試論BIM技術(shù)在高校建筑工程專業(yè)中的教學(xué)研究

摘 要：作為高校中的重要專業(yè)之一，建筑工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量會從一定程度上影響高校的就業(yè)率參數(shù)。BIM技術(shù)是我國建筑工程的重要發(fā)展方向，該技術(shù)向建筑工程專業(yè)教學(xué)過程的引入，可以有效提升該專業(yè)學(xué)生的市場競爭優(yōu)勢。本文從BIM技術(shù)的概念入手，對BIM技術(shù)在高校建筑工程專業(yè)中的教學(xué)進行分析和研究。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；高校；建筑工程專業(yè)；教學(xué)

一、BIM技術(shù)

（一）BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)是指通過與建筑工程項目有關(guān)的數(shù)據(jù)信息的收集與整合，構(gòu)建出一個符合實際工程項目特征的建筑模型，利用該仿真模型完成建筑工程項目的各項分析工作。BIM技術(shù)是建筑領(lǐng)域的未來發(fā)展方向，因此，該技術(shù)在高校建筑工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)中的應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實意義[ 1 ]。

（二）BIM技術(shù)的特點

BIM技術(shù)的特點主要包含以下幾種：

1.優(yōu)化性特點

從某種程度上講，可以將建筑工程項目的全生命周期看成是一個以優(yōu)化為目的的變化性發(fā)展階段。以建筑工程的設(shè)計階段為例，當(dāng)建筑工程設(shè)計圖的某一部分不符合實際工程施工要求時，需要通過優(yōu)化的方式對建筑工程設(shè)計圖進行合理調(diào)整。

從建筑工程以往實施經(jīng)驗可知，隨著建筑工程復(fù)雜程度的提升，其優(yōu)化難度也會發(fā)生相應(yīng)提升。與人工模式相比，BIM技術(shù)幾乎可以無視由信息種類及數(shù)量增加引發(fā)的復(fù)雜難度提升問題。在BIM技術(shù)模式下，相關(guān)人員可以借助各類軟件，如Revit系列軟件等將與建筑工程有關(guān)的信息合理集成起來，通過建筑信息模型的構(gòu)建，促進建筑工程實施過程優(yōu)化目的的實現(xiàn)。

2.協(xié)調(diào)性特點

建筑工程的復(fù)雜性對工程實施過程提出了較高的協(xié)調(diào)需求。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠通過碰撞檢驗獲得相應(yīng)的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)提升建筑工程各個工程分量之間的協(xié)調(diào)性水平。

3.模擬性特點

BIM技術(shù)的模擬性特點主要體現(xiàn)在以下幾方面：

第一，建筑物模型方面。建筑物模型是BIM技術(shù)的基本模擬特征，該模型的應(yīng)用可以降低建筑工程的優(yōu)化難度；

第二，建筑工程節(jié)能效果模擬。如果業(yè)主對建筑工程的節(jié)能性要求較高，則可以利用BIM技術(shù)對實際的節(jié)能性能進行模擬，通過節(jié)能模擬結(jié)果的得出促進節(jié)能優(yōu)化方案的合理編制。

4.可視化特點

在我國傳統(tǒng)的建筑工程施工過程中，施工單位使用的施工圖紙具有明顯的抽象性特點，相關(guān)人員需要從這種二維的、抽象的圖紙中想象出建筑工程各構(gòu)件、構(gòu)筑物的大致形狀，并通過施工成果與想象之間差距的判斷完成建筑工程施工質(zhì)量的推測檢驗。該模式中質(zhì)量問題的出現(xiàn)概率相對較高。相比之下，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以將建筑工程的數(shù)據(jù)信息集成轉(zhuǎn)化為三維立體的建筑模型。此外，該技術(shù)的可視化特點還體現(xiàn)在其向建筑工程整個生命周期的應(yīng)用過程中。在這種模式下，三維模型、建筑工程決策等的可視化特點從一定程度上提升了建筑工程的質(zhì)量。

二、向高校建筑工程專業(yè)教學(xué)融入BIM技術(shù)的必要性

從整體角度來講，向高校建筑工程專業(yè)教學(xué)融入BIM技術(shù)的必要性主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（一）建筑企業(yè)用人需求方面

BIM技術(shù)的可視化特點、模擬性特點等為該技術(shù)在我國建筑領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。在這種情況下，近年來，建筑企業(yè)對高校建筑專業(yè)學(xué)生表現(xiàn)出了較為強烈的BIM技術(shù)傾向性應(yīng)用需求。調(diào)查表明，在BIM技術(shù)方面存在優(yōu)勢的建筑工程專業(yè)學(xué)生比其他學(xué)生的就業(yè)成功率約高出17.35%。對此，高校需要通過在建筑工程專業(yè)課程體系中引入BIM技術(shù)的方式，滿足建筑企業(yè)的用人需求。

（二）高校建筑工程專業(yè)學(xué)生就業(yè)率方面

以我國某高校為例，其建筑學(xué)院中建筑學(xué)專業(yè)、土木工程學(xué)專業(yè)學(xué)生在2015年的就業(yè)率比2014年的就業(yè)率分別降低5.83%和4.59%，此外，建筑工程專業(yè)選擇進入非本專業(yè)企業(yè)的數(shù)量發(fā)生了顯著增加。這種現(xiàn)象提升了高校引入BIM技術(shù)的必要性。

三、高校建筑工程專業(yè)中BIM技術(shù)教學(xué)的主要內(nèi)容

高校建筑工程專業(yè)中BIM技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容主要包含以下幾種：

（一）BIM理論教學(xué)方面

在高校建筑工程專業(yè)的BIM理論教學(xué)中，具體的教學(xué)內(nèi)容主要包含以下幾種：

1.BIM技術(shù)的作用與應(yīng)用

在建筑工程專業(yè)學(xué)生的理論教學(xué)階段，教師應(yīng)該在保證學(xué)生充分了解BIM技術(shù)的概念和作用之后，按照規(guī)范的流程為學(xué)生演示BIM技術(shù)在建筑工程項目中的應(yīng)用，通過信息數(shù)據(jù)的收集、整理、集成構(gòu)建出相應(yīng)的建筑模型，保證學(xué)生對模型信息添加、專業(yè)出圖等技能的掌握。

2.BIM技術(shù)的協(xié)同技術(shù)

建筑工程的復(fù)雜水平相對較高。在建筑工程項目的仿真操作中，單純利用BIM技術(shù)可能無法獲得較好的仿真結(jié)果，對此，教師應(yīng)該將能夠與BIM技術(shù)協(xié)同應(yīng)用的技術(shù)作為建筑工程專業(yè)學(xué)生理論教學(xué)的主要內(nèi)容之一，通過協(xié)同技術(shù)概念、發(fā)展歷程的講解，幫助學(xué)生獲知同步協(xié)同與異步協(xié)同這兩種不同技術(shù)之間存在的差異，進而提升學(xué)生的BIM技術(shù)應(yīng)用水平。

3.數(shù)據(jù)集成技術(shù)與數(shù)據(jù)集成方法

在高校建筑工程專業(yè)學(xué)生BIM課程的理論教學(xué)階段，教師還應(yīng)該將數(shù)據(jù)集成技術(shù)以及數(shù)據(jù)集成方法作為主要的教學(xué)內(nèi)容。在實際的教學(xué)工作中，教師應(yīng)該通過建筑工程數(shù)據(jù)集成技術(shù)操作的講解，提升學(xué)生的數(shù)據(jù)信息集成水平，為學(xué)生的建筑信息模型構(gòu)建工作奠定良好的基礎(chǔ)。除此之外，建筑工程BIM生命周期中的不同階段之間存在較為顯著的差異性特征，因此教師應(yīng)該通過信息流積累過程的分析增強學(xué)生對BIM生命周期的應(yīng)用水平。

（二）基于BIM技術(shù)的建筑工程項目化教學(xué)方面

該方面的教學(xué)內(nèi)容主要包含以下幾種：

1.BIM技術(shù)的支持軟件

從本質(zhì)角度來講，可以將BIM技術(shù)的應(yīng)用過程看成是利用相關(guān)軟件集成數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建建筑信息模型的過程。因此，學(xué)生對相關(guān)支持軟件的了解程度直接影響建筑信息模型的構(gòu)建質(zhì)量。結(jié)合我國目前建筑工程領(lǐng)域的實際情況可知，高校建筑工程專業(yè)教師應(yīng)該將日照分析軟件、SWR軟件、Revit軟件等作為關(guān)鍵的教學(xué)對象。為了防止學(xué)生在實踐應(yīng)用過程中出現(xiàn)軟件功用混淆的問題，教師應(yīng)該對各類軟件的差異加以重視。

2.BIM技術(shù)的實踐應(yīng)用（以學(xué)生為主體）

為了防止學(xué)生喪失學(xué)習(xí)BIM技術(shù)的興趣，教師可以按照由簡單到困難的順序，逐步幫助學(xué)生掌握BIM技術(shù)的應(yīng)用技能。例如，在建筑工程專業(yè)學(xué)生BIM課程項目化實踐教學(xué)的初期階段，教師可以將規(guī)模較小、較為簡單的建筑工程項目作為教學(xué)案例，通過建筑工程項目特點、設(shè)備組成以及結(jié)構(gòu)類型等因素的分析，逐步引導(dǎo)學(xué)生完成建筑信息模型的構(gòu)建。

當(dāng)學(xué)生能夠獨立構(gòu)建出較為簡單的小型建筑信息模型之后，教師應(yīng)該向建筑工程專業(yè)學(xué)生的教學(xué)活動中引入難度處于中等水平的項目，如小型辦公樓建筑工程項目等。除了規(guī)范學(xué)生BIM技術(shù)的應(yīng)用操作之外，教師還應(yīng)該對學(xué)生功能樣板的使用加以重視。

3.BIM技術(shù)典型應(yīng)用

在高校建筑工程專業(yè)學(xué)生BIM課程教學(xué)的后期階段，教師應(yīng)該將BIM技術(shù)的典型應(yīng)用作為主要的教學(xué)內(nèi)容。以虛擬建筑工程施工軟件的4D施工管理模擬為例，該典型應(yīng)用的講解可以在鞏固學(xué)生BIM技術(shù)應(yīng)用水平的同時，為學(xué)生的施工管理提供更加廣泛的管理思路。

四、高校建筑工程專業(yè)BIM課程教學(xué)的可行方法

從本質(zhì)角度來講，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程專業(yè)BIM課程教學(xué)的可行方法主要包含以下幾種：

（一）學(xué)術(shù)講座法

這種方法的實施主體為建筑企業(yè)中的優(yōu)秀BIM工程人才。在開辦學(xué)術(shù)講座之前，建筑企業(yè)的BIM技術(shù)人才可以通過對高校建筑工程專業(yè)學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)進度的了解，設(shè)計出有針對性的學(xué)術(shù)研討方案。在實際的BIM技術(shù)學(xué)術(shù)講座中，建筑工程專業(yè)學(xué)生能夠更加直觀地了解建筑企業(yè)的BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及對他們的要求，因此，這種教學(xué)方法可以產(chǎn)生一定的提升學(xué)生學(xué)習(xí)BIM技術(shù)積極性的作用。

除了建筑工程專業(yè)的學(xué)生之外，建筑工程專業(yè)的教師也是BIM技術(shù)學(xué)術(shù)講座中的參與主體。專業(yè)教師可以通過與建筑企業(yè)BIM技術(shù)人才的溝通和交流，獲得適宜的教學(xué)優(yōu)化思路，間接提升建筑工程專業(yè)學(xué)生相關(guān)學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量。

（二）建筑工程專業(yè)BIM課程規(guī)劃設(shè)置法

這種方法是指，結(jié)合高校建筑工程專業(yè)學(xué)生當(dāng)前各類專業(yè)課程的設(shè)置情況，在不違背整個課程體系特點的情況下，合理規(guī)劃BIM課程。在規(guī)劃過程中，高校教師應(yīng)該在確保各類BIM軟件教學(xué)順序合理性的基礎(chǔ)上，保證該學(xué)科與建筑工程專業(yè)其他學(xué)科的充分融合。從本質(zhì)角度來講，BIM課程的加設(shè)提升了高校建筑工程專業(yè)學(xué)生課程體系的完善水平。完善性課程體系的應(yīng)用可以有效提高建筑工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)優(yōu)勢。

（三）建筑企業(yè)與高校合作法

這種方法是指，在高校與建筑企業(yè)之間建立有效的溝通機制，使得二者形成良好的合作關(guān)系，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出有針對性的BIM技術(shù)教學(xué)基地。在這種合作關(guān)系的影響下，教師能夠直接進入企業(yè)參與基于BIM技術(shù)的各類建筑工程項目，通過企業(yè)對BIM技術(shù)的實踐應(yīng)用獲得更加全面的知識經(jīng)驗，為建筑工程專業(yè)學(xué)生的BIM技術(shù)教學(xué)實踐奠定基礎(chǔ)。從本質(zhì)角度來講，高校與建筑企業(yè)合作方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)BIM課程教學(xué)目的，還能夠從一定程度上減輕高校建筑工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)壓力。

五、結(jié)論

研究表明，向高校建筑工程專業(yè)教學(xué)體系中引入BIM技術(shù)具有充分的必要性。高校建筑工程專業(yè)學(xué)生BIM課程教學(xué)內(nèi)容主要包含BIM技術(shù)的理論教學(xué)、BIM技術(shù)相關(guān)軟件的實踐應(yīng)用教學(xué)等。

參考文獻：

[1] 李雄華.BIM技術(shù)在給水排水工程設(shè)計中的應(yīng)用研究[D].華南理工大學(xué)，2009.

作者簡介：張哲弘（1983-），男，漢族，陜西渭南人，碩士，助理工程師，西安財經(jīng)學(xué)院行知學(xué)院副院長，研究方向：工程管理。