高職院校建筑類專業(yè)課程教學(xué)中BIM技術(shù)應(yīng)用探索

摘 要：在建筑領(lǐng)域有著很強應(yīng)用價值的建筑信息建模（BIM）技術(shù)在高校培養(yǎng)人才時同樣具有極大的應(yīng)用空間。文章以高職院校為例，從土木工程制圖、鋼結(jié)構(gòu)、房租建筑學(xué)、工程管理、畢業(yè)設(shè)計五大方面論述了BIM技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用，近些年高校在將BIM技術(shù)與建筑類專業(yè)課相互融入的時候出現(xiàn)了很多困難，在這里我們給出了完美的解決方案，也介紹了在研究過程中取得的階段性成果。經(jīng)過研究表明：BIM技術(shù)不單單能夠融入高校建筑類專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)中，而且也發(fā)展成為一種趨勢，在高校教育教學(xué)的過程中取得了明顯的效果。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑類課程；課程建設(shè)；人才培養(yǎng)；教學(xué)改革

建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）技術(shù)的產(chǎn)生被譽為建筑業(yè)變革的革命性力量，它作為數(shù)據(jù)化工具的一種廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計、建造管理 [1-3]。不管是在項目策劃、運行還是在維護(hù)的整個周期過程中BIM都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和傳遞，將得來的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)模型整合，以便于工程技術(shù)人員對收集來的建筑信息數(shù)據(jù)做出正確的理解和高效率的決策[4-5]。建筑業(yè)內(nèi)對BIM技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用得到了廣泛的認(rèn)可，因為它不僅能夠縮短工期、提高生產(chǎn)效率，還可以為設(shè)計院、開發(fā)商、施工單位等各個建筑主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)。

面對BIM技術(shù)這么多的優(yōu)點高職院校建筑類專業(yè)應(yīng)該如何將BIM技術(shù)融入日常的專業(yè)課的教學(xué)中呢？面對于高校課程改革BIM技術(shù)的發(fā)展對高職院校的建筑專業(yè)課程改革是一個完美的契機(jī)，面對高職學(xué)生起點不高的問題，如果以當(dāng)前的教學(xué)方式來進(jìn)行人才培養(yǎng)，在高難度的專業(yè)知識掌握水平上，難以滿足現(xiàn)有建筑行業(yè)的要求，當(dāng)然原因也的多方面的。新型數(shù)字教學(xué)技術(shù)走進(jìn)課堂，符合現(xiàn)代教育的特點，所以我們可以利用BIM技術(shù)的可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化整合性的特點，將BIM技術(shù)引入高職院校的建筑專業(yè)課堂中，使得生澀、難懂的專業(yè)課變得生動，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣。一個生動的畫面取代原有冗雜的文字也便于學(xué)生對知識的理解記憶[6-8]。

不管從哪個角度分析BIM技術(shù)融入建筑專業(yè)課程都是一件非常有益的事，可是如何融入?yún)s是一件值得探索的事。將BIM技術(shù)引入專業(yè)課程教學(xué)中，對教學(xué)本身是一件非常有益的事，但如何將BIM技術(shù)融入目前的專業(yè)課程教學(xué)過程中，還需要進(jìn)行探索。本文以高職院校作為案例，詳細(xì)闡述了BIM技術(shù)在建筑類高職專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用，論述了在改革實踐中的經(jīng)驗、教訓(xùn)及心得體會。

一、在土木工程制圖課程中BIM技術(shù)的應(yīng)用

作為具有很強實踐性課程的土木工程制圖，它的學(xué)習(xí)內(nèi)容并不是特別的困難，既不需要去死記硬背大量的公式也不用去理解特別深奧的理論。教師拓展好學(xué)生的思路是教好這門課程的關(guān)鍵，教師就應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生的立體思維，發(fā)揮空間想象力，進(jìn)而提高學(xué)生在實踐中的因供應(yīng)用能力。

在BIM未進(jìn)入高職院校之前，所有的大學(xué)都采用近乎一樣的教學(xué)媒介，都是將講課的內(nèi)容與AutoCAD相結(jié)合，但是在使用AutoCAD的過程中也顯露了出很多弊病，土木工程制圖主要的為了培養(yǎng)學(xué)生的空間思維想象能力和學(xué)習(xí)國家制圖標(biāo)準(zhǔn)?？墒茿utoCAD在建模的過程中耗時過長、精準(zhǔn)度不夠高，學(xué)生在繪制圖紙的過程中僅僅呈現(xiàn)的是一個二維平面圖，不能夠發(fā)揮學(xué)生的空間想象能力，也使得課程的講授枯燥乏味。通過對在校建筑專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對借助于AutoCAD教學(xué)方法訓(xùn)練后簡單平面圖閱讀能力不強，如果遇到稍微復(fù)雜的平面圖紙學(xué)生不能夠在頭腦中建立復(fù)雜而又清晰的三維立體圖。

枯燥的講授讓學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生了厭倦，蘇霍姆林斯基說過“要想讓學(xué)生充分體會到學(xué)習(xí)的快樂就要最大限度的激發(fā)他們的興趣”。因此目前高校都在積極做BIM技術(shù)的研究和開發(fā)，有針對性的對講授相關(guān)專業(yè)課程的教師進(jìn)行培養(yǎng)，然后開展研討會并制定出土木工程制圖課程教學(xué)的改革方案，最后逐漸地將BIM建模技術(shù)引入到土木工程制圖課程教學(xué)中。從授課質(zhì)量方面來說，從建模過程看，Revit的三維建模軟件比AutoCAD軟件的可操作性高，而且在精準(zhǔn)建模的角度來看，用Revit建模與模型二維平面圖恰好吻合，這樣就轉(zhuǎn)變了以往二維圖紙枯燥生澀使其變得生動。綜上所述，要想培養(yǎng)好學(xué)生的空間思維想象力，讓學(xué)生對試圖建模的學(xué)習(xí)效率提高，將BIM建模技術(shù)引入土木工程制圖課程教學(xué)中是明智之舉，也可以對教學(xué)起到輔助作用。

二、在房屋建筑學(xué)課程中BIM技術(shù)的應(yīng)用

研究建筑設(shè)計、構(gòu)造的基本原理和方法是房屋建筑學(xué)，包含了房屋的構(gòu)造方法以及各個組成部分的組合。作為土木工程專業(yè)的一門基礎(chǔ)專業(yè)課知識點零散繁多、內(nèi)容抽象復(fù)雜對學(xué)生的學(xué)習(xí)造成一定困難，面對高職學(xué)校中學(xué)生起點普遍不高的情況，學(xué)校大都將這門課的開課時間定為大學(xué)二年級，經(jīng)過一年的學(xué)習(xí)學(xué)生的專業(yè)儲備知識稍稍有了一些提高，但是要想把整節(jié)課的知識點全部消化吸收對于學(xué)生來說還是有一定的困難的。

房屋建筑學(xué)課程的主要內(nèi)容包含了課堂教學(xué)和課程設(shè)計兩大方面。在課堂對知識的講授主要是授課教師依照課本編排他體例按部就班的進(jìn)行講授，就授課內(nèi)容的時間順序來講是復(fù)合建筑的建造順序的。在授課的同時配合電腦多媒體輔助，這樣有助于學(xué)生對知識的理解，有助于當(dāng)堂內(nèi)容當(dāng)堂消化?？墒?，這種授課模式的最大缺點就是教師在授課過程中一直使用平面二維圖進(jìn)行講授知識，但是這門課程是需要學(xué)生在頭腦中建立出立體的三維模式，這對本身專業(yè)知識較少的學(xué)生就是一個非常困難的事兒而且這門課程的教學(xué)時間都非常短，在這樣的情況下短時間完成高質(zhì)量的授課學(xué)習(xí)對老師和學(xué)生來說都是一個非?？嚯y的事兒。

所以近些年高職院校進(jìn)行教學(xué)改革在房屋建筑學(xué)課程教學(xué)中融入BIM技術(shù)，從取得的實際效果看，課堂上出現(xiàn)的一些問題都得到了很好的解決，原本課堂上教師的二維平面圖被教師借助Revit建模軟件轉(zhuǎn)化成了三維立體模型得到呈現(xiàn)，不僅便于學(xué)生對所學(xué)的課堂知識的理解和記憶，也便于學(xué)生高質(zhì)量地順利地完成課程設(shè)計，完成教學(xué)目的中規(guī)定的課程內(nèi)容，以課堂上對房屋建筑學(xué)相關(guān)知識為基礎(chǔ)，借助Revit的操作使用，在房屋建筑學(xué)中引入BIM技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，取得了顯著的教學(xué)效果，也提高了課堂的時效性。

三、在BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)課程中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是高職院校有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的課程的兩門課程。設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的目的是為使學(xué)生全面系統(tǒng)掌握鋼結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件和連接的基礎(chǔ)知識，充分理解鋼結(jié)構(gòu)分析的原理。作為以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程為基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程是讓學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和手段的一門課程。

可以說土木工程專業(yè)課程中鋼結(jié)構(gòu)課程是難度較大，有些高職院校鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的為46學(xué)時，這門課程的教學(xué)內(nèi)容涉及材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等力學(xué)的基本知識也與設(shè)計相關(guān)的規(guī)范聯(lián)系緊密。在教學(xué)進(jìn)度的安排上比比混凝土相關(guān)課程少了十幾個學(xué)時。

在BIM技術(shù)沒有與建筑專業(yè)相結(jié)合的時候，這門課程的主要教學(xué)方法板書與多媒體相結(jié)合的方式。上文也曾多次提高過這種教學(xué)方式的弊病，這里不再過多敘述。大部分高職院校也采用現(xiàn)場教學(xué)的方式配有專業(yè)人士講解同時安排學(xué)生去當(dāng)?shù)氐匿摻Y(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場實地學(xué)習(xí)。采用這種方法可以使學(xué)生將所學(xué)的知識同實際相互結(jié)合，對學(xué)生學(xué)好這門課程起到了較好的輔助作用。但是這種教學(xué)方式存在著很大的隱患，首先就是學(xué)生進(jìn)入工地會有很大的危險性，所以在組織這種觀摩教學(xué)時教師的任務(wù)量就會加大，其次就是工地距離學(xué)校的路程，有些工地距學(xué)校很遠(yuǎn)，這樣學(xué)生每年去的次數(shù)也就有限大多是一到兩次，而且人數(shù)也有限制。所以，現(xiàn)場教學(xué)的這種方式對于這門課程的學(xué)習(xí)很難達(dá)到理想的效果。

之所以將BIM技術(shù)融入建筑專業(yè)課堂可以說它的好處不是停留在某一方面的而是整體突出。例如，應(yīng)用Revit軟件進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)，建立標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)框架和型鋼部分構(gòu)建的模型相當(dāng)迅捷。而且軟件之間的連接性特別好，在Revit軟件構(gòu)建的模型，還可以無損導(dǎo)入同屬Autodesk公司的Navis works、Manage等軟件，便于實現(xiàn)4D施工模擬。這種便于操作的性能就相當(dāng)于帶領(lǐng)課堂中的學(xué)生走進(jìn)了現(xiàn)實中的施工現(xiàn)場進(jìn)行參觀，保證了教學(xué)的高效率也達(dá)到了現(xiàn)場參觀教學(xué)的效果。在建模的過程中，學(xué)生不僅可以看到鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件如何按照規(guī)范建立起來，而且并了解構(gòu)件的各部分名稱，乃至在整個模型中所起到的作用。從2015年開始，BIM技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)了絕大多數(shù)高職院校并應(yīng)用到專業(yè)課程的教學(xué)過程中。經(jīng)過這種改革后課程的教學(xué)時數(shù)沒有變化，但是教學(xué)效果卻取得了事半功倍的效果，無論多么繁雜的教學(xué)內(nèi)容多么復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)建模都能夠得心應(yīng)手。

四、在BIM技術(shù)在工程管理課程中的應(yīng)用

做為工程管理專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程工程項目管理。設(shè)置這門課程的目的是要求學(xué)生能夠繪制出工程流水施工以及網(wǎng)絡(luò)計劃，合理選擇施工方案，編制施工進(jìn)度計劃表，閱讀施工現(xiàn)場平面圖等，培養(yǎng)學(xué)生對工程項目管理的理論和方法，能繪制培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、研究、解決建設(shè)工程項目管理實際問題的基本能力，把學(xué)生培養(yǎng)成為具有從事建設(shè)工程項目管理能力的優(yōu)秀畢業(yè)生。因此，工程項目管理課程在本科教學(xué)中是一門具有較強實踐應(yīng)用性的課程。高職院校對該課程教學(xué)非常重視。

從專業(yè)知識學(xué)習(xí)的角度來看，工程項目管理是一門偏向管理類的學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和應(yīng)用能力顯得尤為重要。傳統(tǒng)教學(xué)方式是按照課本編排的順序，主要以板書的形式講授知識點，過分偏重學(xué)生對理論細(xì)節(jié)的掌握。加上該課程教材文字較多，多為敘述講解。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對該課程學(xué)習(xí)興趣不大，積極性不高。為此，學(xué)校將工程項目管理課程教學(xué)與當(dāng)代計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新改革教學(xué)方法，即應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)輔助教學(xué)，這樣一方面可以讓學(xué)生了解掌握工程管理相關(guān)的軟件，如Revit，P3等。另一方面，這些軟件可以構(gòu)建三維可視化動態(tài)仿真工程，可以模擬各種工程案例，將原本“枯燥無味”的課堂教學(xué)變得生動起來，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加深學(xué)生對工程管理課程的理解。學(xué)校把BIM技術(shù)引入工程項目管理課程教學(xué)中，應(yīng)用BIM技術(shù)實現(xiàn)了施工可視化仿真教學(xué)，使學(xué)生能身臨其境般地感受現(xiàn)場施工的氛圍。同時，將施工進(jìn)度安排，以及各部分的工程造價在構(gòu)建的BIM模型中體現(xiàn)出來。采用這種教學(xué)方法，學(xué)生能更加深刻地理解工程項目管理的運作理念，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識與工程實踐結(jié)合起來，起到了非常好的教學(xué)效果。

五、在土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

土木工程專業(yè)學(xué)生最后一門課程也是耗時最長的課程就要算畢業(yè)設(shè)計。開設(shè)的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識對工程遇到中的實際問題去解決，設(shè)計的內(nèi)容主要包括了工程制圖、結(jié)構(gòu)設(shè)計、理論分析等。通過畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生會對土建設(shè)計和施工內(nèi)容、施工全過程有一個全面整體性的認(rèn)識，不僅熟悉了這個過程中的相關(guān)規(guī)范準(zhǔn)則，也為日后的獨立工作奠定基礎(chǔ)。所以說，因此，畢業(yè)設(shè)計的真正意義在于提升學(xué)生解決實際問題的能力水平，有助于培養(yǎng)學(xué)生踏實細(xì)致、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度。

畢業(yè)設(shè)計開始的時間一般都安排在12月末1月初乃至于整個大三下學(xué)期，在這個時間段內(nèi)學(xué)生很難完全坐下板凳來進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，因為有的要升本有的要參加工作。這就需要學(xué)校在安排畢業(yè)設(shè)計教學(xué)上做出一些調(diào)整，甚至要根據(jù)學(xué)生的實際情況做出較大的改變。面對三年的學(xué)習(xí)大三的學(xué)生對BIM技術(shù)已經(jīng)有了深度的理解和熟練的操作，并且對立體建模已經(jīng)不再生疏，所以一般的高職院校都采用將畢業(yè)實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合，用BIM技術(shù)將施工流程與實習(xí)的具體過程相結(jié)合，呈現(xiàn)出完整的施工流程。此外，在論文答辯的過程中將BIM技術(shù)與答辯環(huán)節(jié)想增加，提高BIM技術(shù)相關(guān)問題的比重。

在計算機(jī)技術(shù)與畢業(yè)設(shè)計有機(jī)的整合起來，能夠系統(tǒng)的幫助學(xué)生在短時間內(nèi)掌握土木過程學(xué)科的知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精深與合作意識，也為教師的教學(xué)提供了一條新路徑。

六、結(jié)束語

BIM技術(shù)應(yīng)用到相關(guān)專業(yè)課程教學(xué)過程中，能夠?qū)μ岣哒n程教學(xué)效果起到了積極的作用，通過建立可視化的三維模型將課堂教學(xué)與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，輔助學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)課知識得到應(yīng)用，做到模擬實踐的效果可以產(chǎn)生事半功倍的效果，教師應(yīng)用BIM技術(shù)將書本上抽象的專業(yè)知識內(nèi)容具體化，便于學(xué)生理解。

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作者簡介：

李曉嵐（1979-），女，四川成都人，本科助教，現(xiàn)從事工程管理系建筑工程管理專業(yè)教學(xué)工作。