基于“互聯網+”的BIM實訓教學改革的研究*——以重慶人文科技學院為例

徐夢蝶 唐敏 劉蝶

（1.重慶人文科技學院智能人居環境研發中心，重慶401573；2.重慶人文科技學院建筑與設計學院，重慶401573；3.重慶人文科技學院BIM智慧城市科研實訓室，重慶401573；4.重慶人文科技學院工商學院，重慶401573）

1 BIM技術概論

1.1 BIM技術發展

相關資料記載，1975年，美國的查克·伊士曼在《AIA雜志》上提出了“Building Description System”概念：一個基于計算機的建筑物描述，以便于實現建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設效率。這項技術被稱之為“革命性”的技術，在接下來的十余年中，歐美國家陸續開展了類似研究，美國、歐洲把研究所取得的成果稱為建筑產品模型、產品信息模型。

1.2 BIM技術概念

BIM技術即建筑信息模型，通過參數信息模擬真實建筑物所具有的信息，一個建筑項目物理和功能特性的數字表達，將建筑工程項目的各項數據整合到一起，建立三維的、具有相對應屬性的、擁有對應信息的模型，它包含了不同專業的所有信息。BIM技術不但能滿足不同專業、不同人群等的需求，同時針對不同層面的用戶，BIM技術可以良好地將建筑綜合信息進行共享。

1.3 BIM技術在工程中的運用

BIM技術滲透于建筑項目的整個生命周期，涵蓋了策劃與規劃、勘探設計、施工運營與維管階段。針對技術價值，可以通過匯總建筑模型運用于項目全生命周期不同時段價值總和來表示。

2 BIM技術在建筑設計中的應用

2.1 方案設計階段

確定建筑設計方案后需要對建筑地形進行分析，尤其是對相較復雜的地形開展分析是不可或缺的一步，利用BIM技術對建筑地形進行分析，主要有坡度、坡向、高程等數據。

2.2 技術設計階段

BIM技術在建筑設計的技術設計階段中能夠實現二維圖紙和三維建筑模型的快速轉換，實現平面和立面無縫對接，三維虛擬模型與建筑圖完美結合。運用BIM技術構建出虛擬建筑模型，依照現實建筑工程從低至高逐層施工次序建設該模型，基于多樣化構件族、圖元建設BIM三維模型，精確構建出建筑各構造的主要尺寸、高度、門窗所在位置以及建筑設備屬性參數等。

2.3 施工圖繪制階段

BIM技術能完善建筑物的相關圖，同樣也能完善建筑構件的平面圖、立面圖、剖面圖。此外，利用BIM技術能在三維模型上增添構件的相應材質，模擬實際建筑裝修效果等。

3 BIM技術與建筑專業教學融合

3.1 BIM技術發展前景

近年來，在政府及相關企業的引導和推廣下，BIM技術越來越多地融入建筑行業，目前國內部分高校建筑行業相關專業已經開設BIM課程，大力培養BIM技術人才。BIM技術相關課程的引入將傳統的靜態圖紙轉換成為數字化3D模型，3D模型能夠精確地從三維模型直接轉換成二維圖紙，避免設計過程中因二維圖紙繪制失誤造成一改全動的現象。BIM技術通過數字信息模擬建筑物真實信息、建筑施工模擬等讓學生具體地了解實際工程的建造、管理過程，能夠激發學生自我學習探索的興趣。

3.2 現有教學模式所存在的問題

以重慶人文科技學院為列，從現有的教學模式來看，建筑學專業存在著以下的問題：①學生對建筑空間的體量感差，理論教學使得學生們不能很好掌握建筑空間、建筑體量、建筑構造；②理論知識不能與工程實際有效結合，學生在進行建筑設計的過程中脫離工程實際；③學生對BIM技術了解度不高，學習BIM軟件的應用能力不強，對BIM技術知識欠缺、信息滯后；④目前教學內容比較陳舊無法滿足學生適應崗位需求；⑤課程開設完后，學生無法很好地與自己的專業課程相結合，學而不用，得不到鞏固。

3.3 將BIM技術融入課程中

例如傳統的《建筑模型制作》課程，《建筑模型制作》課程小組制作的模型，存在建筑物與周圍環境尺寸比例失衡、模型沒有細節表現、模型局部參數精準度不夠等問題。

許多同學在制作模型前對空間尺度把握偏差過大，導致模型體量過大但內部細節不足或體量過小無法展示出空間結構；在制作過程中對建筑材料、建筑結構相關數據欠缺，在二維圖紙轉換成三維物體時出現偏差造成建筑模型與建筑方案設計有所不同，無法將設計很好地展現。引入BIM技術能夠很好地解決上述傳統教學的問題，對培養建筑學專業順應科技的發展以及社會對人才的需要有著重要的意義。

3.4 BIM實訓成果

以重慶人文科技學院建筑與設計學院為學生所開設的BIM實訓室為例，筆者所參與到的第一個實訓項目：智慧樓宇模型建造，該項目由學院老師指導建筑學專業、風景園林專業學生共同完成，如圖1所示。

圖1 BIM技術Revit信息模型建筑部分

按照現有的教學樓通過BIM技術使用Revit建造虛擬模型（包括建筑、結構），將建筑物參數化，并在虛擬模型中安裝給排水系統、機電系統。利用Navisworks進行碰撞檢查，避免建筑、結構、機電、暖通發生碰撞，完成建筑模型建造后運用BIM技術對教學樓進行施工現場模擬，從車輛進場到竣工后期管理，對整個施工工程進行控制。

4 基于BIM技術建筑模型的教學構想

4.1 開設BIM技術理論課程

開設關于BIM技術概念以及BIM技術在實際工程中的運用課程，讓同學們對新知識產生興趣并且充分了解該技術，另外通過結合實際的案例分析還可以改善枯燥乏味的學習現狀，提高同學們對實際的把控能力。

4.2 開設與BIM技術相關的軟件課程

例如Revit軟件，它是我國建筑業BIM體系中最廣泛使用的軟件之一，用于構建建筑信息模型，用Revit構建三維模型的同時設置其參數，讓學生在構建虛擬模型的過程中對結構的構成、材料的選取、構件尺寸等相關數據進行實際工程調研、參考、考量，最后選定參數。

4.3 BIM實訓室項目

通過BIM實訓室開展相關項目，項目來源主要有課題、校外工程項目。課題項目由老師指導學生自主完成，主要目的是鞏固學生的專業知識，在完成項目的過程中學習到更多的跟本專業相關但課程不涉及的知識，拓展學生的知識寬度和長度。

5 BIM實訓教學改革在建筑學的意義

5.1 BIM實訓教學

BIM實訓教學區別于傳統教學模式，學習BIM技術理論知識讓學生們充分了解BIM技術的先進性以及該技術的發展前景，明白BIM技術在建筑行業內的重要性，激發學生對BIM技術的興趣，更好地學習后續開設的BIM技術相關軟件課程。學生們在學習完軟件的基本操作后加入BIM實訓室的項目中，進一步檢驗和鞏固軟件的應用能力。

結合BIM技術相關軟件教學實現建筑信息集成，建立虛擬的三維模型，利用數字化技術，為模型提供完整、與實際情況一致的建筑工程信息，有效地改善傳統教學模式當中學生對建筑體量、建筑構造、建筑材料以及建筑施工等專業知識掌握度不夠的現象，結合實際工程模型將所學的理論知識學以致用，有效提高學生對建筑設計原理與構造方法的學習效率。

5.2 教學改革意義

在建筑設計過程中必不可少的就是將設計給用戶展示、團隊協作、建筑實際施工以及不同專業之間的溝通調整，運用BIM技術三維化功能不僅可以展示建筑的基本體量提供給客戶，并且能夠與建筑實際工程契合，包括實際工程中施工模擬、施工工藝等，同時BIM技術能夠實現不同專業之間的信息共享，各專業人員協同作業，避免實施過程中問題出現之后再進行解決，能夠高效解決因分工不同而導致碰撞的問題。

6 結語

BIM實訓教學突破傳統教學模式，彌補傳統課程所存在的缺陷。BIM技術正在全球推廣，我國目前處于初期發展階段，需要大量人才推進，并且學生們也需要提升專業技能以及各方面綜合能力適應社會的需要，將BIM技術引入課堂中為學生全面發展與就業提供更多的優勢。