計算機輔助設計之BIM應用型人才培養

王斌

摘 要：本文探討了新一輪建筑教育改革的人才培養方案中關于計算機輔助設計的一些想法。隨著科技發展，建筑數字技術發展很快，新型建筑工業化是行業發展趨勢。建筑學專業教學需要與時俱進，結合社會需要，推進建筑數字技術在設計過程中的應用，為迎接人工智能時代到來做好信息化建設的基礎準備。

關鍵詞：建筑教育;教學改革;人才培養;BIM

對建筑學專業學生的培養，要注重幫助他們在時代變遷、文化發展、科技進步的環境中對建筑的理解。學生在理解建筑的過程中，學院需要將當下建筑學發展與其各方面特點相結合，制定出適合學生學習、研究與發展的教學內容，給學生傳授專業基礎知識、專業技能應用知識以及提高學生研究能力的理論知識。

計算機輔助建筑設計早在20世紀90年代初就已成為建筑學教學的一門應用基礎課程，該課程注重培養學生對軟件的操作應用。隨著“甩圖板”、電腦設備普及，大量建筑專業應用軟件應運而生，建筑業對計算機的依賴也隨之加強。因此，高校在專業基礎課程上又增設了建筑電腦渲染課，也培養出了大量的應用型“效果圖大師”。隨后，建筑繪圖軟件的簡易化、可操作性加強，幾乎每名學生都能做出很好的電腦效果圖，市場不再需要多余的效果圖能手，近幾年幾乎沒有畢業生從事相關工作。

歐克特（AUTODESK）公司曾在中國推廣BIM概念及其產品Revit軟件，當時推廣力度很大，主要在高校建筑院系和設計院里培訓相關技術人員，結果有目共睹，既有經驗又有教訓。2017年，國家開始逐步在各大城市頒布“建筑工程信息模型應用統一標準”。新一輪“BIM熱”席卷而來，有國家層面文件的促進，又有美國、英國結合NBIMS（國家BIM標準）建造出的大量實際工程，國內越來越多建筑開始應用BIM，人們對BIM又有了更進一步的了解。因而，目前社會對BIM人才的需求量極大，對專業合格人才的培養也就迫在眉睫。

清華大學馬智亮教授說，社會對BIM人才的需求是多層次的。首先，高層次的人才。能做相關研究，發展BIM技術，這需要在研究生階段培養。其次，應用人才。應用人才也可以細分，有的應用人才具有組織、管理、統領的作用，這種人才需要專業技術，作為應用人才得對其他的專業也有所了解。另外一種應用人才層次相對低一些，做一些基本工作，比如建立三維模型，而建立三維模型在過去是很難的事情，但是現在隨著BIM技術的發展，建立模型很容易，高職高專的學生也可以很快學會使用軟件來建立模型。所以對于人才的培養要分層次，要有明確的目標，要和課內學習結合好，這樣才能因材施教，培養社會所需的合格人才。在將學生培養成為建筑師的過程中，要更多地重視應用能力的培養，其中包括對BIM的理解和相關軟件的使用。如今社會建筑行業需要的是應用型人才，遠遠超過所謂的建筑師和設計師。

在制定出合格的BIM人才培養計劃之前，我們要對BIM做出以下的正確理解：

第一，目前，建筑業在全球正處于日益加劇的困境中，可見建筑工業在節約能源方面扮演了一個關鍵角色，建筑工業有責任盡可能有效地利用地球資源，因此BIM的目的在于節約能源、保護環境。

第二，BIM本身不是一種技術，BIM應用帶來的變革是一種工作方式的根本變革，也是一種文化的變革。不能太過關注短時間內BIM應用帶來的經濟成本的變化。BIM理念是需要長期堅持的，最終才會有源源不斷的社會和經濟回報。

第三，不管是CAD還是現在的BIM，都不是智能的，它們只是建筑設計的助手。但BIM可進入人工智能（AI）時代，系統可以代替人類智力勞動來做決定。BIM并不是遙不可及的高科技，但可以理解為下一時代到來之前的過渡時期的概念。

第四，目前我們應用深度比較淺，比如建模、碰撞檢查、動畫等工作，實際上深度還可以拓展。廣度上BIM技術可以應用在更多階段以及更多領域，實現全覆蓋，BIM技術完全具備這個潛力。那么對于學生的培養，也要在BIM的廣度和深度方面制定相應的目標。

第五，軟件是應用BIM技術的基礎，沒有軟件無法應用BIM。

一是Autodesk公司的Revit建筑、結構和機電系列;

二是Bentley建筑、結構和設備系列;

三是國內同行最熟悉的是ArchiCAD;

四是Dassault公司的CATIA，是全球最高端的機械設計制造軟件。

第六，BIM實際操作關鍵在于在項目全生命周期內實現信息的共享，協同工作和其他技術集成應用。我國大型設計企業基本都擁有專門的 BIM 團隊，但是，這些大多局限于設計或施工階段的局部應用，還沒有在建筑的全壽命期中的應用實例。目前中國BIM應用仍處于探索階段，還缺乏BIM落地的有效途徑。

通過以上對BIM的提煉理解，我們不難發現，BIM應用領域很廣，對建筑專業BIM人才的培養任重而道遠。BIM人才的培養需要在學好本專業知識的基礎上學好BIM軟件，將個人任務與信息模型技術結合，設立更多子BIM（模型）——任務信息模型。這有利于直接提高工程技術和管理人員的工作效率和質量，吸引更多人認識BIM、使用BIM。

具體從如下幾方面實施：

第一，培養實施方式。教與學相結合，兩條腿走路。一方面，制定符合學生應用能力現狀的教學目標，另一方面，建立BIM實驗室，培養院系相關教師或引進高素質的BIM人才，共同推進BIM教學的可持續發展，并逐步承接合適的工程，有利于實踐經驗積累和興趣提高。

第二，根據教學計劃擬定內容：

一是教學目的。本課程是建筑學專業本科生的專業輔助課程。本課程的任務主要是讓學生學習Revit Architecture軟件的基本使用方法，并使其熟練地將其運用于課程設計，創建基本的信息模型，同時在工程實踐協同和軟件二次開發方面培養出個別人才，為今后的進一步研究深造打好基礎。

二是軟件版本。Autodesk Revit2016版本。

三是教學對象。教學對象為本科三年級學生，該年級學生有基本的建筑專業素養，也有建筑軟件操作基礎，有較好的應用能力。

四是Revit軟件教學（32+16學時）：

其一，BIM概念認知、Revit Architecture界面認知。（2學時）

其二，教師示范學習構件建模。如軸網概念、墻與幕墻、屋頂、樓梯。（4學時）

（布置作業1：自行設計一100M2的衛生間）

其三，教師示范學習構件建模。如樓梯與坡道、樓板與屋頂、梁與柱子。（4學時）

（布置作業2：二年級小別墅設計翻模）

其四，教師示范學習場地建模方法。如樓板建平地、cad轉換地形、平整地形、子面域、紅線繪制。（4學時）

（布置作業3：自行設計場地，小別墅加地形，要求有道路、人行道、山地）

其五，檢查和解答作業1、2、3中的疑問。（2學時）

其六，教師示范學習渲染。教師以其中一組的作業為例，示范渲染。（2學時）

（布置作業4：小別墅設計渲染）

其七，教師示范學習體量的基本概念。（4學時）

（布置作業5：自由設計高層體量，要求用體量生成平立剖）

其八，檢查和解答作業4、5中的疑問。（2學時）

其九，教師示范學習族的基本概念。如族、族樣板、族參數、嵌套族。（4學時）

（布置作業6、7：編輯一個屋架族;每人建課程設計模型）

其十，檢查和解答作業6、7中的疑問。（2學時）

其十一，“自適應構件”建模。（2學時）

五是課程結合：

其一，在四年級與課程設計結合，跟隨課程進度，每周指導學生2學時。（16學時）

其二，采用課堂講授、實例解說、課程設計（與建筑設計課結合）、自學、討論等方式進行。

第三，BIM實驗室創建。BIM實驗室致力于建筑三維設計、協同設計關鍵技術研究與BIM技術的應用推廣，引進軟硬件資源，開發相關課程，為相關專業學生提供更多的實訓機會，提高學生的專業素養和綜合競爭能力。

一是BIM實驗室可提現有CAD機房建設為基礎。

二是建筑設計套件——Autodesk Building Design Suite（BDS）、硬件。

BDS是目前市面上最強大、最全面的BIM解決方案之一，包含創建和管理BIM模型的所有軟件產品，建立各專業BIM模型、施工模擬，包括Ecotect生態綠色分析、SUN日照分析。在單一的數據環境中可以滿足建筑、結構、水暖電等相關專業的BIM模型搭建工作要求。

BIM是一個龐大的概念和系統，對于BIM相關軟件的推廣，最大的障礙是建筑從業人員的挑戰和勇氣。按照目前的教學方式，建筑學專業的教學難以滿足社會上日益增長的建筑數字技術人才需求，因此，建筑學專業的教學需要改革，只有加強對學生建筑數字技術的教學與訓練，才能滿足數字時代的人才需要。

參考文獻：

[1] 全國高等學校建筑院系建筑數字技術教學研討會[C]. 2013.

[2] 李建成，面向建筑數字技術的建筑學專業教學改革芻議[A].數字技術·建筑全生命周期——2018年全國建筑院系建筑數字技術教學與研究學術研討會論文集[C]. 2018.