孟文芳,汪慶

(河北工程大學(xué) 能源與環(huán)境工程學(xué)院,河北 邯鄲 056038)

建筑信息模型(BIM)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多維模型信息集成技術(shù),是對建筑工程物理特征和功能特性信息的數(shù)字化承載和可視化表達(dá)[1]。近年來,BIM技術(shù)作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)在國內(nèi)外建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國高校近年來逐步將BIM技術(shù)引入教學(xué)實(shí)踐中,主要體現(xiàn)在BIM技術(shù)教材的編寫和BIM課程的建立[2],鮮有將BIM技術(shù)真正融入實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)的研究。高校作為為社會輸送和培養(yǎng)專業(yè)人才的基地,如何將 BIM技術(shù)融入高校教學(xué)系統(tǒng)是培養(yǎng) BIM人才的關(guān)鍵所在[3,4]。本研究是在學(xué)生無法進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)習(xí)的情況下,以給排水科學(xué)與工程專業(yè)建筑給水排水工程方向畢業(yè)實(shí)習(xí)為例,將BIM技術(shù)融入實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié),充分利用BIM技術(shù)可視化的優(yōu)勢,創(chuàng)新實(shí)習(xí)模式,進(jìn)行“云+現(xiàn)場”實(shí)習(xí)的實(shí)踐教學(xué)模式探索,以期圓滿完成畢業(yè)實(shí)習(xí)目標(biāo)。

一、BIM技術(shù)應(yīng)用于“云”實(shí)習(xí)教學(xué)的意義

“云”實(shí)習(xí)是學(xué)生通過云端觀看利用BIM技術(shù)建好的實(shí)際工程三維模型進(jìn)行線上參觀學(xué)習(xí)。在無法正常進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)習(xí)的情況下,為了保證教學(xué)環(huán)節(jié)的完整性,“云”實(shí)習(xí)成為新的選擇。即使現(xiàn)場實(shí)習(xí)可以正常進(jìn)行,在實(shí)習(xí)前或?qū)嵙?xí)結(jié)束后,通過“云”實(shí)習(xí)進(jìn)行部署或回顧總結(jié),“云+現(xiàn)場”實(shí)習(xí)模式會取得更佳的實(shí)習(xí)效果,也成為“新工科”建設(shè)實(shí)踐教學(xué)的新模式。BIM 技術(shù)是以全專業(yè)真實(shí)尺寸建模技術(shù)為基礎(chǔ)的一種參數(shù)化信息管理技術(shù),是將多種信息及不同功能的系列軟件集成在一起的可視化展現(xiàn)技術(shù),將其應(yīng)用于“云”實(shí)習(xí)教學(xué)中具有創(chuàng)新意義。

“云”實(shí)習(xí)可以有效彌補(bǔ)現(xiàn)場實(shí)習(xí)的一些弊端,諸如由于實(shí)習(xí)現(xiàn)場的安全和管理等原因,聯(lián)系實(shí)習(xí)場地是實(shí)踐教學(xué)中的一大難題,大多數(shù)情況下施工單位不愿接收大批量在校生進(jìn)場實(shí)習(xí),聯(lián)系到能同時滿足認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)不同教學(xué)要求的現(xiàn)場更是困難[5-8]。由于現(xiàn)場參觀人數(shù)多,空間有限,無法保證每位同學(xué)都能夠深入了解工程實(shí)況,大量學(xué)生只是在走馬觀花。由于工程建成后給排水管道部分或全部安裝于墻體或吊頂內(nèi),現(xiàn)場實(shí)習(xí)參觀時隱蔽工程或暗裝部分無法看見,系統(tǒng)整體組成分布于各個樓層或同一樓層的不同區(qū)域,學(xué)生無法從整體上把握管路的走向,更無法一次性直觀了解系統(tǒng)全貌?！霸啤睂?shí)習(xí)是學(xué)生在線上參觀實(shí)際工程的三維模型,不需要場地,教師可以通過現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)組織教學(xué),采用軟件實(shí)操、視頻漫游、錄屏等多種手段,結(jié)合實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行展示與講解。利用BIM技術(shù)所見即所得的可視化特點(diǎn),通過云端展示與現(xiàn)場實(shí)物一致的三維模型,除了可以消除現(xiàn)場實(shí)習(xí)無法看到隱蔽、暗裝管道及由于人數(shù)太多無法近距離看到實(shí)物的弊端外,還可以對模型進(jìn)行任意剖切、旋轉(zhuǎn),有針對性地進(jìn)行整體及內(nèi)部參觀,達(dá)到優(yōu)于現(xiàn)場實(shí)習(xí)的效果。

二、BIM技術(shù)在“云”實(shí)習(xí)教學(xué)中應(yīng)用的必要性與可行性分析

(一)必要性

在我國BIM技術(shù)發(fā)展初期,僅有少數(shù)的高校、標(biāo)桿性的企業(yè)開展BIM理念和技術(shù)應(yīng)用等相關(guān)研究。2011年5月,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》首次將BIM技術(shù)列入我國行業(yè)技術(shù)政策中,并在“十二五”規(guī)劃中提出加快建筑信息模型(BIM)、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作等新技術(shù)在工程中的應(yīng)用,掀起了我國BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究和工程探索應(yīng)用的第一個發(fā)展高潮[9]63。2015年6月,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》,要求在新立項(xiàng)的以國有資金投資為主的大中型建筑、綠色公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)中,集成應(yīng)用BIM的項(xiàng)目比率達(dá)到90%,要求設(shè)計(jì)單位采用BIM應(yīng)用軟件和建模技術(shù),構(gòu)建包括建筑結(jié)構(gòu)、給排水、暖通空調(diào)、電氣設(shè)備、消防等多專業(yè)信息的BIM模型[1,10]。2016年9月,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》,要求在“十三五”時期,全面提高BIM等建筑業(yè)信息化水平,注重培育精通BIM等信息技術(shù)和工程業(yè)務(wù)的復(fù)合型人才[10]。2017年2月,國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》明確要求：“加快推進(jìn)建筑信息模型(BIM)技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營維護(hù)全過程的集成應(yīng)用?！盵11,12]

為推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、促進(jìn)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,2020年7月,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等13部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出,目前的重點(diǎn)任務(wù)之一是大力發(fā)展裝配式建筑,加快推動新一代信息技術(shù)與建筑工業(yè)化技術(shù)協(xié)同發(fā)展,在建造全過程加大建筑信息模型(BIM)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動通信、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的集成與創(chuàng)新應(yīng)用[13]。大力發(fā)展BIM的外部政策持續(xù)推出,標(biāo)志BIM 技術(shù)已經(jīng)上升為建筑行業(yè)的國家戰(zhàn)略[9]102。2022年2月,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,再次強(qiáng)調(diào)加快推進(jìn)建筑信息模型(BIM)技術(shù)在工程全壽命期的集成應(yīng)用,健全數(shù)據(jù)交互和安全標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工各環(huán)節(jié)數(shù)字化協(xié)同,推動工程建設(shè)全過程數(shù)字化成果交付和應(yīng)用[14]。由此可見,在國家相關(guān)政策推行的背景下,在新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中,BIM技術(shù)起到了一個基礎(chǔ)性的作用[9]64。因此,為了培育精通 BIM技術(shù)和工程業(yè)務(wù)的復(fù)合型人才,把BIM技術(shù)融入實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié),通過云端展現(xiàn)全專業(yè)真實(shí)尺寸三維模型及構(gòu)件屬性信息,采用“云”實(shí)習(xí)的教學(xué)模式是十分必要的。

(二)可行性

在政策引導(dǎo)及行業(yè)高度重視與推廣下,現(xiàn)階段BIM技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展和深度應(yīng)用階段,對BIM人才的需求不斷加大。優(yōu)秀的BIM應(yīng)用人才需要掌握利用BIM技術(shù)解決工程項(xiàng)目在建設(shè)過程中的實(shí)際問題,大力培養(yǎng)這種既精通BIM技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用,又具備工程建設(shè)能力和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的復(fù)合型BIM人才是推動BIM技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一[9]35。

通過對高校工程類專業(yè)的學(xué)生調(diào)查發(fā)現(xiàn),學(xué)生對于BIM的學(xué)習(xí)興趣十分濃厚,作為專業(yè)課程,BIM的創(chuàng)新性和探索性較強(qiáng),有助于激發(fā)高校學(xué)生對于學(xué)習(xí)的興趣與熱情[2]。近兩年,大一學(xué)生對BIM學(xué)習(xí)的渴望度由33%提高到54%,但是由于課程體系中與BIM技術(shù)相關(guān)的教學(xué)課程基本沒有或者相對較少,學(xué)生只能自主學(xué)習(xí)[15]。2009年3月,清華大學(xué)軟件學(xué)院BIM標(biāo)準(zhǔn)研究課題組正式啟動,這也是國內(nèi)高校最早的BIM應(yīng)用。2013年5月,在國內(nèi)高校中,哈爾濱工業(yè)大學(xué)首次開設(shè)“BIM技術(shù)應(yīng)用”短課程,共16學(xué)時,教學(xué)內(nèi)容包括BIM技術(shù)簡介、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域的應(yīng)用、BIM技術(shù)軟件應(yīng)用等[16]。河北省某高校2021版的給排水科學(xué)與工程本科專業(yè)培養(yǎng)方案中,“建筑信息模型”的課程教學(xué)計(jì)劃仍然只有16學(xué)時,沒有設(shè)置關(guān)于BIM技術(shù)工程實(shí)踐的課程計(jì)劃。在這樣的教學(xué)體系下培養(yǎng)出的大學(xué)畢業(yè)生與企業(yè)要求的復(fù)合型BIM人才相差甚遠(yuǎn)。

習(xí)近平總書記指出：“我們對高等教育的需要比以往任何時候都更加迫切,對科學(xué)知識和卓越人才的渴求比以往任何時候都更加強(qiáng)烈?！盵17]工程教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐。為推動工程教育改革創(chuàng)新,2017年2月18日,教育部在復(fù)旦大學(xué)召開了高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會,與會高校對新時代工程人才培養(yǎng)進(jìn)行了熱烈討論,最后達(dá)成“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識,在國家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略的背景下,為響應(yīng)國家戰(zhàn)略需求,服務(wù)以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,迫切需要培養(yǎng)大批新興工程科技人才[18]。在“新工科”建設(shè)背景下,基于“大工程觀”的新型工程教育理念,新時代對專業(yè)人才的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力提出了更高的要求。實(shí)習(xí)教學(xué)是工科專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,對其教學(xué)模式的創(chuàng)新更加迫切。大學(xué)畢業(yè)生普遍缺乏項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),在BIM技術(shù)的運(yùn)用中無法更好地與工程實(shí)際相結(jié)合。通過“云”實(shí)習(xí),使其在校期間將實(shí)際工程項(xiàng)目利用BIM技術(shù)提前進(jìn)行虛擬建造,積累經(jīng)驗(yàn),以便工作以后能夠盡快融入實(shí)際項(xiàng)目,成為企業(yè)需要的BIM高端人才。河北省某高校給排水科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中,設(shè)置了2周認(rèn)識實(shí)習(xí)、5周生產(chǎn)實(shí)習(xí)、3周畢業(yè)實(shí)習(xí),基本全部采用現(xiàn)場實(shí)習(xí)模式。如果在現(xiàn)場實(shí)習(xí)前或?qū)嵙?xí)結(jié)束后,采用“云”實(shí)習(xí)模式進(jìn)行預(yù)習(xí)或總結(jié),“云”實(shí)習(xí)與現(xiàn)場實(shí)習(xí)形成互補(bǔ)效應(yīng),“云+現(xiàn)場”實(shí)習(xí)模式定會取得更佳的實(shí)習(xí)效果。利用BIM技術(shù),給排水科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行“云”畢業(yè)實(shí)習(xí),既可以了解工程領(lǐng)域新技術(shù)現(xiàn)狀,又可以達(dá)到畢業(yè)實(shí)習(xí)的要求,能夠取得良好效果。

三、BIM技術(shù)在“云”實(shí)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

現(xiàn)場實(shí)習(xí)通常采用集中實(shí)習(xí)和分散實(shí)習(xí)或者集中加分散實(shí)習(xí)形式。集中實(shí)習(xí)形式是由學(xué)校統(tǒng)一安排學(xué)生到工地現(xiàn)場或?qū)嵙?xí)基地集中實(shí)習(xí),分散實(shí)習(xí)一般由學(xué)生聯(lián)系實(shí)習(xí)單位,指導(dǎo)教師督促檢查[8]?！霸啤睂?shí)習(xí)可以采用以教師為主導(dǎo)的集中實(shí)習(xí)和學(xué)生自主實(shí)習(xí)兩種形式,包括前期準(zhǔn)備與應(yīng)用實(shí)施兩個階段,具體實(shí)施流程如圖1所示。

(一)前期準(zhǔn)備階段

1.建立實(shí)際工程三維模型

應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行“云”實(shí)習(xí)教學(xué),首要條件是建立完整的實(shí)際工程三維模型。給排水科學(xué)與工程專業(yè)需要建立完備的機(jī)電系統(tǒng)三維模型,保證模型各系統(tǒng)管線信息的完整性及各段管道上管件和管路附件等機(jī)電設(shè)備的完整性[19]。完整三維模型的直觀可視化有助于學(xué)生將工程現(xiàn)場實(shí)際情況與課本理論知識有機(jī)融合。

圖1 “云”實(shí)習(xí)流程圖

實(shí)際工程的三維模型,可以是教師針對實(shí)習(xí)工程建立,也可以是校企聯(lián)合科研項(xiàng)目的三維模型,還可以是讓已經(jīng)掌握BIM技術(shù)的學(xué)生分組建立不同的構(gòu)筑物或不同的系統(tǒng),然后合模形成完整的三維模型,逐漸建成本校模型庫,一次成?？梢远啻沃貜?fù)應(yīng)用于不同性質(zhì)的“云”實(shí)習(xí)。BIM技術(shù)重視理論與實(shí)操的結(jié)合,尤其讓學(xué)生在校學(xué)習(xí)過程中自建模型,有助于激發(fā)學(xué)生對于實(shí)習(xí)的興趣與熱情,將被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),相當(dāng)于讓學(xué)生提前融入實(shí)際工作環(huán)境中,對學(xué)生掌握BIM技術(shù)以及增加其就業(yè)競爭力有著重要作用[15]。

2.進(jìn)行實(shí)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)

應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行“云”實(shí)習(xí)教學(xué),需要提前進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)劃,根據(jù)實(shí)習(xí)教學(xué)需要對實(shí)際工程三維模型進(jìn)行合理的處理。利用軟件的自有功能,對不需要講解的模型進(jìn)行隱藏或刪除,只隔離出參觀的單一系統(tǒng)三維模型部分,以達(dá)到最佳的實(shí)習(xí)效果。此外,還需要根據(jù)“云”實(shí)習(xí)的學(xué)時安排,采用實(shí)際操作軟件模型方式或者采用軟件操作錄屏方式,但最好采用軟件操作錄屏并經(jīng)過剪輯后進(jìn)行參觀的方式。此方式可以避免實(shí)際操作軟件過程中因模型較大出現(xiàn)卡頓或閃退現(xiàn)象而浪費(fèi)有限的授課時間,影響教學(xué)進(jìn)程與教學(xué)效果,而利用BIM技術(shù)的多軟件協(xié)作方式可以將“云”實(shí)習(xí)效果最大化。

例如,設(shè)計(jì)“云”實(shí)習(xí)教學(xué),對校企合作科研項(xiàng)目——邯鄲市新媒體產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目中報(bào)業(yè)大廈創(chuàng)業(yè)中心建筑三維模型進(jìn)行綜合展示及參觀講解。其中,應(yīng)用的軟件主要有Revit、Tekla、Fuzor、Lumion、Navisworks、Hibim 、EV錄屏及EV剪輯等。具體教學(xué)設(shè)計(jì)如下：采用漫游視頻的形式介紹工程概況,展示建筑物外觀特點(diǎn),代替現(xiàn)場實(shí)習(xí)步行參觀園區(qū),讓學(xué)生了解建筑物在園區(qū)中的布局。漫游視頻從空中俯瞰園區(qū)全貌,以由遠(yuǎn)及近的手法展示廣播電視臺技術(shù)中心(A座)和報(bào)業(yè)大廈創(chuàng)業(yè)中心(B座)兩幢建筑物,以第一人稱的視角使學(xué)生對參觀對象有更為直觀及完整印象,講解的聲音與畫面的展示相結(jié)合,讓學(xué)生身臨其境地享受視聽盛宴。利用三維模型截圖形式展示講解B座的建筑結(jié)構(gòu),讓學(xué)生先有直觀印象,再通過觀看旋轉(zhuǎn)模型、調(diào)整樓板透明度的操作軟件錄屏視頻,使學(xué)生全方位地觀察,了解建筑物地上、地下部分的關(guān)系,以及給排水系統(tǒng)在建筑物內(nèi)的狀況,彌補(bǔ)了給排水專業(yè)的學(xué)生對建筑結(jié)構(gòu)認(rèn)知不足的短板,這是現(xiàn)場實(shí)習(xí)無法達(dá)到的效果。利用軟件功能隱藏建筑結(jié)構(gòu)模型后,展示出的給排水系統(tǒng)形狀與建筑物的建筑樣式完全一致,像建筑的神經(jīng)脈絡(luò)一樣,給參觀者以震撼的感覺。這樣的效果是現(xiàn)場實(shí)習(xí)無法實(shí)現(xiàn)的。

利用軟件的可操控性,教師重點(diǎn)講解給水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。不僅可以進(jìn)行任意角度觀察建模軟件Revit中的三維模型,還可以根據(jù)需要隱藏暫時不需要參觀的系統(tǒng)模型,甚至根據(jù)需要修改刪除部分模型,使整個講解清晰明了、鮮活生動,將原本枯燥乏味的專業(yè)課變得生動起來,從而培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣[20]。例如,自動噴水滅火系統(tǒng)模型復(fù)雜,學(xué)生理解其工作過程及原理較為困難,整體展示模型操作不便?！霸啤睂?shí)習(xí)中,教師采取由繁入簡的方式進(jìn)行展示講解,從展示全部自動噴淋系統(tǒng)、到保留負(fù)二層和第六層模型、再到只保留第六層和負(fù)二層水泵房內(nèi)末端試水部分噴淋系統(tǒng),其他模型全部刪除,如圖2所示。教師在備課時需要進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),規(guī)劃好要講解的內(nèi)容,更好地使進(jìn)行“云”實(shí)習(xí)的同學(xué)通過參觀實(shí)際工程三維模型重溫理論知識,真正做到理論與實(shí)踐相統(tǒng)一?！霸啤睂?shí)習(xí)中可以隨心所欲地隱藏暫時不需要參觀的系統(tǒng)模型,得益于機(jī)電模型建立時機(jī)電項(xiàng)目樣板中對給排水專業(yè)、暖通專業(yè)、電氣專業(yè)的所有系統(tǒng)類型均設(shè)置模型過濾器用于區(qū)分各類型管道,便于后期模型查看和修改[21]。

圖2 自動噴淋系統(tǒng)模型截圖

教師講解給水系統(tǒng)時,先講解基本知識,然后通過實(shí)際操作Revit軟件,從引入管開始引導(dǎo)學(xué)生參觀三維模型,從而驗(yàn)證實(shí)際工程給水系統(tǒng)的組成與課本理論是相統(tǒng)一的。低區(qū)、高區(qū)給水及中水系統(tǒng)講解完畢后,結(jié)合三維模型引導(dǎo)學(xué)生與課本上給水方式相關(guān)知識點(diǎn)相聯(lián)系,即當(dāng)室外給水管網(wǎng)的壓力只能滿足建筑物下面幾層供水要求時,可采用分區(qū)給水方式。根據(jù)不同用途所需的不同水質(zhì),可采用分別設(shè)置獨(dú)立給水系統(tǒng)的分質(zhì)給水方式[22]16-17。這樣,利用BIM技術(shù)在幾分鐘時間內(nèi)就真正實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)際再回歸到理論的教學(xué)模式。

教師講解排水系統(tǒng)時,重點(diǎn)對比重力排水管道與壓力排水管道在坡度、材質(zhì)、連接方式等方面的不同,尤其重點(diǎn)對照模型講解坡度問題。通過講解,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步了解以下內(nèi)容：在實(shí)際施工中,重力排水管道即使在設(shè)計(jì)圖中未注明管道坡度,也應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)坡度進(jìn)行安裝,在條件不允許時,管道坡度可適當(dāng)減小,但不得小于最小坡度。坡度隨管徑變化而變化,管徑越小坡度越大。如果施工時排水坡度安裝不當(dāng),將影響正常使用,給人們生活帶來困擾。展示管道坡度之間的區(qū)別,需要有精度較高的三維模型支撐。對于雨水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等有坡度的管道,繪制模型時按照不同管徑對應(yīng)不同坡度,不能以同一坡度繪制模型,并保證管道坡向的正確[19,21]。CAD圖紙中有關(guān)排水管道管材、連接方式、坡度等內(nèi)容,都是在設(shè)計(jì)說明中用文字或表格加以說明,實(shí)際施工時,沒有經(jīng)驗(yàn)的施工人員經(jīng)常出現(xiàn)管道坡度安裝錯誤的情況,從而導(dǎo)致返工。如果按照Revit建立并經(jīng)過管綜優(yōu)化后的三維模型進(jìn)行施工,管材、連接方式、坡度包括安裝高度等信息均顯示在模型每一個構(gòu)件中,一目了然,省時省力,安裝準(zhǔn)確度高,可以做到零返工,充分體現(xiàn)出BIM技術(shù)參數(shù)化和優(yōu)化性的特點(diǎn)。

本次“云”實(shí)習(xí)還通過實(shí)際操作Revit軟件,模擬水流流動情況,向?qū)W生直觀展示火災(zāi)發(fā)生時從水泵吸水管供水到各個消火栓的水流過程,以及火災(zāi)初期從高位水箱向最不利點(diǎn)噴頭供水水流流動模擬演示,讓學(xué)生更直觀地認(rèn)識消火栓系統(tǒng)及自動噴水滅火系統(tǒng)的工作原理及工作過程。模擬灌水試驗(yàn)和通球試驗(yàn),讓學(xué)生知悉《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定：室內(nèi)隱蔽或埋地的排水管道在隱蔽前必須做灌水試驗(yàn),排水主立管及水平干管管道均應(yīng)做通球試驗(yàn),安裝在室內(nèi)的雨水管道安裝后應(yīng)做灌水試驗(yàn),灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗[23]21-24。

(二)應(yīng)用實(shí)施階段

1.教師主導(dǎo)集中“云”實(shí)習(xí)

近幾年,現(xiàn)代化教學(xué)工具雨后春筍般飛速發(fā)展,騰訊會議、雨課堂、學(xué)習(xí)通等應(yīng)運(yùn)而生,教師可以將實(shí)際工程的三維模型利用這些現(xiàn)代化教學(xué)工具在“云”端帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)習(xí)。本次“云”實(shí)習(xí)利用騰訊會議云視頻會議產(chǎn)品,參會人數(shù)195人,通過共享屏幕的方式進(jìn)行實(shí)習(xí)。

2.學(xué)生自主“云”實(shí)習(xí)

近年來,云平臺軟件發(fā)展迅速,功能也越來越多,軟件品牌主要有筑云BIMCC、品茗CCBIM、廣聯(lián)達(dá)協(xié)筑等。邯鄲市新媒體產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目應(yīng)用的是筑云BIMCC數(shù)字建造平臺系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以BIM模型為載體,采用行業(yè)首創(chuàng)BIM+GIS+BIMVR多引擎技術(shù),將BIM模型及數(shù)據(jù)與工程項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)流程、各類工地傳感器有效結(jié)合,將三維模型輕量化后上傳至平臺系統(tǒng),支持PC端、移動端、LED大屏等多終端使用。該平臺系統(tǒng)不需要配置高性能電腦,也不需要安裝專業(yè)BIM軟件,通過瀏覽器就能進(jìn)入平臺,在手機(jī)上就可以進(jìn)行模型瀏覽查看,在微信上還能完成絕大部分工作,學(xué)生可以輕松自主實(shí)現(xiàn)“云”實(shí)習(xí)。

四、結(jié)語

自教育部推行“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”以來,工程類相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)從單純會技術(shù)逐步轉(zhuǎn)向培養(yǎng)“精技術(shù)、善經(jīng)營、懂管理”全方位復(fù)合型人才[5]。BIM技術(shù)與卓越工程師實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合,是推動信息技術(shù)與高等教育深度融合、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的體現(xiàn)[6]。BIM技術(shù)作為一種表現(xiàn)力較強(qiáng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),其在實(shí)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用,將極大地豐富教育技術(shù)學(xué)的理論體系,豐富和拓展實(shí)習(xí)教學(xué)思維和教學(xué)理論[5]。“云”實(shí)習(xí)是工程科技人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新探索,也是將科研項(xiàng)目驅(qū)動與翻轉(zhuǎn)課堂引入人才培養(yǎng)模式的教學(xué)改革嘗試,在全周期工程教育理念指導(dǎo)下,培養(yǎng)具有深厚科學(xué)理論基礎(chǔ)和扎實(shí)專業(yè)知識技能、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力俱強(qiáng)的復(fù)合型應(yīng)用人才。利用BIM技術(shù)進(jìn)行的“云”實(shí)習(xí)與現(xiàn)場實(shí)習(xí)可以形成互補(bǔ)效應(yīng),“云+現(xiàn)場”實(shí)習(xí)方式將成為新工科建設(shè)的實(shí)踐教學(xué)新模式,有利于促進(jìn)我國從工程教育大國走向工程教育強(qiáng)國。