給水排水科學與工程專業BIM技術實踐教學探討

武海霞+孫文全+劉翠云+俞峰

摘要：在當今建筑行業信息化標準建設背景下，高校將BIM技術融入專業教學是發展趨勢。在給排水專業教學中采取繪圖課程中穿插介紹軟件知識、開展第二課堂、團隊畢業設計應用等形式，對BIM技術實踐教學進行了探索。目的在于銜接高校人才培養與社會用人需求，拓寬學生知識面，增強學生的競爭力，并為推進相關課程教學打下基礎。

關鍵詞：建筑信息模型；團隊畢業設計；實踐教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）33-0168-02

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是建筑業設計軟件應用的一大變革。近幾年來，隨著政府的大力推動以及計算機軟件和硬件技術的發展，已有多項工程的設計與建造使用了BIM技術，已被用于建筑給水排水、污水構筑物、市政管線綜合等設計和施工管理中[1，2]。考慮BIM技術在國內廣闊的發展前景，國內部分學校的建筑和土木院系已進行了實驗教學和研究[3]，如何在專業教學中推進BIM技術的學習、使學生掌握相關知識和技能是教學中值得思考的問題。本文主要探討了目前開展的實踐教學方法和措施，以增強學生使用BIM為平臺的實踐能力，提高給排水專業人才的競爭力，銜接高校人才培養與社會用人需求。

一、教學引導

在本校給排水科學與工程專業課程設置中，與BIM技術相關的課程為一年級上學期的《土木工程圖學及BIM》，為基礎必修課，總學時48。該課程重點介紹工程制圖內容，學生需掌握繪制和閱讀土木工程圖的基本理論和方法，對于BIM技術僅進行了1—2課時的簡短介紹，包括發展歷史和使用軟件等。由于剛入學的新生尚未建立專業知識架構，缺乏相關的土木建筑設計概念，對于BIM技術一知半解，未產生學習的興趣和動力。

通過專業導學、工程訓練B、認識實習和專業基礎課等課程的學習，到三年級時學生已對專業知識有了一定的了解。可結合當前BIM技術在本專業的實踐，在課程理論教學中穿插介紹相關內容。例如在三年級開設的選修課《CAD基礎》中，介紹了以Revit為主的BIM與AutoCAD軟件在專業設計上的異同，向學生展示CAD圖紙表達的管線是抽象的線條，而BIM技術是以真實管道尺寸表達的一個對象；閥門不再是一個圖塊，而是以真實形態出現在管道上的一個對象[4]；根據3D模型自動生成的圖形和文本在模型發生變化時會自動更新；各專業設計完成后通過碰撞檢測等可對管線綜合設計，解決管線之間或管線與結構之間的碰撞。通過簡單案例的展示對比，培養學生三維建模的概念和設計意識，加深學生對BIM技術的理解。

受學校公共機房電腦的硬件及軟件系統限制，學生不能在機房中進行學習和練習，所以在教學過程中鼓勵學生自學軟件的使用。課后通過與學生的交流發現，教學上的引導已引起學生的關注，部分學生對BIM技術充滿熱情和信心，有很強學習愿望，已經在個人電腦上開始自學軟件的使用，希望盡快掌握這項技術。

二、第二課堂學習

在學生自學過程中，需要引導他們BIM技術不只是軟件學習，而是一種設計理念。在實踐教學中開展了第二課堂，為自主學習意識強、希望得到提升的學生提供實踐機會，使他們深入領會BIM思想。

第二課堂包括講座、培訓以及創新大賽訓練等，學生自主報名參加，不對學生進行考核。講座除教師定期舉辦外，還邀請BIM技術專業人士為學生進行實戰性的講解，讓學生充分了解BIM這個行業的具體內在和外在的要求。通過與企業的合作，學生可免費參加學校里開展的培訓。與設計院合作搭建專業學習平臺，為學生提供實習機會，過實習加強理論向實踐轉化的能力。

為培養大學生創新思維、提高大學生動手能力，學校每年舉辦大學生創新大賽。學生組成團隊參賽，在老師提供的建筑結構模型基礎上，進行給排水系統模型搭建，促進學生提高專業技能和技巧。在指導學生競賽過程中注意培養抽象思維和分析解決問題能力，以及繼續學習與應用創造能力。

三、團隊畢業設計實踐

畢業設計是重要的實踐教學環節，我校基于建筑設計院模式的跨專業團隊畢業設計已開展多年[5]。團隊包括建筑學、土木工程、建筑環境與設備工程、電氣工程和給排水科學與工程的畢業生。自2014年開始，團隊設計中嘗試采用BIM技術，搭建了利于各專業學生互相配合、共同設計的平臺，可實現全項目BIM設計。在進行團隊設計時，每個團隊需完成一棟10—12層公共建筑的設計，由建筑和結構專業建立模型，設備專業的學生在此基礎上進行設計。

選拔4—8名有軟件基礎或畢業從事相關設計的給排水專業學生加入團隊畢業設計，進一步提升他們的實際應用能力。有基礎的學生可直接采用Revit MEP軟件在模型上進行給水、排水和消防等系統的搭建，省去二維繪圖階段；而有些學生采用的是二維繪圖后再建模的方式，需要對他們進行不同的指導。由于需及時分享項目信息和進行寫作，各專業之間的交流更加頻繁和緊密。

通過團隊畢業設計的實踐，學生反應除了軟件的熟練運用外，更體會到建筑設計需要各專業之間的相互溝通以及團隊配合；畫圖時若沒有清晰的思路，協調好管道高度，會出現管道間的穿插碰撞和管段斷開的情況。我校BIM團隊畢業設計已連續兩年獲得省本科優秀畢業設計，取得了一些成果。

四、建議

BIM作為建筑行業的新興技術，普通高校土建類專業應該緊跟建筑行業的發展，逐步開展BIM人才的規范化培養。在今后的教學中，繼續完善和深化BIM技術的教學，建議采取以下一些措施。

1.開設針對給排水專業的軟件選修課程。在專業課程如《建筑給水排水工程》教學中，結合BIM的實際應用穿插介紹。

2.與建筑設備工程等專業聯合建立教學實驗室，開發基于BIM技術統籌安排設備、電氣和給排水系統的教學素材和模塊，為學生提供利用建筑信息模型的平臺，讓更多的學生有機會學習與交流，培養學生創新能力和動手能力。

3.與其他專業學生組隊參加國家級、省級學科競賽，通過實踐任務的形式模擬解決問題，引導學生主動運用多學科知識結構和軟件平臺，以提高設計能力。

4.承擔BIM教學的教師要具備專業綜合知識和熟練使用軟件的技能，需要教師加強學習，通過師資培訓提高教師的實踐教學能力。

五、結語

行業需要越來越多能夠熟練掌握BIM的人才，在本科部分課程中增加該技術的理論內容，開設第二課堂，將BIM技術融入畢業設計實踐教學中，以培養滿足行業需求的人才。此外，作為普通高校土建類專業應緊跟行業的發展，逐步開展BIM人才的規范化培養，通過建設專業實驗室、開設課程、提高師資水平等，培養一批適應市場競爭的工程師。

參考文獻：

[1]孫同謙，徐崢.BIM在市政管線綜合中的應用[J].中國給水排水，2014，30（12）：77-79.

[2]張愛華，梁書凱，萬芳.BIM技術在醫院給水排水工程設計中的應用[J].建筑設計管理，2015，216（2）：76-78.

[3]馬良棟，張吉禮，梁若冰，等.建設BIM研究與實踐創新基地的探索[J].高等建筑教育，2016，25（1）：150-154.

[4]趙昕.建筑給水排水專業面臨BIM抉擇[J].給水排水，2012，38（11）：85-91.

[5]孫文全，孫偉民，龔延風，等.基于建筑設計院模式的跨專業團隊畢業設計的研究與實踐[J].高等建筑教育，2008，17（2）：111-113.

Discussion on the Practice Teaching of BIM Technology in Water Supply and Drainage Science and Engineering

WU Hai-xia，SUN Wen-quan，LIU Cui-yun，YU Feng

（College of Urban Construction，Nanjing University of Technology，Nanjing，Jiangsu 210009，China）

Abstract：With the development of construction industry information standard，the university teaching BIM technology into the professional teaching is in the development trend. This paper introduces the BIM technology practice teachings including BIM software introduce，second class，application of the graduation project. The aim is to connect the talents training and the demand of the society，widen the students' knowledge and enhance their competitiveness. In addition，practice teaching will promote the teaching of relevant courses in the undergraduate education.

Key words：building information modeling；team graduation design；practical teaching