信息化教學下《安裝工程預算》在BIM 技術平臺中的應用

李松波

（嘉興職業技術學院，浙江 嘉興 314036）

在中國經濟快速發展的形勢下，建筑業總產值以近10%的增長率穩步增長，達到了國民生產總值的25%以上，標志著我國已邁入建造大國行列。隨著國家對建筑業轉型升級的要求，加快推進建筑工業化、數字化、智能化升級以及建筑方式的轉變，2020 年7月國家出臺了《住房和城鄉建設部等部門關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》，明確指出到2025 年，我國智能建造與建筑工業化協同發展的政策體系和產業體系基本建立，建筑工業化、數字化、智能化水平顯著提高[1]。國家政策的要求使得高校需對建筑類專業人才培養模式、課程教學內容與方法進行改革。而BIM 作為國家主推的智能建造技術，是培養創新型智能建造工程人才的重要途徑[2]，構建了高校人才培養和企業人才需求之間的通道，將會極大地提升建筑行業轉型升級的速度。

1 BIM 技術發展與應用現狀

BIM（Building Information Modeling）也稱建筑信息模型，包括模型使用、工作流程和模型方法，用于從模型中提取具體的、可重復和穩定的信息結果，是對建筑工程物理特性和功能特性信息的數字化承載和可視化表達[3]。從模型細度上可劃分為LOD100（概念設計）、LOD200（方案或初步設計）、LOD300（施工圖和深化圖）、LOD400（模型單元加工圖）、LOD500（模型竣工圖），為建筑工程全生命周期提供數字化支持；從幾何信息深度等級上可分為4 個等級，如表1 所示[4]。

表1 BIM 模型幾何信息深度等級

BIM 技術以數字化重構了建筑工程全生命周期，從設計信息、生產過程和管理流程等方面重新定義了工程項目。在技術層面可建立建筑、結構、機電、深化施工模型，實現了模型漫游、工程量計算、碰撞檢測、方案模擬等設計信息數字化；生產過程可建立物流、工藝、進度模型，實現了形象進度、工作面沖突分析，運維模擬等施工流程數字化，管理層面可建立用戶需求、工程合約、資源調度、成本控制模型，實現了需求評審、資源計劃、分包審核等管理流程數字化[5]。BIM 技術在建筑業方面的巨大變革加快了建筑類專業課程教學模式的改革，本文以《安裝工程預算》為例，具體分析了課程在BIM 技術平臺中的應用與實踐。

2 基于BIM 技術平臺驅動的課程教學設計與實施

2.1 《安裝工程預算》課程分析

《安裝工程預算》課程是高職院校工程造價和建筑工程技術等專業的核心課程，教學內容中理論和技能聯系非常緊密，是一門理實結合的專業課。根據專業人才培養目標和“1+X”證書課證融通的具體要求[6-7]，本課程的教學目標是培養學生掌握安裝工程中建筑給水排水、電氣工程、暖通空調等專業的基礎知識和識圖能力，能掌握各專業的工程量計算規則和計價規則，準確計算工程量并能精準套價的專業能力。培養學生自主學習、團隊協作、和開拓創新的職業素養，使其具備良好的職業道德和工匠精神，為將來投身到工作崗位打下牢固的基礎[8]。

課程在傳統教學中主要存在以下幾個問題：一是教學項目設置不夠完善，理論知識講授與實踐實訓環節聯系不夠緊密，造成學生學習主動性差，依賴性強，只能通過教師講授被動理解，而不能自主完成實訓項目；二是實踐教學資源較為缺乏，學生不能有效地將施工圖中二維模型轉化為實體的三維空間模型，降低了學生對施工圖的閱讀能力，造成工程量計算不準確；三是在傳統工程量計算中，給予的施工條件過分理想化，忽略了很多變量，當某一條件發生變化時，可能造成工程量或造價的重大變化，使得最終結果誤差較大，復核困難；四是課程信息化教學水平較低，沒有將線下和線上教學有機統一起來，無法滿足學生的個性化學習訴求，難以考核學生的創新能力，限制了學生的主觀能動性[9]。

2.2 BIM 技術平臺在課程教學設計中的應用

將BIM 技術平臺引入教學設計的核心目的是利用BIM 平臺的可視化操作應用場景，在三維空間中顯示管線、設備等實物模型，建立學生空間架構思維，提升圖紙閱讀能力，達到準確計量計價的學習效果。在企業調研和課程分析的基礎上，以《安裝工程預算》課程為例，展示課程在BIM 技術平臺中教學設計的詳細實施工程[10]。

2.2.1 重構課程標準

在課程標準重新制定的過程中，調研走訪了多家BIM 技術應用較為成熟的大型建筑工程設計、建筑工程施工企業，深入剖析企業的項目實施任務，重新梳理項目模塊，將課程學習任務分成了三大項目。項目在制定過程中遵循了先易后難、先各單元獨立運行到項目整體綜合運行的設計原則，在教學過程中全面融入了BIM 技術，制訂了以BIM 技術平臺為依托的全新課程標準。課程項目設計名稱和其所含內容如表2所示。

表2 課程項目名稱及主要內容

課程任務的三大項目中包含了多個學習子任務，在對子任務進行剖析和梳理的基礎上，提煉出相關的知識點和技能點，并以此作為課程資源建設的支點，全面更新教學設計和教學內容。

2.2.2 建設以BIM 技術為核心的課程資源

在信息化教學的背景下，短視頻課程教學、線上線下混合式教學等新型教學模式極大地提升了課程教學效果。BIM 技術在信息化教學的基礎上，結合課程教學任務，進一步打造以BIM 為核心的教學資源。首先，根據子任務中的知識點確定BIM 技術的應用場景，例如在項目二中電氣照明識圖相關知識和技能點有3 個，其中電氣照明系統平面圖和系統圖的識讀是學習的重點和難點，利用BIM 技術展示三維空間架構，將點式設備與配管配線以實物形式向學生展現，達到身臨其境的應用效果；其次，根據識圖規則將電氣的主線、干線、支線、用電設備等以動態模式展示輸電過程，在BIM 模型中顯示回路狀態；最后，結合設計說明、工程圖例和相關視頻答疑，通過對BIM 模型點式設備、配管配線的具體定位，讓學生對圖紙內容有一個完整性的認識。通過對每一個子任務的精心設計，融入信息化教學手段，建設以BIM 技術為核心的教學資源。

2.2.3 BIM 技術在教學設計中的應用方式

BIM 技術在教學設計中的主要應用分為三個階段：第一階段是完整的BIM 模型展示，讓學生對工程空間有一個整體的認識，建立空間概念；第二階段是BIM建模，讓學生理解工程設計意圖，理清各專業布設脈絡；第三階段是BIM 模型檢查，系統出量，通過專業間模型碰撞檢測和動態模擬，讓學生加深理解各專業在空間中的布局結構，明白系統出量規則和內涵。

2.3 BIM 技術平臺在課程教學中的具體實施

在信息化教學的引領下，利用多類型、立體化、信息化的教學資源，以BIM 技術平臺為框架，構建深度學習體系，并將立德樹人、工匠精神等課程思政元素有機融合到課程內容之中，具體實施可以概括為“領取任務-提煉問題-獲取知識-講練結合-獲得技能-解決問題-完成任務-成果展示-知識凝煉”，整個教學過程涵蓋了課前探學、課中導學、課后探學三大學習階段，力爭達到課前預習系統化、軟件操作規范化、過程評價科學化、立德樹人無聲化、課后拓學多元化。

課前探學主要是教師應用智慧職教平臺發布預習任務，運用信息化教學手段讓學生從短視頻、BIM 模型、測試題等預習模塊中了解將要學習的內容，初步形成知識框架并提煉問題。課中導學是通過教師講解、模型搭建、小組合作、討論答疑等學習環節，讓學生獲得知識技能，完成學習任務。在整個教學環節中，教師運用數字資源和信息手段，采用案例教學法、任務教學法、角色扮演法等學習方法引導學生突破學習重點，化解學習難點，在BIM 模型反復修改和打磨的過程中培養學生的細心、耐心和一絲不茍的工匠精神。課后拓學中教師準備了豐富的案例資源，在難度和廣度上拓寬了學生的學習視野，有效地鞏固了所學知識，進一步提升了學生自主學習的能力，增強了學生的知識素養。

3 BIM 技術對課程的持續性建設

3.1 以“1+X”建筑信息模型（BIM）證書為契機，打造BIM 金課

建筑信息模型（BIM）證書是國家提出“1+X”職業教育規劃新路徑的重要實踐，整合了BIM 軟件操作、BIM 案例應用、BIM 工程模型創新等模塊，能有效地加強BIM 技術在課程中的應用，可以進一步打造課程模塊化建設，將BIM 技術與課程內容深度融合，提升學生信息化應用能力，掌握最新的前沿技術，實現專業知識和素質能力的融會貫通。

在此證書的引領下，不但要將《安裝工程預算》這門課程打造成BIM 平臺金課，更要圍繞BIM 技術平臺建設，將工程造價專業中的《建筑識圖與平法》《建筑工程預算》《建筑裝飾工程預算》等課程接入教學體系之中，實現專業大平臺建設，提升教學質量，增強學習效果。

3.2 緊密聯系高新技術企業，搭建創新型BIM技術綜合實踐平臺

高新技術企業是BIM 技術應用的前沿陣地，匯集了大量的工程實踐案例和創新技術實踐，因此要加強與高新技術企業的合作搭建創新型BIM 技術綜合實踐平臺，并以此為樞紐，深入了解企業發展方向和崗位需求，明確學生培養目標和方向，理清專業改革的難點和關鍵點，推動專業建設快速發展。

創新型BIM 技術綜合實踐平臺是課程改革的重要載體，為課程的持續性改革發展提供了保障，它也是人才培養、專業建設、科學研究的重要基礎，不但能提升學生的知識素養，還能開闊學生的眼界，更能培養學生創新的意識和能力，讓學生站在了BIM 技術應用的最前沿，為以后的發展提供了廣闊的空間。