基于建筑工程的BIM教學(xué)實(shí)踐探索

劉聰 王亮 陳敏

摘 要 發(fā)展“新工科”，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才已經(jīng)成為全社會(huì)的共識(shí)。建筑工程專業(yè)具有創(chuàng)新性和實(shí)踐性兩大突出特征，但目前在專業(yè)人才培養(yǎng)上存在產(chǎn)學(xué)脫節(jié)、育人力量單一、不能適應(yīng)就業(yè)形勢(shì)等諸多不足，影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。為解決上述問(wèn)題，作者進(jìn)行了建筑工程相關(guān)專業(yè)產(chǎn)學(xué)融合、多方協(xié)同育人模式的改革與實(shí)踐的探索，為建筑工程新工科建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 BIM;建筑工程;產(chǎn)學(xué)融合

1BIM教學(xué)實(shí)施背景

建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）涵蓋了幾何學(xué)、空間關(guān)系、地理資訊、各種建筑元件的性質(zhì)，可以用來(lái)展示整個(gè)建筑生命周期，包括了興建過(guò)程及營(yíng)運(yùn)過(guò)程，建筑內(nèi)各個(gè)部分、各個(gè)系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)二維圖紙模型各部分割裂的弊端，有利于多方協(xié)同作業(yè)，提高效率。順應(yīng)社會(huì)人才市場(chǎng)需要，BIM被多所高校引入課堂，作為建筑工程等相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)課程。

相對(duì)于傳統(tǒng)的工科人才，建筑工程相關(guān)專業(yè)更需要的是工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才。因此，發(fā)展“新工科”，培養(yǎng)新經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下緊缺人才，引領(lǐng)工程技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)成為全社會(huì)的共識(shí)[1]。結(jié)合南通大學(xué)對(duì)人才培養(yǎng)的要求和高起點(diǎn)、高層次、高質(zhì)量推進(jìn)教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革的方針，研究“新工科”背景下BIM實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，完全契合南通大學(xué)定位，對(duì)學(xué)校“新工科”建設(shè)及人才培養(yǎng)具有積極意義。

2BIM教學(xué)實(shí)施方案

部分高校通過(guò)多種教學(xué)方式將BIM技術(shù)引入教學(xué)，例如清華、同濟(jì)等高校實(shí)行BIM基礎(chǔ)教育，西安建科、重慶大學(xué)等高校以選修課形式講授BIM知識(shí)，西南科技大學(xué)通過(guò)預(yù)設(shè)專業(yè)課程的方式開(kāi)展BIM教學(xué)[2]。與BIM軟件企業(yè)通過(guò)校企合作等方式，讓學(xué)生進(jìn)行BIM學(xué)習(xí)與實(shí)踐，如廣聯(lián)達(dá)公司與清華大學(xué)構(gòu)建了BIM創(chuàng)新平臺(tái)，魯班軟件公司與同濟(jì)大學(xué)簽訂了工程造價(jià)等方面的合作協(xié)議。

南通大學(xué)開(kāi)設(shè)工程管理、土木工程等專業(yè)的BIM標(biāo)準(zhǔn)化體系課程，多專業(yè)協(xié)同的正向設(shè)計(jì)和管理技術(shù)貫穿BIM各階段應(yīng)用，如三維建模、碰撞檢查、管線綜合、機(jī)電優(yōu)化、施工圖編制、工程算量、施工項(xiàng)目管理、運(yùn)維管理、信息管理技術(shù)等，為BIM課程建設(shè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。教學(xué)中選用最新權(quán)威教材，采用真實(shí)項(xiàng)目案例，并融合網(wǎng)絡(luò)資源和視頻課程。

BIM教學(xué)利用Revit、廣聯(lián)達(dá)等軟件充分學(xué)習(xí)三維建模技術(shù)，模擬真實(shí)場(chǎng)地設(shè)計(jì)、工程量計(jì)算及施工，預(yù)先在軟件模型中解決實(shí)際碰到的問(wèn)題并研究應(yīng)對(duì)措施，激發(fā)學(xué)生對(duì)未知問(wèn)題探索的熱情。創(chuàng)造性地運(yùn)用軟件解決實(shí)際的施工和設(shè)計(jì)問(wèn)題，并采用理論教學(xué)環(huán)節(jié)的基本知識(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行適當(dāng)分析，提出解決方案。根據(jù)課程特點(diǎn)，訓(xùn)練貫穿始終，主要內(nèi)容為：學(xué)生在自己專業(yè)的方向中，確定出合適的對(duì)象，選取Revit、廣聯(lián)達(dá)土建、魯班等相關(guān)軟件闡述出模型設(shè)計(jì)、工程量計(jì)算和施工方案;建立模型，并用Navis等軟件處理實(shí)際中遇到的暖通、機(jī)電安裝、鋼管碰撞、日照風(fēng)向等問(wèn)題。根據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)的具體實(shí)施情況，提煉出難度適中、有較大意義的大型BIM模型作為案例，對(duì)典型、確有實(shí)用價(jià)值的設(shè)計(jì)成果推薦企業(yè)應(yīng)用，在實(shí)踐中驗(yàn)證和解決問(wèn)題。

為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神，組織學(xué)生使用不同BIM軟件進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)與表現(xiàn)，并指定學(xué)術(shù)水平較高、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)教師擔(dān)任指導(dǎo)教師。選拔優(yōu)秀學(xué)生參加相關(guān)的競(jìng)賽活動(dòng)（BIM建模大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)大賽等），在實(shí)習(xí)和參賽過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。在大四階段，安排建筑工程專業(yè)學(xué)生去相關(guān)企業(yè)進(jìn)行基于BIM技術(shù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)，企業(yè)提供項(xiàng)目選題和技術(shù)支持，同時(shí)提供真實(shí)待建項(xiàng)目用于實(shí)訓(xùn)，模擬設(shè)計(jì)單位的工作模式和組織管理模式開(kāi)展訓(xùn)練。畢業(yè)生利用所學(xué)BIM技術(shù)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，提升專業(yè)素養(yǎng)。

BIM實(shí)踐教學(xué)中，與企業(yè)簽訂產(chǎn)學(xué)合作協(xié)議，共建 “BIM雙創(chuàng)基地”。企業(yè)提供BIM技術(shù)類(lèi)教學(xué)資源，包括教學(xué)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及多年學(xué)生培養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)，聯(lián)合開(kāi)展教學(xué)、培訓(xùn)和技術(shù)研發(fā)服務(wù)，幫助學(xué)校提升創(chuàng)新實(shí)踐教育環(huán)境與教學(xué)水平。在BIM技術(shù)實(shí)訓(xùn)、企業(yè)BIM應(yīng)用方面提高學(xué)生專業(yè)能力，提供實(shí)習(xí)就業(yè)機(jī)會(huì)，在信息化方面支持院校教育管理。依托“BIM雙創(chuàng)基地”及“BIM實(shí)訓(xùn)基地”，提供項(xiàng)目和業(yè)務(wù)支撐，幫助學(xué)生提前了解職業(yè)需求，掌握職業(yè)技能。基地的建立，滿足建筑工程相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)所需的軟硬件條件，對(duì)專業(yè)建設(shè)、課程體系完善均有極大幫助。同時(shí)，依托成立的實(shí)訓(xùn)基地，可以接軌就業(yè)市場(chǎng)，彌補(bǔ)產(chǎn)學(xué)之間發(fā)展不平衡造成的脫節(jié)[2]。

3結(jié)束語(yǔ)

綜合來(lái)看，BIM的理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可打破傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方式，使學(xué)生接觸到目前工程中遇到的最前沿課題，學(xué)習(xí)到行業(yè)和學(xué)科最新技術(shù)，激發(fā)深入研究的熱情。軟件模擬建筑方式，可以實(shí)現(xiàn)“三維協(xié)同設(shè)計(jì)”，與建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電等專業(yè)形成完整的BIM模型，充分將本科各學(xué)科所學(xué)綜合運(yùn)用。BIM的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，使建筑、土木、工管專業(yè)的學(xué)生所學(xué)與專業(yè)實(shí)習(xí)和工作無(wú)縫對(duì)接，使其具有解決實(shí)際工程問(wèn)題的思路和能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 陸先亮，徐明華，江一山，等.基于“新工科”的人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（7）：12-14，19.

[2] 張尚，任宏，AlbertP.C.Chan.BIM的工程管理教學(xué)改革問(wèn)題研究（一）——基于美國(guó)高校的BIM教育分析[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2015（1）：113-116.

作者簡(jiǎn)介

劉聰（1986-），女;職稱：講師，現(xiàn)就職單位：南通大學(xué)交通與土木工程學(xué)院，研究方向：智能建筑、智能材料。