基于“互聯網+BIM”的建筑類高校跨學科協同畢業設計探索

莊敬宜，張磊，孫戟鋒

1.吉林建筑科技學院，吉林長春，130114；2.華潤置地（長春）有限公司，吉林長春，130000

0 引言

自20世紀90年代以來，互聯網開始逐漸登上歷史舞臺，對人們的學習、生活、工作都產生了巨大的影響。“互聯網+”行動計劃將傳統產業與互聯網相結合，來更新經濟發展模式、業務體系、優化生產要素，以此來完成經濟的轉型。目前，在當下的高等教育教學人才培養過程中，眾多老師結合了專業特點與優勢，積極開展了基于“互聯網+”的教學改革[1]。

在信息技術高度發展的時代背景下，建筑行業呈現出技術交叉應用、設計構建復雜化等特點，而在建筑設計實踐過程中往往需要設計者具有跨專業溝通設計的能力，以便進行高效的設計與協作，因此擁有良好的協同溝通能力成為職業建筑師的必備專業素養。而作為建筑行業新生動力的應屆生往往會受限于學校單一學科教育，缺少跨專業溝通協作的能力，針對這一問題，建筑類高校需進行反思改進。目前社會上相關用人單位亟須高校培養出能夠將“互聯網+BIM”技術與傳統工程技術深度融合、跨專業、創新型工程技術人才。所以高校應以培養具有思辨能力、勇于創新實踐的綜合型BIM工程技術人才為目標，以建立科學的、規范的、體系化的BIM工程技術人才培養體系為重點。

1 BIM技術概論

1.1 BIM技術的應用

2003年，BIM技術作為一種新型計算機輔助技術引入我國建筑業，在幾十年的探索與應用中，開始逐步發展起來。BIM技術以構建模型為主，并兼具可視化與數據信息化的特點。其理想目標之一就是模型的重復利用，即將一個核心的BIM模型反復應用到工程建設的各個環節中。

1.2 BIM技術的概念

BIM技術是指運用數字技術，模擬真實建筑物的參數信息，將建筑項目的多種數據進行集成匯總，并構建出信息準確、具有參考意義、能夠指導協同工作的模型的新型設計技術，所構建出的模型包含建筑參數的對應信息以及不同專業所需的數據。BIM技術不但能滿足不同層次人群的需求，還可以對建筑的總體信息進行資源共享，指導各部門協同設計。

1.3 BIM技術在項目中的應用

BIM技術應用于建筑設計的全過程，從建筑的策劃設計到勘測施工、運營維穩，都離不開BIM技術的支持。BIM技術在建筑設計中的技術價值可通過項目建設周期下不同節點的價值總和來體現。

1.3.1 建筑方案概念設計

在確定建筑方案時，要對相對復雜的施工地形進行重點探查，而利用BIM技術可以對地形的坡向、高程等進行準確勘測，獲取更加精準的數據，以便工作開展。

1.3.2 建筑技術深化階段

BIM技術在建筑設計的過程中能夠依據二維圖紙構建三維建筑模型，實現從平面到立體的實時轉化。運用BIM技術構建的三維虛擬模型，參照實際建筑工程中建筑物的高低次序構建，對于各建筑應用的構件、材質以及建筑物各部分構造的詳細參數（如主要尺寸、層高、門窗位置等）進行精細化模擬。

1.3.3 各專業圖紙繪制階段

在進行圖紙繪制時，可以利用BIM技術完善建筑的構建參數，在進行模型構建的過程中可以增添建筑構件，可以模擬不同構建的材質，更加直觀地看到施工后的效果。

2 “互聯網+BIM”技術融入建筑類教學

工程類人才培養模式的改革正朝著學科協調性、能力提升性的技術創新性等方向進行，土建類建設領域向數字化、信息化、綠色化轉變，一批以新技術、新模式、新發展為特點的新興建筑產業迅速崛起。目前，“互聯網+BIM”技術在建筑業應用廣泛，眾多高校通過互聯網搭建BIM課程平臺來投入到BIM的科研與教學中，以此來培養學生的技術應用與協同能力。但是很多高校對于開設BIM技術教學課程沒有明確的思路；而現有的課程中，很多也僅僅把BIM作為一種計算機輔技術進行教學，而且存在不同課程“各自為政”的問題，比如各專業協同能力差、信息不共通，使得課程設計時難以整合項目設計施工和運營的知識體系。

2.1 “互聯網+BIM”技術下的跨學科協同畢業設計建設意義

隨著科技的進步，現代工程項目的結構逐漸呈現精細化、復雜化的趨勢，傳統的課堂教學方法很難清楚、直觀地呈現工程的設計、決策、施工和后期維穩的過程。傳統的建筑學專業畢業設計目前主要是由指導教師選擇某一實踐項目，指導學生進行單一的建筑設計，缺乏與其他專業（結構、建筑、暖通、電氣等）的協同合作，也沒有將BIM原理、方法、技術深度融合到設計中。而BIM技術能夠通過三維空間的構建對項目設計、施工、管理的整個過程進行模擬，有效提高學生對相關信息的理解和掌握，由此提升專業應用能力，從而提高專業人才素養；通過BIM平臺，實現建筑、工程、管理等跨學科的課程學習，引導學生將其與本專業知識進行融合，增進學生對建筑工程領域相關專業知識的理解，增強學生與相關專業專家的溝通表達能力，培養團隊合作精神，還能促使學生從多角度規劃方案，有效提高今后的工程推進效率。

畢業設計作為本科教學中的重要實踐環節，對于考查本科生教育素養以及時間水平具有重要意義，我國教育部從實際出發，為將課堂基礎教育與實際工程進行銜接，提出了“新工科戰略”，致力于增進跨專業交流和學科融合，培養新時代的復合型人才。隨著高等學校轉型發展和培養應用型人才的要求，推行“互聯網+BIM”的協同創新畢業設計教學模式勢在必行！

2.2 “互聯網+BIM”技術下的跨學科協同畢業設計建設內容

BIM實踐教學模式：形成基于“互聯網+”的一人一題、集體畢設、專題講座、團隊輔導、學生簽到、畢設先參展后答辯等措施嚴格、規范的BIM畢業設計實踐教學模式。集建筑學、土木工程、建筑環境與能源應用工程、建筑電氣與智能化、給排水科學與工程等5個專業，分別進行前期選題，中期成果答辯，最終成果答辯幾個環節[3]。如圖1所示。

圖1 “互聯網+BIM”技術下的跨學科協同畢業設計內容

2.2.1 基于“互聯網+項目”模式的協同畢業設計內容

（1）協同畢業設計要求5個專業的5名同學進行組隊，以團隊形式完成。在設計過程中，指導教師負責將各部分任務落實到具體的團隊成員，組長負責總體統籌協調，在畢業設計正式啟動之前首先規劃好小組成員的任務計劃。再明確各成員分工之后，指導教師采取線上線下相結合的指導方式，對團隊成員進行針對性的指導。各成員應在高質量完成個人工作的同時，掌握團隊總體的工作進度，以便指導教師在中期檢查以及畢業設計答辯時進行問詢。

（2）團隊中的建筑學專業學生先根據任務書進行建筑設計，包括前期的概念分析、功能分析、形體分析，確定方案之后應用BIM系列軟件繪制相關圖紙。

（3）團隊成員參考設計圖紙以及工程施工圖等相關資料，嚴格遵循施工準則，使用BIM系列軟件完成案例項目的圖紙繪制。基于BIM技術進行的設計應包含三方面內容：在案例是圖紙的基礎上，利用BIM技術模擬三維建筑模型；以前一階段所構建的三維模擬圖型為基礎，完善案例項目的相關參數信息；完善相關信息后，完成本次在BIM技術應用下的案例工程文件編制。在設計過程中出現的問題應及時溝通，并記錄好解決方案。

2.2.2 基于“互聯網+”的協同畢業設計模型碰撞

在建筑模型上，根據任務書進行建筑設計并達到施工圖深度，通過Revit軟件進行模型建立，包括做建筑細部節點、場地模型、幕墻模型、粗裝飾等。在結構模型上，根據建筑專業提供的項目圖紙，利用Revit軟件將工程圖紙建立土建專業模型。在安裝專業模型上，根據建筑專業提供的項目圖紙，利用Magicad軟件將工程圖紙建立安裝模型。在線上進行BIM建筑模型碰撞檢查，根據土建、安裝模型，通過BIM審圖進行模型碰撞檢查，并出具碰撞報告，優化模型。

2.2.3 基于“互聯網+”的協同畢業設計課程體系

根據2016人才培養方案，深入思考各教學階段BIM理論與實踐環節的模塊化教學的導入，從“BIM理論基礎的講解”到“模塊化課程設計”“設計院實習”“BIM協同畢業設計”，形成較完整的BIM課程體系，并通過各專業之間的合作，完成“BIM協同畢業設計”。同時，在2021人才培養方案中引入校企合作人才培養模式，由部分企業導師帶領學生參加BIM技術競賽，利用實踐周帶領學生到合作單位BIM所實習觀摩，同時組織校企指導老師和專家進行BIM協同畢業設計公開答辯[4]。

2.3 “互聯網+BIM”技術下的跨學科協同畢業設計建設思路

畢業設計作為工科類高校教學的重要教學環節，同樣是本科生走向職業崗位的重要“崗前實踐”，其實施效果關系到畢業生的質量。“互聯網+”技術的存在為工科類高校在畢業設計中存在的問題提供了新的解決思路，利用互聯網優化設計方案，審查設計進度，進行線上指導，大大提高了畢業設計工作的效率。

2.3.1 協同畢業設計選題與管理系統的建設與應用

畢業設計關鍵的第一步是選題，在整個畢業設計過程中的地位舉足輕重，既要實現一人一題，還要確保題目符合專業培養方案、適應社會發展趨勢。這要求在選題過程中需要經過指導教師上報選題、整合分析、學生選擇落實等幾個環節，傳統篩選模式過于繁雜，管理工作量大，且無法兼顧每位同學的選題意愿，基于此，筆者開發了畢業設計選題系統，依托互聯網技術，將選題環節化繁為簡，指導教師直接將選題提交到平臺，學生登陸系統進行自主選擇，管理高效，便于操作，獲得一致好評。

2.3.2 校企共建“線上+線下”實習基地

校企合作建立穩定的實習基地是進行協同畢業設計教學模式的必要條件。通過該項目與省內知名建筑設計院共建實踐基地，實現信息資源共享、共同發展，以此為畢業生進行相關實習、協同畢業設計提供良好的教學和實習環境。

在校企協作的指導模式下，可實施“雙導師制”，即由學校和企業共同選派畢業設計指導教師，企業的工程項目可以作為選題的參照，并由學校與企業的導師協同輔導。該種模式既可以彌補企業導師缺乏教學經驗的弱點，又可以協調選題難度把控不當等問題，還可以有效規避學校導師缺乏實踐經驗、對企業的實際的工程項目指導不當等問題。

2.3.3 校企共建“線上+線下”協同畢業設計指導、答辯團隊

由校內畢業設計指導教師和企業工作人員聯合組成畢業設計審核組，進行畢業設計公開答辯。邀請企業及業內專業人員參與畢業設計答辯，有助于從專業技術角度嚴格把控畢業設計質量，校外專家能夠結合工程實踐中經常碰到的一些問題對BIM協同畢業設計中各專業圖紙與模型給予準確的考核與評析。為解決校外指導教師工作時間沖突以及受疫情影響不能進行線下指導的問題，聯合小組利用QQ、騰訊會議等軟件進行“互聯網+BIM”的線上指導方式，結合線下固定指導，突破時間以及空間的限制，保證聯合畢業設計的順利完成。

2.3.4 校企共建“互聯網+BIM協同畢業設計”課程體系

充分利用互聯網、校企合作平臺的優勢，從課程選題、過程管理、課程資源等方面不斷完善“BIM協同畢業設計”課程體系。以培養實踐型人才為目標，根據市場的需求進行調配，從學生實際能力出發，不斷優化教學方法、更新教學手段、完善教學內容和改革教學模式，逐步形成具有自身特色的應用型、創新型畢業設計教學體系。

3 結語

為響應“新工科戰略”導向，BIM協同技術走進了更多的高校，其對于建筑學專業學生的綜合素養提升也得到了重視，高校將其引入教學培養體系，既完善了專業培養方案，同時還適應了社會需求。畢業設計是高等教育必不可少的教學環節，是檢查學生綜合分析能力的重要途徑，能夠促進提升理論知識與基本實踐技能，提高學生在實踐中分析解決問題的能力。“互聯網+BIM”的跨學科協同畢業設計通過進行工程綜合訓練來強化學生工程意識，提高學生實踐能力、創新能力、科研能力。隨著高等學校轉型發展和培養應用型人才的要求，推行校企協同創新畢業設計教學模式勢在必行！