林秋菊 王慶勇 付旭 李茜 劉曉立 張友恒 游業(yè)剛

摘? 要：應(yīng)用型本科院校土木工程專業(yè)應(yīng)以建設(shè)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)為契機(jī)，適應(yīng)市場(chǎng)需求，及時(shí)將BIM技術(shù)納入到本科教學(xué)之中。對(duì)于BIM技術(shù)在應(yīng)用型本科教學(xué)課程體系的構(gòu)建，可以采用如下三種方式：1.根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)設(shè)置BIM課程，可獨(dú)立授課，也可融入到已有的課程中;2.設(shè)立教學(xué)工作坊，使學(xué)生參與到真實(shí)項(xiàng)目中;3.設(shè)立三級(jí)教學(xué)平臺(tái)，即學(xué)科競(jìng)賽-專業(yè)課-畢業(yè)設(shè)計(jì)。上述三種方式，應(yīng)遵循客觀規(guī)律，由簡(jiǎn)到難，分階段逐步實(shí)施。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);應(yīng)用型本科;土木工程;課程體系;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G641 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）14-0056-03

Abstract： The civil engineering major of application-oriented universities should take the opportunity of building application-oriented universities to adapt to the market demand and incorporate BIM technology into undergraduate teaching in time. For the construction of BIM technology in the application-oriented undergraduate teaching curriculum system， the following three methods can be adopted： 1.BIM courses are set according to the characteristics of the discipline， which can be taught independently or incorporated into existing courses; 2.set up teaching workshops to involve students in real projects; 3.set up a three-level teaching platform， namely discipline competition-specialized courses-graduation design. The above three methods should follow the objective law， from simple to difficult， and be implemented step by step.

Keywords： BIM technology; application-oriented university; civil engineering; curriculum system; teaching reform

一、概述

近十幾年來，隨著本科院校的高速發(fā)展，極大地推動(dòng)了我國(guó)高等教育的普及化，應(yīng)用型本科院校的概念也逐漸被大眾所熟知[1]。目前約有50%的普通本科院校正在向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型，肩負(fù)起了培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代和行業(yè)需求的應(yīng)用型人才的歷史重任。

應(yīng)用型人才既要掌握本學(xué)科的理論知識(shí)，達(dá)到本科教育的畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也要具有較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用能力，能夠?qū)⒖茖W(xué)知識(shí)直接應(yīng)用于社會(huì)實(shí)踐，創(chuàng)造價(jià)值[2]。這就要求我們應(yīng)用型本科院校要以科學(xué)理論和技術(shù)成果應(yīng)用為導(dǎo)向培養(yǎng)社會(huì)所需的高水平技術(shù)應(yīng)用人才，同時(shí)還要服務(wù)于地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，注重技術(shù)研發(fā)、積累與轉(zhuǎn)化，做到產(chǎn)教研融合。

2011年，住建部明確指出加快BIM（Building Information Modeling，即建筑信息化模型）技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)程，提高建設(shè)和管理中的信息化水平。作為世界最大的建筑業(yè)市場(chǎng)之一，我國(guó)建筑企業(yè)急需一大批能夠熟練應(yīng)用BIM技術(shù)的工程人才，而BIM教育剛剛在高等院校中起步，尚未培養(yǎng)出足夠多的掌握BIM技術(shù)的本科畢業(yè)生，這已嚴(yán)重限制了BIM技術(shù)的推廣和應(yīng)用[3]。因此，應(yīng)用型本科院校土木工程專業(yè)應(yīng)以建設(shè)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)為契機(jī)，適應(yīng)市場(chǎng)需求，及時(shí)將BIM技術(shù)納入到本科教育的課程體系之中，加強(qiáng)此類人才的培養(yǎng)。

二、BIM技術(shù)在土木工程教育中的發(fā)展現(xiàn)狀

將BIM技術(shù)融入到土木工程專業(yè)的教學(xué)之中，使學(xué)生們充分了解和熟練應(yīng)用BIM技術(shù)，已成為應(yīng)用型本科院校服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)和提高就業(yè)率的有效手段之一。

目前，國(guó)內(nèi)外很多高校都已開始講授BIM課程，或?qū)IM技術(shù)融入到現(xiàn)有的土木工程類課程中。表1中列舉了國(guó)內(nèi)外部分大學(xué)所開設(shè)的BIM類課程。

與BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的高速發(fā)展相比，目前在應(yīng)用型本科院校土木工程專業(yè)中全部采用BIM教學(xué)或?qū)IM教學(xué)融入到傳統(tǒng)課程中還面臨著如下問題[4]：

1.BIM需要新的教學(xué)方法、大綱以及相配套的教材、實(shí)驗(yàn)室等軟硬件教學(xué)資源;

2.利用BIM建模時(shí)需要相關(guān)的施工知識(shí)，而本科生缺乏相應(yīng)的實(shí)踐訓(xùn)練;

3.缺少熟練掌握BIM技術(shù)的教師隊(duì)伍;

4.現(xiàn)有的總學(xué)時(shí)是固定的，沒有更多的學(xué)時(shí)分配給BIM課程;

5.缺乏統(tǒng)一的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和要求來指導(dǎo)規(guī)范BIM課程。

三、應(yīng)用型本科院校土木工程專業(yè)BIM教學(xué)體系構(gòu)建

對(duì)于應(yīng)用型本科院校土木工程專業(yè)BIM教學(xué)體系構(gòu)建可以采用如下三種方法：1. 按照傳統(tǒng)的基于學(xué)科特點(diǎn)設(shè)計(jì)的方法，即根據(jù)BIM的重要概念將教學(xué)體系劃分為若干主題來設(shè)置課程進(jìn)行教學(xué);2. 建立BIM項(xiàng)目教學(xué)工作坊，聘請(qǐng)行業(yè)內(nèi)的BIM工程師與本校教師共同指導(dǎo)學(xué)生完成真實(shí)的BIM項(xiàng)目，同時(shí)針對(duì)全生命周期的不同階段所采用的BIM軟件進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn);3. 認(rèn)知功能教學(xué)法，即以學(xué)科競(jìng)賽、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)為三級(jí)教學(xué)平臺(tái)，向?qū)W生提供大量的BIM學(xué)習(xí)資料，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)BIM技術(shù)，使學(xué)生能夠逐步深入掌握BIM技術(shù)以達(dá)到專業(yè)水平。

綜合上述三種方法，應(yīng)用型本科院校土木工程專業(yè)BIM教學(xué)體系框架可分為三個(gè)階段進(jìn)行實(shí)施，即初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)階段，如表2所示。

（一）表2中的課程內(nèi)容按照如下方案進(jìn)行劃分

1. 初級(jí)階段

在原有的《畫法幾何與工程制圖》課程中融入BIM技術(shù)概述，讓學(xué)生了解他們將要學(xué)習(xí)的知識(shí)并接觸他們所期望獲得的技能。在授課過程中，將建筑識(shí)圖與BIM技術(shù)相結(jié)合，讓學(xué)生借助三維可視化模型掌握平法識(shí)圖，增強(qiáng)學(xué)生的空間想象能力。

2. 中級(jí)階段

設(shè)置《土木工程CAD與BIM技術(shù)》課程。該課程主要是在已有的《土木工程CAD》課程中融入主流BIM軟件操作的學(xué)習(xí)。首先是對(duì)土木工程CAD與BIM軟件進(jìn)行概述，包括命令輸入、繪圖功能、圖層、文字輸入、標(biāo)注等命令的學(xué)習(xí)。然后是講授傳統(tǒng)AutoCAD的繪制圖形的方法，能夠繪制建筑的平面圖、立面圖、剖面圖。最后，講授Revit軟件的基本命令、模型和族的創(chuàng)建等操作，建立建筑三維模型，并指導(dǎo)學(xué)生對(duì)比兩種軟件的不同。

3. 高級(jí)階段

設(shè)置《BIM建模實(shí)訓(xùn)》課程：該課程首先講授網(wǎng)格和圖層的建立，創(chuàng)建基本的構(gòu)建對(duì)象、導(dǎo)航和創(chuàng)建視圖，以及對(duì)象的基本操作。然后對(duì)模型參數(shù)化、設(shè)計(jì)約束條件、設(shè)置尺寸標(biāo)注等。最后，生成正式圖紙或?qū)氲狡渌浖到y(tǒng)中。

（二）表2中的BIM項(xiàng)目教學(xué)工作坊按照如下方案進(jìn)行劃分

1. 初級(jí)階段

（1）計(jì)劃：該部分教學(xué)是通過撰寫可行性研究報(bào)告和項(xiàng)目執(zhí)行計(jì)劃（包括項(xiàng)目目標(biāo)設(shè)置、市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)可行性等）開始的，并需要對(duì)這些計(jì)劃進(jìn)行反饋與修改。

（2）合同文件：該階段教學(xué)要求學(xué)生撰寫一份投標(biāo)報(bào)價(jià)書以獲得項(xiàng)目經(jīng)理、建筑師和設(shè)計(jì)人員的意見，這些培訓(xùn)有助于學(xué)生清楚地理解不同項(xiàng)目參與者之間的角色和職責(zé)。

2. 中級(jí)階段

（1）設(shè)計(jì)：這一步是編制設(shè)計(jì)文件，包括概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、主要構(gòu)件的詳細(xì)資料和結(jié)構(gòu)分析，該部分培訓(xùn)既可以強(qiáng)化訓(xùn)練學(xué)生們的專業(yè)知識(shí)同時(shí)也可以培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（2）施工：該步需要制定建設(shè)預(yù)算和計(jì)劃進(jìn)度，在建造階段的中期，還需要編寫每月的費(fèi)用和進(jìn)度報(bào)告。

3. 高級(jí)階段

BIM：最后利用BIM功能生成正式的設(shè)計(jì)文檔和施工報(bào)告，如3D模型、材料造價(jià)、3D結(jié)構(gòu)分析等。該步需要培訓(xùn)的信息技術(shù)技能包括Revit、MS Project、Excel、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（MS Access）和結(jié)構(gòu)分析軟件（Midas）等。

（三）表2中的三級(jí)教學(xué)平臺(tái)教學(xué)內(nèi)容按照如下方案進(jìn)行劃分

1. 初級(jí)階段

該階段主要鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生參加各類型的BIM學(xué)科競(jìng)賽，對(duì)于提高學(xué)生興趣與BIM基本知識(shí)的普及具有重要意義。目前，比較主流的比賽有龍圖杯、斯維爾杯、華春杯、全國(guó)3D大賽等。

2. 中級(jí)階段

該階段主要是將BIM技術(shù)融入到各個(gè)專業(yè)課中，例如在《房屋建筑學(xué)》課程中，引入典型建筑BIM模型用于講授各細(xì)節(jié)構(gòu)造，有助于學(xué)生對(duì)三維立體結(jié)構(gòu)方面專業(yè)知識(shí)的理解和掌握;在《建筑施工技術(shù)》課程中，將Revit模型導(dǎo)入到Navisworks軟件中實(shí)現(xiàn)4D模擬施工，產(chǎn)生親臨施工現(xiàn)場(chǎng)的效果，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)各個(gè)階段施工組織設(shè)計(jì)、進(jìn)度計(jì)劃的認(rèn)識(shí);在《工程造價(jià)》課程中，通過BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬建造，讓學(xué)生能夠?qū)κ┕ぶ懈鱾€(gè)時(shí)段的工程用量及造價(jià)進(jìn)行計(jì)算，合理分配資源[5]。

3. 高級(jí)階段

該階段主要是將BIM技術(shù)引入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中，該階段的學(xué)生通過上述各階段的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)已經(jīng)能夠熟練應(yīng)用BIM技術(shù)，因此具備應(yīng)用BIM技術(shù)的能力。該階段可按如下步驟進(jìn)行：第一步，首先利用BIM技術(shù)根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，然后建立建筑的三維模型;第二步，再進(jìn)行建筑機(jī)電三維模型的設(shè)計(jì)并進(jìn)行管縱優(yōu)化，完成三維模擬動(dòng)畫的制作;第三步，利用廣聯(lián)達(dá)等BIM軟件進(jìn)行工程計(jì)量和計(jì)價(jià)及工程招標(biāo)控制價(jià)編制工作;第四步，利用BIM軟件完成工程土建三維模型翻建，編制基于BIM技術(shù)的保障措施方案投標(biāo)述標(biāo)模擬動(dòng)畫;第五步，利用BIM軟件完成施工組織進(jìn)度計(jì)劃文件和施工進(jìn)度模擬動(dòng)畫工作，實(shí)現(xiàn)施工的全過程管理。

四、結(jié)束語

伴隨著土木工程行業(yè)對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值和效益認(rèn)可程度的不斷增長(zhǎng)，建筑企業(yè)急需一大批具有BIM技術(shù)應(yīng)用能力和知識(shí)的本科人才，這就要求我們應(yīng)用型本科院校與時(shí)俱進(jìn)，將BIM技術(shù)融入到本科的教學(xué)中。

可以采用多種方式將BIM技術(shù)通入到土木工程專業(yè)本科教學(xué)中，例如采用獨(dú)立授課的方式，也可以將BIM技術(shù)融入到已有的課程中，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，或者建立教學(xué)工作坊，使學(xué)生參與真實(shí)BIM項(xiàng)目，也可以采取競(jìng)賽、專業(yè)課和畢業(yè)設(shè)計(jì)三級(jí)平臺(tái)教學(xué)的方式。上述三種教學(xué)方式，都應(yīng)按照學(xué)生學(xué)習(xí)理解的客觀規(guī)律，由簡(jiǎn)到難分階段實(shí)施，這樣才能保證應(yīng)用型本科院校土木工程專業(yè)畢業(yè)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用能力。

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