基于1+X建筑信息模型課證融通的探索與實踐★

高文潔

(內蒙古交通職業技術學院，內蒙古 赤峰 024005)

1 概述

目前，建工專業的教師，幾乎都能熟練的使用CAD，在生產力的發展，技術進步的今天，終于將人們從手繪圖紙解放出來，原來需要手工繪制的大型圖紙，現在都可以電子出圖了。但是從二維圖紙到建筑實體的呈現，建筑設計到施工始終是粗放型發展的，這樣就會造成很多設計意圖到施工之間的傳達錯誤[1]，工程設計和施工都在返工、變更的不斷修正中才形成了今天我們看到的實體結構，而BIM技術的使用改變了現有的狀態。

建筑信息模型(Building Information Modeling，簡稱BIM)是Autodesk公司在2002年率先提出，目前已經在全球范圍內得到業界的廣泛認可。它可以幫助實現建筑信息的集成，從建筑的設計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結，各種信息始終整合在模型信息的數據庫中，充分共享，無損傳遞[2]。BIM技術在建筑行業的應用已經有了一定的深度。

目前BIM技術的應用，在工程當中還是正在推廣的階段，在教學當中，把BIM技術融入到教學當中，卻是一個全新的開始。教育部、國家發展改革委、財政部、市場監管總局聯合印發了《關于在院校實施“學歷證書+若干職業技能等級證書”制度試點方案》，部署啟動“學歷證書+若干職業技能等級證書”(簡稱1+X證書)制度試點工作，首批試點的職業證書中，建筑信息模型(BIM)職業技能等級證書就是其中之一[3]。建筑工程專業在教學當中應用BIM十分重要，企業需要什么樣的人才，教學就應該向哪方面側重，否則教學便與實踐完全脫節。本文研究的重點是如何利用BIM虛擬模型，使其更好的服務于建筑工程專業課的教學。

2 建筑信息模型在教學中應用的意義

教師為了讓知識更加有效的傳遞制作了很多的教具，有實物、模型、標本、儀器、圖表、幻燈片等。為了更好的服務于教學，增強實訓的效果，很多院校積極引進設備、儀器、購進仿真軟件，這樣做很大程度的解決了學生的實習、實訓的問題。但教學資源較為單一，模型較少，仍有很多的教學問題難以解決。我的建議是將學校內部的典型的建筑，利用BIM技術制作成虛擬模型，供學生日常學習專業課程的教具使用，會收到很好的效果。

具體來說，基于BIM技術的虛擬模型可解決學生在學習過程中遇到的以下問題：

1)解決學生識圖難的問題。把二維的圖紙轉化為三維的實物，確實需要學生有很好的空間想象力及一定的實物經驗的積累。但是這確實需要反復的實物和圖紙之間的轉換練習，BIM技術可以將建筑三維呈現在學生的面前，可以二維三維之間輕松的轉化，有效的解決了識圖難的問題。

2)解決學生學習興趣缺失的問題。很多學生不愿學是因為看不懂圖紙，如果能夠很好的識圖，會提高大部分學生的學習興趣。運用建筑信息模型學生可以隨意剖切模型,想看哪里都能做到，很容易的過了識圖的這一關，自然消除了畏難情緒，重拾學習的信心。

3)解決學生現場實習、實訓安全的問題。

4)解決建筑隱蔽工程不易觀察的問題。建筑信息模型的最大特點是模型的顯現還是隱藏，是否透明都可以隨意操作。例如，你可以將隱藏在混凝土中的鋼筋完全暴露，只需將混凝土設為透明的就可以做到。

5)解決學生融通各專業知識難的問題。目前對于建工專業的學生來說，土建和安裝大部分是分開來學習的。學土建專業的往往并不接觸安裝方面的知識。但是實際的施工并非如此，需要各個專業相互配合，才能建好整個工程。設計人員更應該融通各個專業，才能減少設計變更，減少施工中的碰撞問題。BIM模型可以將土建、安裝融合在一個模型中,在電腦上檢查碰撞,可以進行施工預演。有效的打破了專業之間的壁壘。

利用BIM技術形成一棟樓的虛擬的三維模型。并將這個建筑的虛擬模型與建筑專業中的三大類課程中識圖、施工、計量與計價的課程相結合解決教學中的難題。其主要優點有：一是建筑信息模型可以隨意剖切，內部的節點可詳細觀察。二是建筑信息模型可以與VR結合，增強現實感。三是建筑信息模型可以實現輕量化，手機掃碼即可動態觀察。四是建筑信息模型還可以二次開發，將機電模型與此模型結合、深化全專業設計。

現市場上常用的BIM教學虛擬VR軟件和仿真軟件價格都很貴[4]。教師自己創作建筑信息模型(BIM方面的人才很少，需要提前培訓教師[5])，將為學校節約購買初期軟件以及后期升級維護的費用，同時建筑信息模型可以根據老師和學生的使用體驗及時改進完善。

將建筑的虛擬模型應用到建筑專業的教學中，可解決很多專業課程的實習實訓問題，為學校節約聯系實習單位所需相關費用。同時可以利用建筑信息虛擬模型，解決學生的現場參觀的安全問題，也因此節省了一部分學校實習實訓建設經費的投入。建筑信息模型可以通過軟件在VR設備上輸出，從而達到學生身臨其境的感覺，可以節省學校搭建部分真實施工節點的費用。

如果教師用好建筑信息模型，自身專業水平將會有很大的提高，可節省部分教師外出培訓費用等。

3 BIM與專業課程融合

1)利用Fuzor漫游的方式讓學生對項目有一個整體的認識。可解決學生識圖的問題。尤其是對于空間想象力不太好的學生，BIM模型可有效的將二維圖紙轉換換成三維的模型，提升學生的識圖水平。同時，可以隨時觀摩施工技術中的各類節點，也避免了學生到達施工現場的安全隱患。學生在校期間，許多的專業知識的理解需要學生到現場實習，實訓，而施工單位不愿意接受去現場的學生，也是主要考慮學生的安全，而BIM模型可以讓一些復雜節點360°呈現或隱蔽的節點完全暴露。

2)利用廣聯達BIM施工現場布置軟件，可讓學生貼近真實的感受現場的場地布置情況，并提出優化方案，使原本枯燥的《施工組織》課程變得生動有趣。

3)利用Revit模型和廣聯達計量計價軟件對工程進行算量和報價,完成《計量與計價》的課程實訓。

4)利用廣聯達計量軟件對工程中鋼筋進行算量，有效的解決了鋼筋識圖和算量的問題。并將此項目應用到《計量與計價》課程的理論和實訓的教學中，教學效果會明顯提升。

總之把BIM軟件與專業課程中的識圖、造價、施工技術、施工組織的課程融合在一起，可以有效的解決學習興趣不濃、知識單一、孤立，立體三維想象力差等問題。最終重塑培養方案，優化融合課程，推進協同作業，打破專業壁壘。BIM不是一個軟件，也不是幾個軟件，而是一群軟件，每個軟件都有各自的優點缺點，我們只要取其有利的軟件服務我們的教學就會收到意想不到的效果。需要老師多掌握幾種BIM軟件，開發軟件的功能，讓BIM更好的服務我們的教學。目前建工專業課講授中識圖、施工技術、施工組織三門專業課程常用到的BIM軟件有Revit，Navisworks，Fuzor，廣聯達的場布四類軟件；計量與計價主要用到廣聯達相應的軟件。

4 輕量化輸出建筑信息模型

利用建筑信息模型的輕量化輸出，讓每一個學生手機端就可以輕松查看模型，解決識圖的問題。

BIM相對來說是比較完美的模型設計軟件，它是一群軟件的結合體，在制作建筑信息模型的過程中，需要占用大量的磁盤運行空間，一個普通的5 000 m2左右的辦公樓，正常的辦公電腦到后期會非常卡頓而無法運行，更談不上渲染效果了，模型對硬件的極端要求使得一般老師的辦公電腦根本就無法驅動，更別提學生電腦了，一些老師即使安裝了BIM軟件，迫于卡頓也很少打開，那么我們為什么要花大量的時間占用大量的硬件資源去開發建筑信息化模型呢。建筑信息模型的專業融合效果非常好，這是所有接觸BIM的人都有目共睹的。只要教師把建筑信息模型制作出來，就可以通過BIMface把模型大眾化輸出。不過你如果真的想看BIM的整個模型，只好安裝BIM軟件，才能查看原模型，同時實現BIM模型的二次開發。

5 建筑信息模型與VR,AR結合

建筑信息模型與VR，AR結合增強現實感,更好的解決識圖及算量的問題。

真正的體會BIM模型的魅力，需要將模型用Fuzor進行漫游輸出與VR結合身臨其境地感受建筑中各個隱蔽的節點。還可以讓學生掃碼之后，在手機端就輕松地將二維圖紙轉化成三維模型，以此激發專業學習的動力，更好的學習BIM軟件，為今后成為BIM人才打下基礎。

6 結語

建筑圖紙被稱為工程的語言，圖紙也從最初的手繪發展到CAD，現在CAD(二維)又發展到BIM(三維),BIM作為工程語言，可以實現設計方、施工方、監理方、建設方、質檢監督部門之間的有效溝通，是每一位工程技術人員應該學會的一個“工具”。

目前，工程上缺口較大的高技能人才也是BIM人才，將BIM融入到專業課程的日常教學中，學生在日常的專業課程的學習中不斷的接觸BIM，一大部分學生通過輕量化平臺也開始了解了BIM，開始對BIM感興趣，學生們對建筑信息模型(BIM)職業技能等級證書的獲取也會充滿信心。