基于BIM虛擬建造技術的建筑類專業人才培養模式改革探討

彭燕

【摘要】BIM虛擬建造技術不僅在實際工程領域有著極強的應用價值，而且在高校人才培養方面同樣具有廣泛的應用空間。文章從課程設置、師資力量、教材及BIM實訓平臺建設等四個方面提出以BIM為核心進行建筑類專業人才培養改革，并將BIM應用于建筑類專業主干課程、實踐教學體系及畢業設計環節等方面，以促進BIM虛擬建造技術的大規模應用和發展，培養出滿足建筑行業需求的復合型人才。

【關鍵詞】BIM技術建筑類專業人才培養模式實踐教學體系

中圖分類號：G642；TU-4文獻標識碼：A

近年來，我國建筑業高速發展，日益重視自身的科技進步和技術創新，信息技術成為轉變建筑業發展方式的重要工具和手段，BIM虛擬建造技術作為應用于工程設計建造管理的數據化工具，廣泛地出現在建筑行業的方方面面。故而，為社會培養并輸送BIM專業人才成為迫在眉睫的事情，基于BIM虛擬建造技術的建筑類專業人才培養模式改革與實踐勢在必行。

BIM虛擬建造技術簡介

BIM是Building Information Modeling的英文縮寫，即建筑信息模型。BIM虛擬建造技術應用于建筑行業，通過參數模型整合建筑鏈條各種項目的相關信息，在建筑項目籌劃、設計、建造和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，為各建設主體提供協同工作的信息數據基礎。BIM虛擬建造技術不僅帶來了現有技術的進步和更新換代，也影響了生產組織模式和管理方式的變革，更推動了人們思維模式的轉變。在住房城鄉建設部2016年12月發布的《建筑信息模型應用統一標準》中，指出BIM虛擬建造技術具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性等5大特點，這5個特點與高校建筑專業的發展方向有著高度的契合性。

以BIM為核心的建筑類專業人才培養改革措施

1.課程設置

引入BIM技術到專業教學，主要有兩種途徑：一是開設專門的BIM課程，以BIM理論介紹為主，同時講授實務及軟件操作；二是植入BIM內容到現有課程中，同時利用BIM技術建立虛擬仿真實驗室，這樣可以使專業課程教學更加形象生動。

2.師資力量

師資可以通過四種渠道來解決：一是聘請專家，為專業課教師及學生進行BIM的專題講座；二是專項課題引導，通過與企業合作的橫向課題合作及申請省部級以上的縱向課題，引導專業教師隊伍深入研究BIM技術；三是跨專業培養，引進計算機專業教師，進修建筑專業課程，擴大BIM實訓師資力量；四是與專業化公司合作，通過與BIM專業公司合作，對專業教師進行BIM軟件的操作培訓。

3.教材配套

可以考慮兩種方式進行教材配套：一是選用國內外優秀的BIM教材直接講授；二是組織教師編寫植入BIM內容的專業課教材，或通過與軟件公司合作編寫更適合的BIM軟件教材。

4.BIM實訓平臺建設

建立BIM實訓平臺，通過營造真實項目進行虛擬設計、施工和管理教學，建立虛擬仿真實驗室及工程環境，讓學生破解工程實施過程中可能的問題以及基于BIM的有效解決措施。

BIM技術在建筑類專業主干課程的應用

1.土木工程制圖課程

土木工程制圖是一門具有較強實踐性的課程，無需學生死記硬背大量的公式和深奧的理論，這門課程的傳統教學是借助AutoCAD平臺培養學生的制圖能力和空間思維能力。但是當遇到略復雜的平面圖，學生將難以建立清晰完整的三維立體圖形。如果利用BIM技術，教師可以引導學生在設計過程中創建虛擬建筑模型，將大量的設計信息（構件屬性、幾何信息、材料性能等）以4D方式導入相關分析軟件，制圖模型進而得到相應的分析結果。

2.房屋建筑學課程

房屋建筑學課程內容抽象復雜，并且知識點零散繁多。將BIM技術引入房屋建筑學課程教學中，課堂上授課教師通過使用Revit專業建模軟件搭建BIM模型，將所講內容以三維立體模型的形式呈現，這樣就能夠在虛擬三維環境下迅速發現設計中的沖突，提高了學生建筑綜合設計能力及對知識的理解和記憶。

3.鋼結構課程

鋼結構課程涉及材料力學、結構力學等力學的基本知識，是難度較大的土木工程專業課程。該課程與BIM虛擬建造技術相結合的強大之處在于可以便捷地建立標準鋼框架以及型鋼部分構件的模型，將模型的空間信息與時間信息整合在一個可視的鋼結構4D（3D+Time）模型中，直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。在構建模型過程中，學生可以清晰地看到各構件的建立過程及在鋼結構模型中的作用。

4.工程管理課程

工程項目管理是一門偏向管理類的課程，從專業知識學習角度來看，培養學生的實踐及應用能力尤為重要。工程項目管理課程旨在培養學生閱讀施工現場平面圖、合理選擇施工方案、繪制工程流水施工以及編制施工進度計劃表等相關技能，通過BIM技術的導入，學生可對項目進行可建性模擬，對重要施工環節或采用新施工工藝關鍵部位及施工現場平面布置等進行模擬和分析，利用BIM技術結合施工組織計劃進行預演，以提高復雜建筑體系的可造性，并按時、日、月進行施工安裝方案的分析優化，學生可更加深入地理解工程項目管理的運作理念。

基于BIM的實踐教學體系構建

1.基于BIM工程識圖與構件識別

通過BIM建模軟件，識讀建筑與結構施工圖，直接明了地讀懂安裝專業、市政專業施工圖，通過學習MagiCAD等主流BIM設計系統，掌握BIM模型的設計要領，完成實際案例的建模，并結合BIM三維仿真技術比對，領會設計意圖。

2.基于BIM工程造價招投標綜合訓練

通過BIM造價招投標綜合業務模擬實訓，熟悉并掌握建筑工程量計算、工程量清單文件編制、工程計價文件編制、招投標文件編制、建筑工程合同編制、建筑工程虛擬建造、工程結算與審核，以及BIM設計模型的算量對接等專業技能。

3.基于BIM工程項目全過程動態管理

通過BIM平臺，加強材料管理、鋼筋管理、成本管理等專項管理技能，培養學生施工組織策劃能力、施工進度及成本控制能力，提升其整體的實戰項目管理能力。

4.基于BIM的虛擬施工仿真訓練

利用BIM虛擬建造技術的三維可視化功能，再加上時間維度，按照各構件的施工工藝進行虛擬施工。在市政道路、安裝工程、房屋建筑、市政給排水管網的建造等各種類型工程中進行模擬施工，學生可以有效掌控施工管理。

5.基于BIM的施工方案優化

基于BIM的虛擬施工流程由“情景導入”“項目準備”“制定計劃”“項目實施”“信息共享與協同工作”及“項目展示與評價”等六個環節組成，在這六個環節中BIM的最大作用在于找到最優的施工方案。

BIM虛擬建造技術在畢業設計環節中的應用

畢業設計的目的在于培養學生應用BIM技術去解決實際工程問題的能力，讓學生對建筑設計和施工內容、施工全過程有一個比較全面的認識，主要包括工程制圖、理論分析、結構設計等。可設置基于BIM的招標控制價文件編制、基于BIM的三維建模及模擬動畫、基于BIM的技術標編制、基于BIM的招投標管理、基于BIM施工過程管理等題目的畢業設計，將學生的畢業實習與畢業設計結合起來，畢業設計與計算機技術相結合，以實習的具體工程為實際施工案例，應用BIM技術將施工流程完整地呈現出來，并且在答辯環節增加BIM技術相關問題的比重，充分檢驗學生的識圖能力、鋼筋工程量計算能力、施工組織方案編制能力、工程項目管理綜合能力等。

結語

近年來，BIM虛擬建造技術已經在建筑行業得到了普遍認可，高校有必要對建筑類專業培養方案進行改革。在傳統的課程中充分利用BIM虛擬建造技術，建設多專業協作的BIM課程體系，加大BIM實訓室建設，進行相關教師的BIM技術培訓，創新BIM教學方法，促進BIM技術的大規模應用和發展，從而培養出滿足建筑行業需求的復合型人才。

參考文獻：

[1]武彥生等：《BIM虛擬仿真系統在市政工程技術專業教學中的應用探討》，《昆明冶金高等專科學校學報》2016年第4期。

[2]曹建文：《基于BIM的建筑類專業人才培養改革研究》，《科教導刊》（下旬）2016年第6期。

[3]張尚等：《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》，《建筑經濟》2015年第2期。

[4]王建超等：《BIM技術在建筑類高校專業課程教學中的應用探索——以沈陽建筑大學為例》，《高等建筑教育》2017年第2期。

[5]張現林等：《基于BIM虛擬建造技術的土建類專業人才培養模式研究》，《職業教育研究》2013年第6期。

作者單位：楊凌職業技術學院建筑工程分院陜西楊凌