BIM教學在建筑環境專業中的教學方案探討

□張圓圓

一、BIM簡介

BIM(建筑信息模型)，主要是通過計算機的數字模型實現建筑項目的可視化和量化分析，應用于土木工程領域的設計、建造以及運營管理等項目建設階段。BIM解決了傳統設計領域中越來越專業化及細節化的各專業設計文件中的“錯、漏、碰、缺”問題；可視化的設計使得工程項目各參與方面臨大量的設計資料時遇到的溝通交流、協調問題，提高了項目溝通交流的效率；以工程數字模型為核心的全新理念，使得預算時工程量的計算精確度更高，造價全過程管理中偏差較小，成本控制精度提高。

BIM核心建模軟件主要分為三部分，即建筑、結構、機電三個部分。在建筑環境與能源應用工程專業中，所用的BIM軟件稱為MEP(Mechanical Electrical & Plumbing)。中華人民共和國住房和城鄉建設部在《2016～2020年建筑業信息化發展綱要》中提到“推廣基于BIM的協同設計，開展多專業間的數據共享和協同，優化設計流程，提高設計質量和效率。研究開發基于BIM的集成設計系統及協同工作系統，實現建筑、結構、水暖電等專業的信息集成與共享。”由此可見，BIM技術將是建筑業目前的發展主流方向，也是將來人才的需要必備技能之一，建筑環境與能源應用專業的課程體系也應該順應時代的步伐及時進行更新與調整，結合“互聯網+”以及慕課、微課等時代先進的教育理念及時進行調整更新。

二、BIM在建筑環境與能源應用專業學習體系的探索

BIM的學習可以分階段分層次的展開。

(一)BIM學習的第一個階段——“互聯網+教學”階段。“互聯網+教育”由于其解決教育資源匱乏，同時擁有豐富的網絡教育資源達到教育資源共享的優勢，已成為各國教育發展的一項重要戰略決策。互聯網教育通過網絡縮短了空間距離，學生與名師、學生與學生之間可通過網絡進行全方位的交流，同時大數據的發展也使得教師通過學生提問的類型、次數更了解學生在學習中常見的難點、重點知識的掌握情況進行更加有針對性的指導學生。學生學習的時間、地點、學習內容更加具有靈活性，主動學習成為互聯網教育最大的特點。

BIM的互聯網—教學可在大二階段實施，這個階段學生基本上完成了專業基礎課程的學習，對于行業有了初步的理解。此時學生的學習可借用網絡資源來擴充自己的知識。目前較為成熟的網絡學習APP有中國大學MOOC，可借助MOOC里的教學資源進行學習，目前已有的教學資源有哈爾濱工業大學開設的BIM技術基礎-Revit2019，東南大學開設的BIM技術創新與實踐，南充職業技術學院開設的互聯網+BIM技術創新與實踐等課程，以及目前市場上占軟件主流的廣聯達、斯維爾等官網上開設的BIM課程。這類課程主要介紹軟件的界面和基本工具的操作，強調按操作步驟順序介紹軟件的主要功能，此類學習可以最大化地利用名師在教學上的嫻熟技巧以及工程上豐富的BIM實戰經驗來為學生進行授課。MOOC中的教學模式有相應的考核與討論區，學生可以借助豐富的網絡資源進行學習效果的檢查，還可以與網絡名師、全國范圍的學生進行知識上的交流與探討，可以最大化地激發學生的學習熱情。

第二個模式為智慧樹的“互聯網+”學習模式。學生在智慧樹APP上學習，教師在教師圈APP上可以了解學生的學習狀態。學生在智慧樹上學習時會設置一些考核環節，教師在后臺教師圈中可以看到學生的學習情況，了解其進度的快慢，還可以對其學習情況進行批閱，有針對性地對學生進行管理。

(二)BIM學習的第二階段——傳統教學。此階段的教學過程主要是在學校教師的指導下充分發揮學生的主動性和積極性下展開。在教師的指導下，學生理解學習的過程、掌握正確的學習方法。運用啟發式教學方法，激發學生的學習積極性，鼓勵學生主動進行探索，同時此時學生的學習由第一階段的自主學習變成在教師尊重學生基礎上的對學生的嚴格要求。

第二學習的階段設置時間為大三的下半學期，此時建環的學生已經掌握了專業課程的學習方法，熟悉了本專業一半以上的學科領域，具有扎實的基礎知識以及在BIM第一階段的基本功能操作技能。BIM第二階段的學習主要在傳統的課堂講述與上機練習階段。此時講述與課堂練習的內容主要偏重與BIM技術在暖通行業領域的應用。目前BIM涉及的暖通領域有制冷機房、換熱站、消防泵房、環控機房、空調系統中的排風、送風、回風、排煙等風系統以及冷凍水、冷卻水、冷凝水等水系統，供熱中的供回水、給排水中的管道系統，消防中的管道系統等，具體課程的展開可通過案例來實戰BIM在碰撞檢測、管線綜合等方面的應用。此階段，學生可與教師進行面對面的交流，及時解決在學習中遇到的問題，發揮傳統教學方式教師與學生“主體——主體”(即教育主體——學習主體)的優點。

(三)BIM學習的第三個階段——合作培養。此階段的展開時間設置在大四階段，此階段人才的培養可與BIM軟件開發和培訓企業開展校企聯合培養人才模式。合作教育是以培養學生全面素質、實踐能力的一種教學模式，可培養出具有較高水平實踐和社會適應能力的一種教育模式。

目前市場上占主流的BIM軟件有廣聯達、斯維爾等知名企業。在專業技能實踐方面，以真實的工程項目為訓練課題，模擬實際工作場景，整合所有專業學生進行項目工程人員配置，協同完成項目。教學內容以團隊展開，每個團隊中由各個專業學生共同參與，涉及建筑學、土木工程、建環、工程管理、工程造價等專業學生在軟件開發和培訓企業優秀教師的指導下運用BIM進行設計三維化、日照分析與太陽能利用模擬、室外風環境分析模擬、建筑功能分析模擬、災害模擬、設計三維化與二維出圖、室內采光分析、室內風環境分析模擬、建筑節能分析與能效評估、噪聲分析、管線綜合與碰撞報告、管線深化與優化、裝飾效果模擬、工程量統計與造價計算分析等項目全生命周期應用練習，讓學生在模擬實際的工作情形下運用已學的專業知識和網絡學習活動的軟件操作技能，通過群體協作來完成訓練項目。此種學習方式可縮短學生學習知識與實際工作應用的差距，同時可以培養學生獨立分析問題、解決問題以及溝通協調能力；同時學生還可以獲得BIM企業下發的BIM專業證書，提升學生的職場競爭力。

三、結語

BIM技術目前成為建筑行業的第二次設計技術手段革命，在這個行業革新背景下，建筑科技技術正在以前所未有的規模快速發展，近年來在暖通、給排水、電氣、智能化等的管線安裝中體現無與倫比的優勢，國家也從各個層面展開對BIM技術推進的政策。學校教育也應緊跟時代步伐，探索新的教學方案的實施，滿足高等教育培養高級專業人才、發展科學、開展社會服務三大基本職能，來促進整個建筑行業的發展。