給排水科學與工程專業BIM課程設置

吳飛

關鍵詞：給排水科學與工程專業;BIM課程;設置

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

一、引言

在中國建筑設計院、北京市建筑設計院等大型設計院成功建立了BIM研究中心之后，BIM在我國的建筑工程領域中表現出了良好的應用前景。BIM（Building In-formation Modeling）也被稱之為建筑信息模型，即數字技術在建筑行業中的應用，能夠幫助施工人員與設計人員實現設計與施工的有效協調，從而提高工作效率與工作質量。在給排水工程中，常常存在設計管線交叉、管線與實際施工位置不符、管徑更改的問題，延長了施工時間，增加了施工成本。為了滿足社會對于這一行業的發展要求，各個高職院校紛紛在給排水科學與工程專業設置了BIM課程，取得了初步的成效。

二、 BIM技術的優勢分析

BIM 應用始于美國，由喬治亞理工大學的查克·伊斯曼教授提出，它以三維數字技術為基礎并集成建筑工程項目各種相關信息的工程基礎數據模型，是對工程項目相關信息詳盡的數字化表達。BIM教育不同于傳統的教育模式，強調學生與學生之間的相互配合，要順利完成任務，學生必須掌握BIM建模軟件的操作要點，在BIM的應用過程中，需要為學生構建出團結、合作的環境，引導他們進行探究、合作，通過學生與學生之間的協作，實現各個專業知識的相互滲透與融合，促進學生綜合能力的發展，完成課程內容的優化與設置。

BIM技術滲透在建筑工程的設計、管理、施工等各個流程之中，在這一方面具有領先作用，如今，BIM技術成為建筑工程人才的一項必備技能，在給排水科學與工程專業中設置BIM課程不僅可以滿足社會對于這一專業人才培養的需求，提高畢業生的就業率，對于學生協作能力、自主學習能力的鍛煉也十分有益。通過BIM設計與施工內容的協調，可以幫助學生將所學的理論知識轉化為實踐能力，通過與其他專業學生的合作，培養他們的綜合能力。

三、給排水科學與工程專業的育人要求

在傳統的教學模式當中，大多采用圖片、模型、PPT 演示等方式進行教學，學生只能簡單地了解學習內容。局部的內容使學生很難與實際工程這個整體相對應。而 BIM 技術的引入，可以將整個工程全方位展示給學生，利用虛擬模擬、3D 模型等，將工程中各個部位的信息，如管道尺寸、材料、位置等清晰準確地展現出來。

給排水科學與工程專業的設置目的旨在培養工業給排水、城市給排水、建筑給排水、水資源利用與保護、水污染控制規劃等方面的高級人才，畢業生需要具有較強的計算機操作能力，可以熟練應用工具來解決工程中的各類問題，能夠從事施工圖的設置與工程內容的編制，在教學內容上，由通識教育、專業教育、學科基礎、自主項目四個部分組成。在大一階段，學生需要學習“土木工程圖學及BIM”課，這是一門基礎必修課，內容的重點是立體幾何表達手法與投影關系，在學生知識水平與學時因素的限制下，課堂教學內容僅僅只能介紹BIM的發展以及簡單的軟件使用方法;在大三學年，開設了“CAD基礎”課，重點幫助學生掌握AutoCAD軟件的使用方法，分為理論與上機兩個內容，在課程中，穿插了關于Auto CAD以及BIM軟件的介紹。但是由于現階段學校機房的配置不高，在軟件與硬件的限制下，部分軟件難以安裝使用，影響了學生的學習與練習質量。

在實踐環節，湖南城建職業技術學院（以下簡稱“我校”）采用的跨專業畢業設計的方式，由不同專業學生配合起來，完成公共建筑結構、水暖電與建筑設計，在設計階段，需要應用BIM技術，通過這一環節，可以有效提高學生的自主應用能力。但是，由于各類因素的限制，并不能保證所有的學生都全身心投入設計環節，難以從根本上確保設計的質量。

四、 BIM課程的設置難點

在國家大力推廣BIM技術的前提下，在給排水科學與工程中推行BIM技術成為必然趨勢，但是從目前的情況來看，我國高職院校在BIM課程的設置上，還存在種種阻力。

第一，BIM課程的設置缺乏有效的教材參考。BIM進入我國的時間并不長，還缺乏相關的教學書籍，書面上的叢書大多只是起到簡單的啟蒙作用，各個高職院校需要聯合有經驗的從業人員，根據我國的具體情況，編制符合學生認知特點的教學書籍。

第二，BIM教學上的實戰經驗不足。雖然BIM將會成為下一階段的主流技術，但是應用環境還不夠成熟，少數高校將BIM課程等同于CAD教學，甚至直接套用CAD教學方案，這是不可取的。CAD與BIM雖然有相似之處，但是兩者有很大的差別，如果將其簡單等同起來，往往會適得其反。

五、給排水科學與工程專業BIM課程設置的優化與改革

1.優化課程內容

在BIM課程的設置上，可以采用兩種形式，即開設專門的BIM課程，或者在現有的課程中增加關于BIM的內容，為了鍛煉學生的綜合能力，在大三學年，建議開設一門軟件選修課，現階段流行的BIM軟件包括Bentley、Autodesk與Graph iSOFT三家公司，其中，Autodesk的應用范圍是最為廣泛的，可以分別面向水暖電、結構以及建筑等多項內容，因此，可以開設與之相關的課程。通過大一與大二的學習，學生已經掌握了給排水科學與工程專業的基本知識，對專業知識產生了深刻的了解。在大三可以將自己所學的知識與軟件結合起來，降低了學生的學習難度，更加易于接受。

此外，BIM技術也在市政管線綜合設計、建筑給水排水以及污水構筑物等內容中得到了廣泛的應用，除了開設單獨的BIM課程之外，還可以在“水工程施工”“建筑給水排水工程”等課程中植入關于BIM的相關內容，讓學生對這一知識產生更加深刻的認知，利用BIM展示相關的計劃表、組織圖與施工工序分析方法，提高學生的參與興趣。目前，我校給排水科學與工程專業課程設置采用了“5+1”的模式，前五個學期，學生需要在校內完成各項公共基礎課、專業課以及職業拓展課程的學習，最后一個學期參與畢業設計和頂崗實習。在BIM課程的設置上，可以推行“3+2+1”的模型，前三個學習完成公共基礎課與專業基礎課的學習，讓學生可以用自己所學的知識來指導后續的學習。

由于BIM涉及的課程內容較多，僅僅依靠教師在課堂上的講座，不利于學生學習能力的提升，因此，學校需要邀請設計院的優秀BIM專家來舉辦專題講座，為學生現場講解，這不僅可以提高他們的學習積極性，也能夠在一定程度上擴展學生的設計理念，樹立起學習信心。

2. 加強實驗室建設

BIM課程設置的最終目的是幫助學生真正實現學以致用，如果單一地設置理論課程，學生雖然能夠掌握軟件的操作方式，但是卻往往不知道怎樣應用。基于此，可以建立專門的BIM實驗室，開發出與之相關的電氣、設備素材與模塊，為學生提供參與的平臺，讓他們可以借助實驗室進行學習與交流。此外，還需要強化校企結合的授課方法，引導學生走出課堂，走進企業，了解真正的操作方式。在校園中，學生能夠以實驗平臺為依托，與其他專業學生聯合起來，參考各類學科競賽，利用實踐的方式來解決自己在操作過程中遇到的各類問題，鍛煉他們的創新思維能力，這也是學生進入社會之后不可或缺的重要能力。

3.強化實踐訓練

高職教育人才培養模式的基本特征是以培養高等技術應用型專門人才為根本任務、以適應社會需要為目標，合格畢業生應掌握從事本專業領域實際工作的基本能力和基本技能，并具有良好的職業道德和敬業精神。要達到這一目的，必須強化學生的實踐訓練。實踐環節包括畢業設計、實習與課程設計三個環節，三個環節是環環相扣的，在實習過程中，可以利用參觀、講座的方式來滲透關于BIM的內容。為此，學校需要組織跨專業師資力量，將各項教學內容協調起來，開展大范圍的實訓。并在排水工程、給水工程以及建筑給排水設計中增加BIM的相關內容，培養學生的實踐應用能力。

4.加強教師隊伍的建設

要保證BIM課程的設置能夠取得理想的質量，加強教師隊伍的建設是必不可少的，為此，需要引進專業化的BIM人才，鼓勵本校教師參與BIM學習，完成考核制度，建立一支綜合素質過硬的師資隊伍，通過與軟件開發企業以及校外工程企業之間的合作，讓教師進入企業中進行鍛煉，提高他們的BIM技術，成為專業化的教學人才。根據給排水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，對不合格的教師進行淘汰。

六、結語

BIM是一項全新的技術，對于建筑工程領域，已經產生了深刻的影響，并開始成為設計、管理以及施工中應用的一項主流技術。從目前的發展趨勢來看，在未來的3～5年內，國內BIM會迎來井噴式的發展，國家相關標準開始逐漸出臺，BIM大協同時代即將來臨，住建部也明確提出，要推動BIM協同工作發展，普及三維模型設計，降低工程投資，提高設計水平，實現設計、采購、建造、投產、運行的一體化發展。

將BIM應用在給排水科學與工程專業，可以鍛煉學生的綜合能力，是培養綜合性人才的一項客觀要求，為了達到這一目的，需要通過開設BIM課程、建設專業實訓室、引入實踐平臺的方式，通過這種環環相扣的方式，必然可以提高學生的實踐能力。

參考文獻：

[1]趙 ?彬，肖 ?芎. 基于BIM的高職院校專門技術人才培養研究[J]. 高等建筑教育， 2016（6）.

[2]鄭小俠，徐志超，尹貽林.BIM對高等院校工程造價專業人才培養的沖擊及對策研究[J]. 建筑經濟，2016（5）.

[3]王曉亮，郭榮華. 新常態下高職建筑工程專業BIM技術人才培養研究[J]. 河北軟件職業技術學院學報，2016（1）.

[4] 王 ?琨. 建筑信息模型技術在建設工程中的應用現狀和展望[J]. 林業科技情報，2016（1）.

[5]劉占省，趙 ?明，徐瑞龍. ?BIM技術在我國的研發及工程應用[J]. 建筑技術，2013（10）.

[6]龍文志.建筑業應盡快推行建筑信息模型[J]. 建筑技術，2011（1）.