BIM綠建技術(shù)人才培養(yǎng)及實(shí)踐基地建設(shè)研究

李茂仁

(江西科技師范大學(xué)，江西 南昌 330013)

近幾十年來(lái)建筑業(yè)的發(fā)展給我國(guó)帶來(lái)的耗能過(guò)大問(wèn)題日益嚴(yán)重，2019年綠色建筑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的頒布正是國(guó)家面對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出的節(jié)能解決思路。然而隨著B(niǎo)IM (Building Information Molding，建筑信息模型)技術(shù)及綠色建筑的興起，綠色建筑人才、BIM人才異常緊缺的情況卻越顯嚴(yán)重[1]，本地區(qū)高校土木工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)，面臨不得不著眼本地區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行改革創(chuàng)新的問(wèn)題。江西科技師范大學(xué)以贛北地區(qū)中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候條件綠色建筑為研究切入口，總結(jié)贛北地區(qū)綠色建筑實(shí)施的技術(shù)特點(diǎn)，并以贛北地區(qū)中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候條件綠色建筑人才的培養(yǎng)和應(yīng)用為目標(biāo)進(jìn)行分析和研究，構(gòu)建一套具有本地區(qū)特色的創(chuàng)新型大土木專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)體系，培育出既符合當(dāng)前國(guó)家發(fā)展要求，又適應(yīng)本地域行業(yè)需求的創(chuàng)新型技術(shù)人才[2]。

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使能源短缺帶來(lái)的一系列問(wèn)題凸顯，帶動(dòng)著建筑專(zhuān)業(yè)人才需求的轉(zhuǎn)型，綠色建筑的提出和應(yīng)用是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。贛北地區(qū)的綠色建筑發(fā)展相對(duì)緩慢，技術(shù)研究尤為迫切。分析贛北地區(qū)綠色建筑項(xiàng)目實(shí)施的技術(shù)特點(diǎn)，并以此為方向，研究贛北地區(qū)中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候條件綠色建筑人才的培養(yǎng)模式、BIM技術(shù)實(shí)踐基地的建設(shè)模式，是最符合學(xué)校專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)實(shí)際需求的重點(diǎn)。

1 基于BIM技術(shù)的綠色建筑人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀不容樂(lè)觀(guān)

當(dāng)前，國(guó)家開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新、深化技術(shù)改造以保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求極其迫切，急需大量既懂理論又具備實(shí)踐能力的人才，對(duì)改進(jìn)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀、制定符合時(shí)代要求的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)方案，提出了強(qiáng)烈的要求。

江西科技師范大學(xué)建筑工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)，包括土木工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、建筑學(xué)、工程造價(jià)等，長(zhǎng)期以來(lái)課程教學(xué)方法較單一，教學(xué)效果不夠理想，導(dǎo)致培養(yǎng)的建筑工程人才養(yǎng)成效率低下，難以滿(mǎn)足社會(huì)要求。教學(xué)課程的設(shè)置與培養(yǎng)與當(dāng)前社會(huì)科技發(fā)展沒(méi)有實(shí)質(zhì)性互動(dòng)和更緊密的對(duì)接[3]，先進(jìn)技術(shù)真正與校內(nèi)課程教學(xué)深度對(duì)接不夠，在實(shí)踐創(chuàng)新方面的嘗試遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，特別是針對(duì)BIM綠建技術(shù)的涉獵較少。盡管對(duì)BIM綠建技術(shù)有一定的認(rèn)知，但卻一直沒(méi)有納入正常的教學(xué)培養(yǎng)方案中。學(xué)校機(jī)房缺乏對(duì)新技術(shù)培養(yǎng)的軟件和硬件投入，教學(xué)模式一直以傳統(tǒng)教學(xué)為主，BIM綠建的應(yīng)用教學(xué)沒(méi)有可以插入的位置，課程教學(xué)平臺(tái)滯后，不注重在創(chuàng)新激勵(lì)模式下的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)。人才培養(yǎng)教學(xué)和學(xué)生參與競(jìng)賽往往是隨機(jī)搭配式的，難以滿(mǎn)足當(dāng)前基于BIM技術(shù)和綠建發(fā)展的新要求，實(shí)踐教學(xué)資源缺乏、教學(xué)手段落后已經(jīng)形成瓶頸，相關(guān)新知識(shí)課程教學(xué)難以開(kāi)展，建立BIM技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)平臺(tái)基地刻不容緩。

1.2 相關(guān)師資力量缺乏

由于對(duì)BIM技術(shù)和綠色建筑不夠重視，學(xué)校不能及時(shí)著手在專(zhuān)業(yè)教學(xué)教師隊(duì)伍中開(kāi)展BIM 綠建技術(shù)的培訓(xùn)和再教育，因此不得不面臨教學(xué)時(shí)缺乏專(zhuān)業(yè)師資的情況，同時(shí)，國(guó)內(nèi)BIM 綠建方面的教材、影像資料也比較缺乏，給老師自學(xué)和教學(xué)帶來(lái)不便。BIM綠建是將先進(jìn)的綠色建筑設(shè)計(jì)建造理念和成熟的BIM計(jì)算機(jī)技術(shù)相融合[4]，能夠使我們的建筑項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工更快捷、項(xiàng)目周期更節(jié)儉、項(xiàng)目運(yùn)行更節(jié)能、環(huán)保要求更高。BIM綠建最佳的培養(yǎng)思路是直接參與企業(yè)的工程項(xiàng)目做 BIM 綠建實(shí)訓(xùn)鍛煉，相較于老師根據(jù) BIM 內(nèi)容給出的模擬課程練習(xí)效果更好。高要求的培訓(xùn)對(duì)教師的知識(shí)能力要求也更高，不通過(guò)高水平、正規(guī)化的BIM綠建培訓(xùn)，老師將無(wú)法勝任該課程的教學(xué)工作。設(shè)計(jì)院、各企業(yè)也迫切需要BIM綠建培訓(xùn)人才，從校外引進(jìn)相關(guān)培訓(xùn)人才充實(shí)師資隊(duì)伍也是非常難的。

1.3 實(shí)訓(xùn)軟硬條件制約

BIM 是以各類(lèi)關(guān)于建筑工程的信息為平臺(tái)、以數(shù)字化為基礎(chǔ)建立起來(lái)的數(shù)字式建筑信息模型，形成建筑項(xiàng)目全生命周期的可視化的建模多維技術(shù)綜合運(yùn)用。其技術(shù)涉及專(zhuān)業(yè)多個(gè)方向，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析、設(shè)備設(shè)計(jì)、土建工程造價(jià)、安裝工程造價(jià)、工程項(xiàng)目管理、建設(shè)工程VR仿真，以及綠建的日照分析、暖通負(fù)荷能耗計(jì)算、節(jié)能設(shè)計(jì)及建筑通風(fēng)、采光分析以及建筑聲環(huán)境等內(nèi)容[5]，均需要采用先進(jìn)的軟件和計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中模型的共享和優(yōu)化，而目前學(xué)校采用電腦硬件配置都偏低，特別是操作系統(tǒng)大都使用32位系統(tǒng)，限制了軟件的使用安裝，必須對(duì)現(xiàn)有機(jī)房進(jìn)行改造或者重新建立BIM綠建實(shí)訓(xùn)室。BIM綠建實(shí)訓(xùn)室平臺(tái)搭建的軟硬件費(fèi)用較高，周期性也較長(zhǎng)，也可以采用與優(yōu)秀企業(yè)合作共贏(yíng)方式，由學(xué)校提供場(chǎng)地和采購(gòu)設(shè)備、企業(yè)提供相應(yīng)軟件使用權(quán)的方式，以解決資源投入等問(wèn)題。

2 基于BIM綠建技術(shù)人才的廣闊社會(huì)需求

2.1 建筑行業(yè)新技術(shù)要求

我國(guó)建筑行業(yè)中設(shè)計(jì)施工全周期管理計(jì)算機(jī)參與程度依舊不是很高，特別是新型BIM技術(shù)的運(yùn)用還不夠普及，在建筑安裝工程中的運(yùn)用還具有廣闊空間。當(dāng)前建筑工地80%以上的工程管理均是基于傳統(tǒng)CAD制圖基礎(chǔ)，不支持建筑立體三維可視化設(shè)計(jì)施工及項(xiàng)目管理工作，工程過(guò)程5D管理及建設(shè)工程投資控制達(dá)不到預(yù)期效果?；贐IM平臺(tái)技術(shù)的運(yùn)用卻能徹底改變這一局面，BIM綠建技術(shù)在我國(guó)市場(chǎng)的應(yīng)用潛能遠(yuǎn)沒(méi)有充分釋放。

2.2 中小型企業(yè)普及化需求

目前我國(guó)也僅有萬(wàn)科、萬(wàn)達(dá)、碧桂園等房地產(chǎn)行業(yè)巨頭有自己的BIM團(tuán)隊(duì)，在項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中采用BIM技術(shù)，大多數(shù)中小型企業(yè)仍普遍采用傳統(tǒng)的建筑安裝手段和流程對(duì)施工進(jìn)行控制。隨著建筑行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，基于BIM技術(shù)的精細(xì)化分區(qū)域統(tǒng)計(jì)材料用量、成本控制及運(yùn)維模型的建立，都將促使更多的中小型建筑企業(yè)采用先進(jìn)的BIM綠建技術(shù)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，以切實(shí)提升企業(yè)實(shí)力和市場(chǎng)占有度，而B(niǎo)IM綠建技術(shù)人才的爭(zhēng)奪無(wú)疑也是未來(lái)建筑企業(yè)生存發(fā)展所面臨的最關(guān)鍵問(wèn)題。

2.3 國(guó)家人口結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型

近年來(lái)，我國(guó)在國(guó)家人口總量上呈現(xiàn)增速放緩、老齡化、低生育率程度增加和育齡人口下降的趨勢(shì)。人口紅利已經(jīng)用盡，建筑企業(yè)面臨的直接問(wèn)題就是人工勞動(dòng)力成本大幅增高，發(fā)展正面臨前所未有的困難，技術(shù)先進(jìn)、人力依靠性小、自動(dòng)化程度高的建筑設(shè)計(jì)施工全生命流程生產(chǎn)工藝將越來(lái)越受追捧。而B(niǎo)IM綠建技術(shù)可以將圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型，在模型中提前確定方案做出相應(yīng)計(jì)劃，達(dá)到省工、省料、省時(shí)的目的，從而加強(qiáng)管理可控性，提高工程質(zhì)量，保證施工安全，BIM綠建產(chǎn)品的全部啟用必將是大勢(shì)所趨[6]。高水平的BIM綠色建筑技術(shù)團(tuán)隊(duì)及深厚的技術(shù)積累將是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。BIM 技術(shù)能夠?qū)⒔ㄔ爝^(guò)程中建筑施工、裝飾裝修、質(zhì)量安全管理等過(guò)程有效地聯(lián)系起來(lái)，應(yīng)用于綠色建筑建設(shè)鏈條全生命周期，因此，BIM綠建專(zhuān)業(yè)應(yīng)用人才已經(jīng)成為建筑業(yè)需求量大、覆蓋面廣的緊缺人才。

3 基于BIM綠建技術(shù)的人才培養(yǎng)和基地建設(shè)策略

3.1 充分融合BIM綠建技術(shù)的人才培養(yǎng)模式

本科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中，要把人才培養(yǎng)方案課程設(shè)置和實(shí)踐培養(yǎng)與BIM綠建教學(xué)參與無(wú)縫對(duì)接。組織學(xué)生參與BIM綠建技能競(jìng)賽，增強(qiáng)動(dòng)手能力；建設(shè)校內(nèi)BIM綠建教學(xué)基地，更多地讓學(xué)生實(shí)質(zhì)性參與新技術(shù)與專(zhuān)業(yè)教學(xué)的互動(dòng)和對(duì)接，加大課程教學(xué)對(duì)接深度；以市場(chǎng)為導(dǎo)向探索基于 BIM 的綠色建筑新型人才培養(yǎng)方案，聘請(qǐng)校外BIM 技術(shù)、綠色建筑技術(shù)專(zhuān)家講學(xué)，開(kāi)展多種形式的網(wǎng)上在線(xiàn)咨詢(xún)，與社會(huì)需求緊密銜接；特別是當(dāng)前開(kāi)設(shè)綠建方向課程的院校還相對(duì)比較少，需要將 BIM 綠建技術(shù)融入大土木專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)，構(gòu)建起 BIM 綠色建筑應(yīng)用課程體系，改變現(xiàn)有的教學(xué)模式，形成基于BIM綠色建筑技術(shù)的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式[7]。

3.2 建立BIM 綠色建筑技術(shù)實(shí)踐平臺(tái)

實(shí)踐基地建設(shè)是開(kāi)展教學(xué)的重要手段。為使BIM建筑信息模型在計(jì)算機(jī)中有序共享和傳遞，協(xié)同作業(yè)優(yōu)化輸出，BIM綠建技術(shù)必須通過(guò)實(shí)踐平臺(tái)來(lái)演示，具備全套應(yīng)用軟件的BIM綠色建筑實(shí)踐基地是關(guān)鍵。BIM綠建軟件是學(xué)校實(shí)訓(xùn)基地的必有組成部分，分為三類(lèi)，首先是設(shè)計(jì)類(lèi)軟件，比如：建筑設(shè)計(jì)軟件及建筑設(shè)備設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)它們快速完成綠色建筑室內(nèi)外熱環(huán)境、光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境的分析以及節(jié)能設(shè)計(jì)、室外通風(fēng)等綠色建筑設(shè)計(jì)的全覆蓋[8]；其次是造價(jià)類(lèi)軟件，通過(guò)真實(shí)的三維圖形模型，利用構(gòu)件相關(guān)屬性和計(jì)算數(shù)據(jù)，輔以靈活的計(jì)算規(guī)則設(shè)置，完全滿(mǎn)足給排水、通風(fēng)空調(diào)、電氣、采暖，消防等安裝工程全專(zhuān)業(yè)的工程量計(jì)算，并對(duì)構(gòu)件進(jìn)行核對(duì)核查、圖視和動(dòng)態(tài)顯示扣減明細(xì)內(nèi)容，與清單或定額掛接，一模多算，所建算量模型可以按照清單規(guī)則和定額計(jì)算規(guī)則同時(shí)計(jì)算工程量，便于套價(jià)操作完成BIM信息模型的傳遞；第三類(lèi)為工程管理類(lèi)軟件，能進(jìn)行項(xiàng)目管理，生成橫道圖、雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖等，并提供軟件編制投標(biāo)文件，充分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享。這些軟件都必須在實(shí)踐基地機(jī)房平臺(tái)上安裝，軟硬件設(shè)施結(jié)合，為實(shí)踐教學(xué)提供必要的條件。

3.3 著力推動(dòng)BIM綠建的專(zhuān)業(yè)教師隊(duì)伍再教育

目前高校專(zhuān)業(yè)教師多未系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)BIM綠建技術(shù)，缺少項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，BIM綠建技術(shù)相關(guān)雙師型應(yīng)用型師資力量不足，無(wú)法有效展開(kāi)BIM 綠色建筑應(yīng)用教學(xué)。為滿(mǎn)足教學(xué)要求，采用與企業(yè)合作模式，注重“產(chǎn)學(xué)研”合作，本著“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的原則，讓專(zhuān)業(yè)老師定期參加BIM綠建專(zhuān)業(yè)技能實(shí)踐培訓(xùn)。同時(shí)，充分發(fā)揮基地教學(xué)、科研、生產(chǎn)相結(jié)合的多種功能，集中發(fā)揮人、財(cái)、物優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與企業(yè)技術(shù)人員合作，使學(xué)校和企業(yè)科研人才相互交流、滲透，教學(xué)相長(zhǎng)，帶動(dòng)教學(xué)潛能的發(fā)掘，推動(dòng)BIM綠建的專(zhuān)業(yè)教師隊(duì)伍建設(shè)。

3.4 廣泛參與BIM綠建技能競(jìng)賽

工程實(shí)踐運(yùn)用與創(chuàng)新是人才專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)在現(xiàn)階段非常重要的目標(biāo)之一，鼓勵(lì)大學(xué)生參與學(xué)科創(chuàng)新競(jìng)賽是一個(gè)很好的培養(yǎng)手段。大學(xué)生廣泛參與BIM綠建技能競(jìng)賽，把課程設(shè)置、實(shí)踐培養(yǎng)與專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽無(wú)縫對(duì)接，學(xué)生成為教學(xué)過(guò)程中主動(dòng)的參與者，能更好地提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)動(dòng)力，有利于直接提高實(shí)踐能力。通過(guò)參與專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽，能讓學(xué)生更早、更直接獲得創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，形成專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，解決長(zhǎng)期以來(lái)課程教學(xué)方法較單一、教學(xué)效果不夠理想、培養(yǎng)的建筑工程人才難以滿(mǎn)足社會(huì)要求的問(wèn)題。高等院校建筑土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)積極引導(dǎo)學(xué)生參加 BIM綠建技能競(jìng)賽，無(wú)疑是有效提升高校BIM綠建技術(shù)型專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的直接手段。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM綠色建筑技術(shù)人才及培養(yǎng)基地建設(shè)，有利于直接提高大學(xué)生綠色建筑技術(shù)實(shí)踐能力。采用BIM平臺(tái)的實(shí)訓(xùn)能直觀(guān)有效地提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

以綠色建筑技術(shù)為依托，探索綠色建筑人才培養(yǎng)教學(xué)模式，從課程體系、教學(xué)方法、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)活動(dòng)等方面著手，結(jié)合本地域人才培養(yǎng)方案和課程體系優(yōu)化，BIM 綠色建筑技能人才培養(yǎng)將是高校大土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新的必由之路。