BIM技術在高職院校土建專業實訓教學中的應用研究*

張 芬，周愛民

（廣東工程職業技術學院，廣東 廣州 510520）

1 BIM技術的定義及發展

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具，通過對建筑的數據化、信息化模型整合，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建筑、運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用[1-2]。

2002年，Autodesk公司率先提出了BIM技術，目前已經得到全球建筑業的廣泛認可。近年來，BIM技術在我國也有了飛速發展。2015年的6月16日，住建部發布了推進BIM的指導意見，其中有兩條規定：到2020年末，就企業而言，甲級的勘察設計院和特級一級的房屋建筑施工企業必須具備BIM的集成應用能力；就項目而言，90%的政府投資項目要使用BIM。由此可見，BIM技術將成為未來建筑企業的核心競爭力。很多建筑企業已經意識到這一問題，注重引進和培養BIM技術人才，為將來的發展做儲備。為企業培養和輸送人才的高職院校在建筑信息化的進程中更要緊跟時代潮流，利用BIM技術增加自身的教學和實訓條件，培養BIM技術人才。

2 BIM技術在實訓教學中發揮的重要作用

2.1 彌補實踐條件的不足

要想取得較好的學習效果，必須注重理論和實踐的結合，對高職院校來說，實踐是必不可少的一個環節。一般來說，實踐環節包括課程中的模擬實驗、現場教學、機房實操、頂崗實習等。對土建專業的高職生來說，模擬實驗存在一定的難度，很多課程如結構、施工技術等難以創造模擬的實訓條件，比較容易產生效果的就是現場教學，利用正在實施的項目，現場引導學生。但是現場教學也存在一定的問題，一是要找到與課程進度相適應的工程比較困難，二是很多工程項目并不愿意開放給學生參觀，三是無論是外出途中還是在施工現場教學都存在著很多的安全隱患。這三個方面也制約著現場教學的實施。目前，大部分高職院校土建專業的實訓條件都面臨著以上問題，如何改變這一現狀，給土建專業的學生提供良好的實踐實訓條件成為很多高職土建專業亟待解決的一個難題。BIM技術的出現和發展，有效地解決了這一個問題。一方面，BIM可以模擬建筑從設計到施工到驗收的全過程，涉及設計、結構、水電、設備、造價、質量、資料等多個方面；另一方面，BIM技術對實訓條件的要求相對較低，只要有配置較高的電腦機房以及相關軟件即可。

2.2 真實模擬、三維展示，激發興趣、幫助學習

通過對高職土建專業學生的學情進行分析，發現學生一方面對知識和技術非常渴望，學習興趣濃厚，另一方面大部分學生數學和幾何知識薄弱，缺乏空間想象力。傳統的教學模式大多采用二維平面圖來教學生識圖，學生很難想象出三維空間的布局，在課堂上跟不上，慢慢地就會分心走神。基礎課打不牢，直接影響了后續課程的學習。利用BIM技術真實模擬建筑工程，可以通過三維空間展示其布局，快速生成各種二維、三維視角，實現二維和三維的有效轉換，同時能有效展示物體的尺度、材質、構造等，幫助學生理解知識，這種新奇的視角也可以激發學生的學習興趣，增加參與度，提升專注力。

2.3 與建筑信息化相結合，為學生就業提供便利

就業即是對學生三年學習成果的檢驗，也是檢驗高職院校人才培養質量的最終準繩。每個學生都希望畢業時能找到一份理想的工作，每個高職學校都希望自己培養的學生能夠勝任工作崗位，滿足市場對人才的需求。在全球信息化的時代，現代建筑業的主流趨勢就是建筑信息化。住建部對推進BIM的指導意見中對企業工程提出了明確的要求，建筑信息化是必然趨勢，各建筑企業都在積極的采用建筑信息模型武裝自身，BIM人才就成為當前建筑領域的緊缺人才。加上BIM起步較晚，很多高職院校對BIM人才的培養還不成體系，這就導致BIM技術人才在建筑市場十分搶手。學好BIM技術，對學生就業提供了極大的便利，等同于打開了一條綠色通道。

3 BIM技術在虛擬實訓教學中的現狀和不足

近年來，BIM技術在土建類高職院校越來越受重視，教育部1+X證書制度首批6個試點項目中就有BIM建筑信息模型。廣東工程職業技術學院作為廣東省首批試點的19所學校之一，在BIM教學應用方面做了很多的工作，取得一些成績，也發現很多問題。通過對同類院校的調研，總結出很多共性的問題，主要有以下幾個方面。

3.1 師資不足

BIM技術作為一種新興技術，其應用于教學的時間更短，在高校接受系統的BIM技術培養畢業后走向教師崗位的人才還較少，大部分高校的BIM教師都是通過企業、機構的培訓取得相應的證書或獲得相應的技術。在培訓過程中，一方面不同教師的年齡結構和知識結構，導致他們接受新知識新技術的程度不一樣，無法做到大面積的覆蓋；另一方面這種培訓往往是短期突擊完成，對于不從事相應軟件教學或使用的教師來說，學習效果不明顯，一段時間不使用就生疏了。這2個方面的原因導致了高職院校不能夠熟練掌握BIM技術，從事BIM教學和應用的教師數量嚴重不足。師資不足成為BIM技術應用于教學的最大的制約因素。

3.2 教學硬件跟不上

教學硬件跟不上，不能實現全方位的BIM虛擬實訓教學，只有極少數的實訓室達到要求。實施BIM虛擬實訓教學，最重要的實訓條件就是硬件和軟件。BIM包括的軟件非常之多，據不完全統計大概包括70款以上，涉及的范圍非常之廣，有建筑、結構、水暖電、能耗、仿真、GIS、VR、AR等，常用的軟件主要有Revit、Navisworks、Bentley Navigator、Tekla Structures、ArchiCAD 等， 多樣復雜的軟件對電腦硬件的要求也相對較高。目前，高職院校實訓機房的電腦設備與企業相比比較落后，很多院校已經意識到這一問題，專門配套資金建設了BIM虛擬仿真實訓室，但由于經費、場地等各方面的條件限制，這類高配置的實訓機房還比較少，大部分的高職院校都只是建設了1～2個BIM實訓室，部分高職院校甚至沒有滿足條件的實訓室。而部分已建好的實訓室受制于網絡等諸多情況，運行的效果也并不是非常理想。

一方面，實訓硬件不足，機位數不夠；另一方面，高職院校在不斷擴招，動輒幾百上千的土建專業學生，現有的實訓條件不足以支撐如此龐大的學生數量的BIM教學，導致很多高職院校在課程體系的設計上盡量減少BIM相關課程的門數，使得學生對BIM知識的掌握不夠連貫，對BIM技術的掌握不夠深入。

3.3 缺少實際項目的教學素材

軟件教學的一個重點是素材。BIM技術起步較晚，市場應用還未全面普及，雖然也有一些應用得較好的工程案例，但出于知識產權等各方面的原因，高職院校能接觸到并能實際應用到教學中的項目素材較少。很多教學素材都是任課教師根據課程內容杜撰出來的，由于很多高職教師自身也是接受培訓獲得的知識，其對BIM技術的把握以及BIM技術在實際項目中的應用都存在一定的不足，在編制項目內容的時候難免不夠周全，很多問題考慮不到，一定程度上誤導了學生。也有一些從合作企業或者其他途徑獲取到相關的案例素材，其教學效果會更好。

4 今后改進的方向

4.1 強化師資

強化師資可以采取引進來和走出去相結合的方式。引進來主要包括2個方面：從高校引進一批接受過系統教育的BIM相關專業優秀畢業生；從企業引進一批BIM骨干參與到教學中。走出去主要是制定現有教師BIM水平的提升方案，選擇一批軟件操作能力強、學習能力強的骨干教師和中青年教師作為重點培養對象，通過培訓班、講座、論壇、會議、交流、競賽等多種形式培養一支懂BIM、會BIM、用BIM、教BIM的高技能教師隊伍；經常與同類院校交流BIM教學的心得體會、經驗教訓，參觀兄弟院校的BIM實訓室建設和使用情況；多與企業交流對BIM人才的職業能力要求、課程設置、人才培養以及BIM技術在實際項目中的應用情況，多到企業參觀正運用BIM技術建造的工程項目。

4.2 升級現有實訓室

現有的BIM實訓室不足以支撐開展多門BIM課程的教學，而新建BIM實訓室受制于經費、場地、時間等各種條件的限制，短期內難以改善。要解決這一困境，可以從升級現有實訓室入手。各高職院校機房很多，BIM實訓室很少，機房與BIM實訓室的布局、場地要求基本接近，最大的不同是網速和電腦配置不同，利用已有的機房升級改造，建設重新配置電腦，或者分門別類對原有機房電腦進行升級，使其能支撐某一門BIM課程教學，可以大大緩解BIM實訓室的壓力。

4.3 增加BIM科研項目，切實解決BIM實訓教學中的關鍵問題

鼓勵學校增加BIM相關的科研和教改項目，鼓勵教師和學生積極投入相關的科研項目中，切實解決BIM實訓教學中的有關問題。高職院校中不乏懂技術、懂教學、肯鉆研的教師，但是由于教師日常工作繁重，很多教師慢慢就失去了研究的熱情，以項目的形式立項，對教師是一個很好的激勵作用，同時項目有明確的方向和結題時間，也能從側面督促教師按時完成研究任務。科研和教改項目應該為解決實際問題服務。

4.4 以1+X證書制度為契機，開展課證融通

目前國家大力倡導1+X證書制度，BIM教學要以此為契機，融入課程，課證融通。要將BIM證書所要求的技能嵌入課程教學內容之中，主要有三種實現途徑：一是增設新課程；二是在現有課程中增加BIM相關模塊；三是改革現有課程的教學內容和教學方法，將BIM技術融入現有的教學中。三者相輔相成，共同構建了BIM課程融通課程體系。

4.5 開展小班制教學、導師制模式

傳統的教學模式一般以行政班為單位進行單獨或者合班授課，學生人數較多，BIM教學效果不好，教師和學生一對一的溝通時間少，學生得不到全方位的指導。可見傳統教學模式在BIM虛擬實訓教學中并不適用，將小班制教學、導師制引入BIM教學中，教師可以更好地指導學生，增加師生互動機會，有助于對BIM知識的掌握[3]。

5 結語

在全球信息化、建筑信息化的今天，BIM技術應用于建筑工程成為必然趨勢。高職院校作為人才培養的搖籃，要與時俱進，做好BIM教學和BIM人才培養工作，為社會、為企業輸送更多優質的BIM技術人才。