孫巍巍　周廣榮　范進(jìn)

摘要：BIM技術(shù)通過(guò)參數(shù)模型整合相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮了重要作用。為了迎接建筑業(yè)這一發(fā)展趨勢(shì)，提出以BIM模型為主線，開(kāi)展專業(yè)課程協(xié)同教學(xué)改革，讓土木工程本科學(xué)生主動(dòng)適應(yīng)企業(yè)需求，實(shí)現(xiàn)了不同課程中的建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、施工模型的有效銜接。

關(guān)鍵詞：BIM；土木工程；專業(yè)課程；協(xié)同教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）35-0138-02

一、前言

隨著B(niǎo)IM（Building Information Modeling）技術(shù)在我國(guó)建筑領(lǐng)域的不斷推廣，目前在部分重點(diǎn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理中陸續(xù)得到了應(yīng)用。建設(shè)部2015年印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出到2020年年底，建筑行業(yè)甲級(jí)勘察、設(shè)計(jì)單位以及特級(jí)、一級(jí)房屋建筑工程施工企業(yè)應(yīng)掌握并實(shí)現(xiàn)BIM與企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術(shù)的一體化集成應(yīng)用。在以國(guó)有資金投資為主的大中型建筑以及申報(bào)綠色建筑的公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)新立項(xiàng)項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)中，集成應(yīng)用BIM的項(xiàng)目比率達(dá)到了90%。針對(duì)建筑業(yè)這一發(fā)展趨勢(shì)，南京理工大學(xué)土木工程系開(kāi)展了基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)課程協(xié)同教學(xué)改革研究。

二、土木工程專業(yè)課程現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)眾多高校已經(jīng)使用BIM技術(shù)開(kāi)展建筑類專業(yè)的教學(xué)工作，并與企業(yè)合作成立了BIM研究中心。受制于多種因素，南京理工大學(xué)土木工程專業(yè)的BIM技術(shù)教學(xué)研究起步較晚，與國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究水平存在一段的距離，因此開(kāi)展BIM技術(shù)相關(guān)的教學(xué)改革迫在眉睫。

南京理工大學(xué)土木工程專業(yè)現(xiàn)行2014版培養(yǎng)計(jì)劃中未明確包含BIM技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容，只是在本科四年級(jí)下學(xué)期開(kāi)設(shè)了選修課程《土木工程常用軟件簡(jiǎn)介》，該課程的核心內(nèi)容為PKPM的建模及計(jì)算，BIM技術(shù)非教學(xué)重點(diǎn)。2014版培養(yǎng)計(jì)劃的課程設(shè)置較為傳統(tǒng)，課程之間以課程設(shè)計(jì)為紐帶。以《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程為例，其課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生獨(dú)立完成一層樓蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該課程設(shè)計(jì)與《房屋建筑學(xué)》課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，并要求按《房屋建筑學(xué)》課程設(shè)計(jì)所確定的建筑方案完成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，做到了一人一題。通過(guò)各課程設(shè)計(jì)之間的圖紙傳遞，使《土木工程制圖》、《房屋建筑學(xué)》、《土木工程施工》、《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》等課程的內(nèi)容得到綜合運(yùn)用，加強(qiáng)了各相關(guān)專業(yè)課程的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了“貫穿式”專業(yè)教學(xué)。但傳遞方式仍然采用傳統(tǒng)的二維手繪方式，與現(xiàn)有三維BIM技術(shù)在深度和廣度上有一定的差距。

三、土木工程專業(yè)課程協(xié)同教學(xué)改革思路

在南京理工大學(xué)土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)過(guò)程中，十分重視社會(huì)對(duì)畢業(yè)生的評(píng)價(jià)以及對(duì)辦學(xué)質(zhì)量的認(rèn)同度，尤其是注重對(duì)畢業(yè)生實(shí)際工作能力的評(píng)價(jià)。為了檢驗(yàn)培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的程度，本專業(yè)初步建立了基于畢業(yè)生用人單位、相關(guān)企業(yè)等為對(duì)象的評(píng)價(jià)信息反饋機(jī)制。利用不定期的走訪，通過(guò)返校校友座談、走訪問(wèn)卷等形式收集用人單位及社會(huì)對(duì)本專業(yè)人才培養(yǎng)的意見(jiàn)和建議，對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成情況進(jìn)行衡量和評(píng)估。這些信息是本專業(yè)培養(yǎng)方案修訂的重要依據(jù)之一，其中反映最為熱烈的信息是2014版培養(yǎng)計(jì)劃中缺乏最新的BIM技術(shù)教學(xué)，應(yīng)該及時(shí)加以修訂。因此，南京理工大學(xué)土木工程系在2017年初認(rèn)真總結(jié)了畢業(yè)生、用人單位的調(diào)查反饋意見(jiàn)和企業(yè)行業(yè)專家對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)及課程體系設(shè)置的修訂建議，依據(jù)學(xué)校培養(yǎng)方案修訂制度，結(jié)合最新的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和全國(guó)高等學(xué)校土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）文件，對(duì)2014版培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行了認(rèn)真修訂，形成了2017版培養(yǎng)計(jì)劃。

2017版培養(yǎng)計(jì)劃以BIM模型為主線，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)課程協(xié)同教學(xué)改革，讓土木工程本科學(xué)生主動(dòng)適應(yīng)建筑工業(yè)化的需求，實(shí)現(xiàn)不同課程中的建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、施工模型的有效銜接。首先，從本科一年級(jí)第二學(xué)期開(kāi)始教授《土木工程制圖及其信息模型》課程。該課程原名為《土木工程制圖》，以傳統(tǒng)二維CAD為教學(xué)重點(diǎn)，且開(kāi)設(shè)時(shí)間偏晚，無(wú)法滿足學(xué)生較早開(kāi)展建筑建模訓(xùn)練的需求。在畢業(yè)生、用人單位的調(diào)查反饋意見(jiàn)下提前到一年級(jí)開(kāi)課。更為重要的是該課程2017版大綱轉(zhuǎn)化為以BIM三維建筑模型為主，同時(shí)為了避免激進(jìn)的變革和中小型用人單位的實(shí)際需求，二維CAD的教學(xué)內(nèi)容給予適當(dāng)?shù)谋Ａ?。其次，《土木工程制圖及其信息模型》課程的BIM三維建筑模型將會(huì)導(dǎo)入到后期的眾多課程中?，F(xiàn)以常見(jiàn)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明，《土木工程制圖及其信息模型》課程的BIM建筑模型將在三年級(jí)第一學(xué)期《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程中獲得應(yīng)用。通過(guò)接口軟件將BIM建筑模型導(dǎo)入結(jié)構(gòu)分析軟件形成BIM三維結(jié)構(gòu)模型。該BIM結(jié)構(gòu)模型將用于《混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》課程中的樓蓋設(shè)計(jì)，從而獲得樓板的配筋和施工圖。將三年級(jí)第二學(xué)期開(kāi)設(shè)的《混凝土及砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》和《工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)》課程相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)BIM結(jié)構(gòu)模型的整體分析計(jì)算，獲得梁柱的配筋和施工圖。整體分析計(jì)算獲得的柱底內(nèi)力將可用于《基礎(chǔ)工程》課程，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及配筋。整體結(jié)構(gòu)計(jì)算完畢后，BIM結(jié)構(gòu)模型結(jié)合預(yù)制裝配技術(shù)獲得的BIM施工模型可用于《土木工程施工》和《工程造價(jià)》課程。最終，畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)四年中最后一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將實(shí)現(xiàn)BIM建筑模型、BIM結(jié)構(gòu)模型和BIM施工模型的全過(guò)程模擬分析，為畢業(yè)后解決復(fù)雜工程問(wèn)題打好基礎(chǔ)。

四、專業(yè)課程協(xié)同改革實(shí)施方案

為了專業(yè)課程改革的順利實(shí)施，采取了循序漸進(jìn)的實(shí)施方案和以點(diǎn)帶面、逐步推廣的工作思路。首先，為了驗(yàn)證教學(xué)改革的可行性和學(xué)生的接受度，充分利用了南京理工大學(xué)科研訓(xùn)練平臺(tái)，任課教師主動(dòng)設(shè)置一定數(shù)量的BIM技術(shù)科研訓(xùn)練題目，供學(xué)生自由選擇，實(shí)踐證明學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作和教師輔導(dǎo)，可以較為快速地掌握BIM建筑模型的基本操作。其次，為了促進(jìn)學(xué)生更好的掌握BIM模型的建模步驟，同時(shí)增加學(xué)生畢業(yè)后的競(jìng)爭(zhēng)力，鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)BIM應(yīng)用技能考評(píng)。目前應(yīng)用技能考評(píng)分為“BIM建筑”、“專業(yè)BIM應(yīng)用”和“綜合BIM應(yīng)用”三級(jí)。在校學(xué)生只允許參加一級(jí)“BIM建筑”考試，該考試可以成功銜接《土木工程制圖及其信息模型》和《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》之間的空白，提高學(xué)生的初步建模能力。最后，雖然專業(yè)課程協(xié)同教學(xué)改革涉及的課程眾多且銜接工作較為復(fù)雜，但是專業(yè)教師之間緊密聯(lián)系充分配合，共同申報(bào)并且成功立項(xiàng)了南京理工大學(xué)教改課題《基于BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)課程協(xié)同教學(xué)改革研究》。

五、結(jié)語(yǔ)

本次專業(yè)課程協(xié)同教學(xué)改革極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新意識(shí)，收到了極佳的教學(xué)效果，促使本科學(xué)生通過(guò)相關(guān)BIM技術(shù)協(xié)同課程的學(xué)習(xí)，以及在課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐，在畢業(yè)后能輕松地運(yùn)用各類BIM軟件在勘察設(shè)計(jì)、施工和工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用，改進(jìn)傳統(tǒng)的生產(chǎn)與管理模式，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平，提高畢業(yè)生的社會(huì)認(rèn)可度。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙威.BIM技術(shù)在高職建筑類專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].綠色環(huán)保建材，2017，（11）：156-157.

[2]建設(shè)部.關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)[S].2015.

[3]衛(wèi)濤，李容，劉依蓮.基于BIM的Revit建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例實(shí)戰(zhàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2017.