吳海英 郝素芬

近年來(lái)隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G等新技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的建筑信息化發(fā)展迅速，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《2016-2020 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》明確指出，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強(qiáng)BIM、大數(shù)據(jù)、智能化等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力，初步建成一體化行業(yè)監(jiān)管和服務(wù)平臺(tái)。

1.建筑信息化模型在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡(jiǎn)稱BIM，是包含著幾何信息、材料特征、數(shù)量及位置關(guān)系等完整建筑信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，是通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)的建筑模型，它不只是數(shù)據(jù)模型還是行為模型，可以模擬真實(shí)的建筑活動(dòng)，其中的每一個(gè)構(gòu)件都是具有物理特性和一定的功能屬性的數(shù)字化載體，模型具有可視化、參數(shù)化、協(xié)調(diào)性等優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)、施工建造及運(yùn)維管理全過(guò)程。同樣可以應(yīng)用于建筑工程技術(shù)各門專業(yè)課程的教學(xué)中，應(yīng)用BIM 技術(shù)創(chuàng)建完成的基于同一個(gè)建筑項(xiàng)目的建筑信息化模型，包含了建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備各專業(yè)完整的建筑信息，建筑工程技術(shù)專業(yè)的各門專業(yè)課都可以在教學(xué)過(guò)程中不同程度地應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)交互使用，資源共享，優(yōu)化資源配置，減少重復(fù)建設(shè)教學(xué)資源，提高教師工作效率和教學(xué)效果，多門專業(yè)課程均以建筑信息化模型為基礎(chǔ)進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)和教學(xué)模式的改革。

2.建筑信息化模型在建筑工程技術(shù)各專業(yè)課程中應(yīng)用的途徑

2.1 信息化資源共享平臺(tái)

BIM 技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)是各專業(yè)協(xié)同工作，核心是數(shù)據(jù)，協(xié)同應(yīng)用是關(guān)鍵。在建筑工程技術(shù)專業(yè)信息化建設(shè)中，利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)，用以Revit 軟件為核心的BIM 系列軟件創(chuàng)建的基于建設(shè)項(xiàng)目的完整的建筑信息化模型，模型具有可視化、可協(xié)同工作的突出優(yōu)勢(shì)。將建筑信息化模型上傳到數(shù)據(jù)平臺(tái)中，在建筑結(jié)構(gòu)、建筑構(gòu)造與識(shí)圖、建筑施工技術(shù)、建筑裝飾施工技術(shù)、建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)及施工組織與管理等課程中不同程度地進(jìn)行應(yīng)用。同時(shí)不同的專業(yè)課程還可以根據(jù)需要在平臺(tái)中創(chuàng)建自己的資源庫(kù)，如建立構(gòu)件單元庫(kù)，包括單個(gè)梁、板、柱的構(gòu)造模型和配筋模型，在建筑結(jié)構(gòu)、建筑構(gòu)造與識(shí)圖及平法識(shí)圖等課程中應(yīng)用；建立施工過(guò)程模擬及效果演示動(dòng)畫，供建筑施工技術(shù)及施工組織與管理等課程應(yīng)用。建筑信息化教學(xué)平臺(tái)，還可以支持教師進(jìn)行在線教研、統(tǒng)計(jì)分析和教學(xué)評(píng)測(cè)等活動(dòng)。不僅可以為師生交流提供平臺(tái)，而且能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力。

2.2 建筑信息技術(shù)與各專業(yè)課程的融合及應(yīng)用

建筑信息化模型在建筑工程技術(shù)專業(yè)課中的應(yīng)用基本覆蓋了所有專業(yè)課程。將建筑信息化模型上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，建筑工程技術(shù)專業(yè)教師共同參與教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，促進(jìn)建筑信息化模型在各專業(yè)的協(xié)同應(yīng)用。

2.2.1 建筑信息化模型在建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)課程中的應(yīng)用

以教學(xué)平臺(tái)中的BIM 模型為例展開(kāi)工程造價(jià)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)和改革，利用平臺(tái)中已有的基于實(shí)際工程項(xiàng)目的BIM模型，應(yīng)用Revit 軟件模型與圖紙聯(lián)動(dòng)、模型與明細(xì)表聯(lián)動(dòng)的特性，可以部分地實(shí)現(xiàn)模型和工程量一體化，工程量由模型確定，可以減少工程量核對(duì)和計(jì)算部分的教學(xué)內(nèi)容，在進(jìn)行綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，也可以從平臺(tái)中調(diào)取已有模型，通過(guò)算量插件讀取幾何數(shù)據(jù)，套用內(nèi)置的計(jì)算規(guī)則，計(jì)算出符合定額計(jì)算規(guī)則或清單計(jì)算規(guī)則的定額工程量或清單工程量，目前斯維爾、魯班、品茗等造價(jià)軟件均有算量插件，將模型導(dǎo)入算量軟件中提取工程量，生成報(bào)表。如采用廣聯(lián)達(dá)算量軟件進(jìn)行算量，首先提取revit 模型，然后采用轉(zhuǎn)換插件，把revit 模型轉(zhuǎn)換為廣聯(lián)達(dá)算量模型，接著在廣聯(lián)達(dá)算量軟件中，進(jìn)行工程量的計(jì)算。應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行工程量計(jì)算，使計(jì)量與計(jì)價(jià)課程中算量?jī)?nèi)容變得簡(jiǎn)單易行。

2.2.2 建筑信息化模型在施工技術(shù)及施工組織與管理類課程中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在施工及管理過(guò)程中的應(yīng)用包括深化設(shè)計(jì)、施工模擬、進(jìn)度管理、成本管理、進(jìn)度管理等內(nèi)容，如在施工組織設(shè)計(jì)教學(xué)中，基于建筑信息化模型，將工序安排、資源配置和平面布置等信息與模型相關(guān)聯(lián)，輸出施工進(jìn)度計(jì)劃和資源配置計(jì)劃，可以同步生成視頻動(dòng)畫和文檔資料，使學(xué)生理解如何優(yōu)化項(xiàng)目工序安排和優(yōu)化資源配置。還可以將施工工藝與信息化模型相關(guān)聯(lián)，模擬施工工藝過(guò)程，同時(shí)生成施工動(dòng)畫，如土方工程施工工藝、模板工程施工工藝、腳手架施工工藝、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)施工工藝等。BIM 技術(shù)的應(yīng)用，使枯燥的施工過(guò)程變得生動(dòng)有趣。

2.2.3 建筑信息化模型在建筑構(gòu)造和識(shí)圖課程中的應(yīng)用

對(duì)房屋組成各部分構(gòu)造進(jìn)行認(rèn)知實(shí)習(xí)及識(shí)讀施工圖是建筑構(gòu)造和識(shí)圖課程的基本教學(xué)內(nèi)容，調(diào)用平臺(tái)中的信息化模型，應(yīng)用Revit 軟件的強(qiáng)大的三維可視化功能，可以任意旋轉(zhuǎn)、縮放、剖切三維模型進(jìn)行構(gòu)件認(rèn)知教學(xué)及對(duì)照識(shí)讀建筑平面、立面、剖面圖和構(gòu)件詳圖，從而深化認(rèn)識(shí)施工圖。還可以應(yīng)用軟件漫游功能，輕松實(shí)現(xiàn)三維模型不同位置間的相互切換，例如在樓梯的構(gòu)造和識(shí)圖時(shí)，可以用revit 軟件進(jìn)行樓梯漫游，就如同身臨其境地置身于建筑物的樓梯上一樣，使同學(xué)們更加直觀清晰地認(rèn)識(shí)樓梯的構(gòu)造和各部分的位置關(guān)系，產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)熱情，教師也能達(dá)到寓教于樂(lè)的教學(xué)效果。

2.2.4 建筑信息化模型在建筑結(jié)構(gòu)課程中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容涉及鋼筋混凝土受彎構(gòu)件和受壓構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算，內(nèi)容抽象難懂，應(yīng)用BIM 技術(shù)可視化的特性，在講述鋼筋混凝土梁受彎構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，調(diào)用平臺(tái)資源中的建筑結(jié)構(gòu)三維參數(shù)化配筋模型，輔助理解梁的配筋構(gòu)造，對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，將節(jié)點(diǎn)錯(cuò)綜復(fù)雜的配筋情況清晰地展現(xiàn)出來(lái)，輕松地突破教學(xué)中的難點(diǎn)。還可以應(yīng)用有限元分析軟件建立的信息化模型，對(duì)真實(shí)受力狀態(tài)下梁的變形至破壞的全過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。應(yīng)用PKPM 軟件進(jìn)行多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力計(jì)算和變形分析，生成梁、板、柱施工圖，輔助結(jié)構(gòu)施工圖識(shí)讀內(nèi)容的學(xué)習(xí)。建筑信息化模型的應(yīng)用，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐能力的鍛煉與培養(yǎng)[1]，讓晦澀難懂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算變得生動(dòng)有趣。

2.3 建設(shè)具備信息化教學(xué)能力的團(tuán)隊(duì)

建設(shè)優(yōu)秀的具有信息化教學(xué)能力的教學(xué)團(tuán)隊(duì)是建筑類課程教學(xué)改革的一個(gè)重要途徑，直接影響所培養(yǎng)的信息化人才的質(zhì)量。優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，不但包括教師信息化技能的學(xué)習(xí)，還包括將建筑信息化技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中的能力，我們主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了努力和嘗試：（1）提高教師的意識(shí)，通過(guò)學(xué)術(shù)交流、教研會(huì)議等方式使教師深刻認(rèn)識(shí)到建筑信息化帶來(lái)的變革，樹(shù)立信息化學(xué)習(xí)的觀念，這是既是內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力，也是最堅(jiān)定和重要的力量。（2）組建科研課題研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)創(chuàng)建學(xué)習(xí)共同體，團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)教師都有自己的使命和任務(wù)，根據(jù)專業(yè)確定每個(gè)老師研究和學(xué)習(xí)的方向，團(tuán)隊(duì)內(nèi)每個(gè)老師分工合作，共同進(jìn)步，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍；（3）充分利用網(wǎng)絡(luò)共享資源自主學(xué)習(xí)、參加信息化相關(guān)會(huì)議，去先進(jìn)成熟院校和企業(yè)交流學(xué)習(xí)等渠道提高自身的建筑信息化技術(shù)；（4）最終的落腳點(diǎn)是要將信息化知識(shí)轉(zhuǎn)化為信息化教學(xué)能力，每個(gè)教師要結(jié)合課程教學(xué)目標(biāo)，依托建筑信息化模型重新架構(gòu)課程體系，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)將建筑信息技術(shù)與教育實(shí)踐活動(dòng)融合在一起。

2.4 通過(guò)認(rèn)證提升綜合應(yīng)用能力

國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案的通知》中提到從2019 年開(kāi)始，在職業(yè)院校啟動(dòng)“學(xué)歷證書(shū)+若干職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)”制度試點(diǎn)（即1+X 證書(shū)制度試點(diǎn)）工作，并確定了首批職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)名單，其中包括建筑信息模型（BIM）職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)。證書(shū)包括初級(jí)建模、中級(jí)專項(xiàng)應(yīng)用、高級(jí)綜合應(yīng)用三個(gè)部分，每個(gè)等級(jí)和專業(yè)方向都包含了專業(yè)知識(shí)與技能的要求。通過(guò)組建BIM 技術(shù)實(shí)訓(xùn)室，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生獲得學(xué)歷證書(shū)的同時(shí)，積極取得信息化等級(jí)證書(shū)。同時(shí)積極組織學(xué)生參加BIM 技術(shù)應(yīng)用技能大賽。如組織學(xué)生參加相關(guān)的建筑信息模型應(yīng)用技能大賽，大賽內(nèi)容涵蓋了整個(gè)單項(xiàng)工程的建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、綠色節(jié)能分析、工程造價(jià)、工程管理全過(guò)程，是對(duì)學(xué)生信息化技術(shù)的綜合考驗(yàn)，學(xué)生不僅要具備信息化建模能力，還要具備建筑信息化各專業(yè)協(xié)同應(yīng)用的能力，通過(guò)參加技能比賽，在增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的同時(shí)，也提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，促使學(xué)生關(guān)注行業(yè)前沿信息，適應(yīng)市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提升專業(yè)綜合素養(yǎng)。同時(shí)對(duì)專業(yè)建設(shè)和課程改革的方向起到了引導(dǎo)作用，推動(dòng)賽教結(jié)合的探索，促進(jìn)了工學(xué)結(jié)合的項(xiàng)目化教學(xué)。

3.總結(jié)

建筑信息化技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越深入，建筑工程技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式和課程建設(shè)也要順應(yīng)建筑信息化時(shí)代的新要求，不斷地進(jìn)行改革和完善，建設(shè)信息資源共享平臺(tái)，開(kāi)發(fā)和利用優(yōu)質(zhì)信息化教學(xué)資源，有效地推進(jìn)建筑信息化與專業(yè)課程的深度融合，不斷地培養(yǎng)出具有信息化素養(yǎng)的高素質(zhì)技能型人才。