大量的時間學習如何操作軟件，而沒有真正應用到實際的工程項目中，課程枯燥乏味，教學效果、學生的應用能力均嚴重下降。

三、BIM技術在工程類專業教學中應用的策略

（一）最大化的應用BIM技術教學

高校工程類專業在應用BIM技術進行教學的過程中應該轉變教學的模式，注重BIM技術的專業性、靈活性和時效性，積極地與校外施工單位、軟件開發公司進行合作，在課程設置中加強對實踐教學的安排，強化實踐教學的效果。同時應該在原有專業課程（如CAD）的基礎上單獨開設BIM建模課程，為工程類專業學生進行BIM技術的教學。我國現階段的BIM軟件可以從MagiCAD、Revit以及天正、浩辰等軟件中導入數據進行三維模型的建立，還能夠運用軟件自身的功能建立三維模型。[8]BIM軟件對其他繪圖軟件的兼容性可以大大縮短不同專業、不同軟件之間的建模時間，使BIM技術在教學的工程中得到最大化的應用，提高了教學質量和效率，充分發揮了BIM技術的優勢。

（二）加強BIM技術教學隊伍的建設

高校應該加強工程類專業教師隊伍的建設，積極引進BIM技術的專業型人才，加強對本校教師的培養，積極組織本校教師對BIM技術的學習，完善對教師BIM技術教學能力的考核制度，建設一支知識過硬、能力過強、經驗豐富的BIM技術教育隊伍，保證教學的質量。此外高校應該加強對BIM教學人才實踐經驗的培養，通過與校外工程企業、軟件開發企業之間的合作，讓高校工程類專業教師進入實際工程中進行鍛煉，豐富教師參與工程建設、實際應用BIM技術的經驗，提高教師的實踐能力，從而使其能夠在教學過程中通過實際工程進行BIM技術的教學，成為一名專業的BIM技術教學人才，為高校工程類專業BIM技術教育工作做出應有的貢獻，為社會培養更多的BIM專業技術性人才。[9]

（三）建立有效的教學管理機制

我國各高校應該加快建立有效的BIM技術教學管理機制，規范BIM技術教學行為。根據建筑工程類各個專業和課程設置的特點進行信息化模型數據資料的有效整合，保證輸出信息具有實踐性價值。建立專門的BIM技術領導小組負責學校BIM技術的教學工作，定期對各專業教師BIM技術教學質量和效率進行抽查，對于不合格的教師進行淘汰。在BIM技術教學的過程中，充分發揮各個專業之間的優勢，加強教師之間的溝通交流，加大對教學方法和教學技巧的研究力度，不斷促進管理制度的完善。

（四）加快工程類專業BIM課程的改革

高校應該加快BIM技術在工程類專業課程中的改革，將BIM技術與實踐教學相結合，合理設置BIM技術教學課程。在大一時期就要開始向學生普及BIM建模軟件知識，讓學生可以通過BIM技術制作完整的結構施工過程動畫，吸引學生的興趣。積極利用學校的教學資源，利用互聯網技術，為學生建立工程施工模擬實驗室，鼓勵學生通過BIM軟件將實習的工程圖紙進行整合，制作成虛擬的四維施工模擬圖，以加深學生對施工設計、施工管理流程的了解，熟悉建筑工程的施工特點，增加自身的BIM技術應用經驗。例如在工程管理專業中的案例實踐教學過程中，采用BIM技術可以實現工程圖紙、結構設計、工程材料、施工技術要求、工程的造價、項目管理等內容結合在一起，制作成虛擬的工程案例模型，為學生提供全面化、系統化、可視化的建筑工程施工流程，加深學生對本專業課程知識的理解，提高學生BIM技術的應用能力。此外，各高校應該加強與建筑行業的溝通和聯系，了解行業發展方向，加強與合作工程企業的協作，不斷鼓勵學生進入合作企業的工程施工現場進行實踐，增加學生參與實際工程建設的經驗，促進學校BIM課程的改革。

BIM技術作為現代工程類專業人才必備的技能，高校的工程類專業應該不斷進行BIM技術教學模式的改革，最大可能的應用BIM技術，發揮其真正的優勢，加強BIM技術教學隊伍的建設，創建一直技術過硬的專業教學隊伍，同時應該加快教學管理機制的建立，采用科學的教學管理方法，加強對學生BIM技術實踐能力的培養等多方面入手，為我國培養更多綜合能力強的建筑工程類專業人才，推動我國建筑工程的快速發展。

參考文獻：

[1]黃黎敏，李薇.BIM技術在建筑工程專業教學中的推廣研究[J].時代教育，2015，（11）：155-156.

[2]曾文海，付偉明.BIM技術在高校教學中的應用研究[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2014，（06）：85-86.

[3]張尚，任宏，Albert P.C.Chan.BIM的工程管理教學改革問題研究（二）——BIM教學改革的作用、規劃與建議[J].建筑經濟，2015，（02）：92-96.

[4]陳金華，郭華倫.在高職建筑工程造價專業課程體系中設置BIM課程的思考[J].太原城市職業技術學院學報，2015，（02）：103-104.

[5]吳光東，唐春雷.BIM技術融入高校工程管理教學的思考[J].高等建筑教育，2015，（04）：156-159.

[6]崔建華，夏珊，丁克偉，陳東，劉運林.將BIM技術應用于土木工程專業實踐教學的探索[J].安徽建筑，2015，（03）：45-46.

[7]張雪，陳三波.將BIM技術融入工程管理專業課程的思考[J].河南科技，2013，（17）：269-280.

[8]劉照球，李云貴.土木工程專業BIM技術知識體系和課程架構[J].建筑技術，2013，（10）：913-916.

收稿日期：2016-12-10

作者簡介：趙鑫（1980-），男，四川廣元人。碩士學位，講師，副主任。研究方向：工程施工及管理；李萬渠（1974-），男，四川威遠人。工程碩士，講師，副主任。研究方向：建筑設計；向曉華（1985-），女，四川成都人。學士學位，講師。研究方向：文學藝術。