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摘要:BIM 作為應用于建設領域的一項新技術,是未來建設領域技術應用的大趨勢。基于BIM 技術的人才培養模式改革,是建筑施工企業實現跨越式發展對高職建筑工程技術專業提出的必然性要求。通過探索BIM 建模教學,為高職院校提供新的教學思路。
關鍵詞:高職;建筑工程技術專業;BIM;建模教學
當前,BIM 已經成為工程建設行業的大趨勢,BIM 技術在建筑施工行業的應用,正逐步進入以建造過程應用為主的深度應用階段。BIM 技術作為建筑業信息化的重要組成部分,給施工行業的發展帶來了強大推力,有利于推動綠色建筑,優化綠色施工方案,優化項目管理,提高工程質量,降低成本和安全風險,提升工程項目的效益和效率。建筑產業現代化呼喚BIM 技術人才的快速成長。因此,將BIM 技術融入高職建筑工程技術專業,培養一批具有創新意識、掌握創新工具的新型工程技術人才,這不僅為教學改革提供了新思路,同時也順應了行業市場需求和發展。經濟新常態為探索BIM 技術在教育領域的發展與應用提供了一個很好的契機。
一、BIM 技術在高職院校發展現狀及存在問題BIM 技術的提出始于20 世紀末的美國。近年來,歐美等發達國家建筑領域關于BIM 技術的研究已經相當深入,BIM 的應用也比較成熟,其應用貫穿整個設計階段、施工階段以及運維階段。美國、歐盟等國家和地區在政府公共建設項目上要求必須使用BIM 技術。與此同時,美國高等院校將BIM 技術引入課程體系并進行一系列課程改革和研究。
BIM 技術在我國也受到廣泛重視,一直以來,政府和行業的主管部門針對BIM 技術的應用和推廣,做了積極的推動和引導。《中國建筑施工行業信息化發展報告(2014)-BIM 技術應用與發展》《中國建筑施工行業信息化發展報告(2015)-BIM深度應用與發展》的出版,為BIM 技術在施工行業的應用和推廣提供了有利的支撐。目前是建筑施工行業BIM 技術應用由概念階段轉向實踐應用階段的重要時期。但是缺乏BIM 人才已經成為我國BIM 發展的主要瓶頸,一些重點高校逐漸開始展開對BIM 相關課題的研究,如清華大學與廣聯達公司共同成立BIM 研究中心;同濟大學與魯班軟件雙方就BIM 技術研究等方面舉行合作簽約,將先進的BIM 技術應用于教學。由中國建設教育協會主辦的BIM 應用技能大賽,自2009 年開辦以來,已成功舉辦六屆。BIM 應用技能大賽的陸續開展,為高職院校建筑工程技術專業的進一步發展引導了“專業+”的新方向。高職院校的研究重點應該是BIM 軟件的應用,培養適合施工企業的BIM 人才。黑龍江建筑職業技術學院等高職院校已經著手BIM 課程及相關課程的開發,同時也在加快BIM 實訓室的建設。但總的來說,BIM 應用技術在大部分高職院校還未受到重視。在工程建設行業BIM 應用如火如荼的今天,專業教學已滯后于行業發展,高職院校普遍存在的問題是,BIM的師資匱乏,課程編排滯后,BIM 教材真空,BIM實訓室建設也在探索中。二、高職院校BIM 技術人才培養的對策BIM 技術在整個建造施工階段有很多應用,如虛擬交底、虛擬施工組織、碰撞檢查、三算對比等等。顯而易見,BIM 建筑模型通過模擬圖紙審查、成本分析、施工管理、技術方案等,提高了施工效率,節約了工程成本。高職建筑工程技術專業引入BIM 技術已經迫在眉睫。目前,針對BIM 在高職院校的推廣應用中存在的師資匱乏、課程體系滯后、BIM 實訓室不成熟等問題,有必要采取切實可行的措施,調整專業設置,跟上產業調整的步伐,推進BIM 在建筑領域的應用。
(一)以BIM 技術為特色的項目化課程體系建設及課程開發隨著BIM 技術應用的全面推廣,建筑施工崗位必將調整,因而高職建筑工程技術專業課程體系的優化和重構勢在必行。基于建筑工程施工過程分析,參照職業崗位任職要求,以BIM 技術為支撐,重構基于施工崗位能力的課程體系,在教學中推廣應用可視化教學資源庫,實施項目化教學,深化“專項—綜合—頂崗”三階段人才培養課程體系。前四學期采用理實一體、校內外實訓相結合的方式培養學生會識圖、懂技術、能管理的專項能力。第五學期,利用BIM 技術進行模擬實訓,包括按場地模擬、碰撞模擬、現場施工模擬、項目管理模擬等實訓。
1.BIM 課程開發新常態下,深化校企合作,加強“課崗對接”,是高職院校課程開發的方向。
從目前建筑業的發展來看,BIM 技術應用是大勢所趨,市場需求促進了BIM 人才需求,所以加快BIM 技術相關課程的建設與開發勢在必行。高職院校建筑工程專業應根據行業企業對施工員、建造師要求的變化,引入行業企業新標準、BIM 技術,構建BIM 課程體系,開設BIM 建筑模型課程,并且將BIM 課程模塊分別放到建筑識圖、建筑材料、項目管理、工程結算、建筑施工等有關課程中,同時兼顧由中國建設教育協會等主辦的BIM 應用大賽,加快資金和人才的投入,使BIM 的課程建設與行業需求對接。
2.BIM 建筑模型課程BIM 建筑模型課程依托實際工程項目,課堂與生產過程相結合,讓學生在掌握BIM 的基本概念及相關知識的基礎上,完成一系列工作任務,包括BIM 建筑工程軟件基本操作、建筑各專業BIM參數化建模、模型文件管理及數據轉換。按照工程進度的要求,完成建筑模型的制作。
(1)建筑識圖+BIM 模型將BIM 技術應用到建筑識圖課程中,借助三維可視化的3D 模型,掌握11G 平法圖集,進而分組找出可能存在的結構與建筑的矛盾、管道自身碰撞等一系列圖紙問題。這樣學生一方面可以加深對設計圖紙的理解,一方面可以模擬完成圖紙會審,借助BIM 技術更加清晰地找出并解決設計缺陷問題。
(2)建筑材料+BIM 模型建材試驗室+BIM 軟件,學生可以完成建筑材料性能檢測和成本控制。基于BIM 的材料管理,能夠完成采購管理、庫房管理、結算支付等。借助BIM 軟件學生能夠快速、準確地進行限額領料、物料跟蹤、需用計劃與實際對比、材料成本分析。
(3)建筑設備+BIM 模型借助BIM 技術完成管線綜合。目前,暖通、給排水、消防、強弱電等各專業工程由于受施工現場、專業協調、技術差異等因素的影響,存在諸多難以預見的問題。通過BIM 軟件的可視化,可以進行多專業碰撞檢查和精確預留預埋,從而大大增強了學生的綜合實踐能力。
(4)建筑施工技術+BIM 模型高職建筑施工技術課程的主要任務是使學生熟悉和掌握施工流程和特點,掌握施工各工種之間的技術、施工的工藝原理以及施工組織。借助BIM 軟件,建筑施工課程可以在一定程度上實現“教師就是企業的項目經理,學生就是企業的員工”的環境模擬。利用BIM 4D 模型(形成X、Y、Z三個坐標軸+時間軸的4 維模型)進行虛擬建造,對施工過程進行預模擬,包括施工場地的布置、施工現場配合、竣工模型交付等,形象直觀地提供建設相關各方的協調溝通、施工組織模擬、施工進度模擬。通過BIM 施工管理軟件,動態模擬施工階段過程施工工藝,將多種施工及工藝方案的可實施性進行比較,提升學生對施工現場各施工區域的了解,確保施工進度,優化施工方案。同時,通過對BIM 模型瀏覽,可以進一步優化工程項目質量檢查,確保課程目標得以實現。
(5)建筑工程計量計價+BIM 模型建筑工程計量計價是高職建筑工程技術專業的主干課程,主要培養學生土方工程、混凝土工程、砌筑工程、鋼筋工程的識圖、工程量計算、工程量清單計價能力。資源及成本計劃控制是建筑工程計量計價的重要部分,基于BIM 技術的成本控制需建立5D 建筑信息模型,也就是在4D 基礎上集成清單定額等就是5D,利用BIM 5D 建筑信息模型,學生在進行虛擬建造的同時又能夠對應施工階段自動生成各施工階段的人工、材料、機械等的需用量,從而建立資源需求量計劃等。同時,根據工程進度,利用5D 模型自動計算完成月度工程報量。在施工過程中,及時將材料消耗、機械結算及勞務分包的實際支出進行統計核算,將實際成本、預算成本、合同收入進行三算對比分析,從而有針對性地采取措施,有效實現成本動態分析控制。
BIM 建模為高職建筑專業提供了新的教學思路。BIM 的本質是一個建筑造兩遍(先試后建的流程),能夠真正實現做中教、做中學,從而提高教學質量,增強學生的工程項目整體意識和跨專業團隊協作精神,增強學生的社會適應性。
(二)校企合作組建BIM 實訓室將BIM 納入高職課堂教學中,有利于高職院校教師建立模型化思維方式和平臺化協作方式。
校企合作共建BIM 實訓室,可以為BIM 人才培養提供保障。高職院校可以在原有的校企合作的基礎上,以BIM 技術應用為契機,與建筑施工企業、軟件開發公司及科研院所進行合作,共建BIM 實訓室,推動BIM 技術在高職建筑工程技術專業“落地”,在教學運行、推廣等方面提供新的途徑,從而提高學生的實踐能力和創新能力。
(三)探索政校企合作培養BIM 師資隨著BIM 技術在建筑行業的迅速推廣,BIM技術人才越發匱乏。解決高職院校培養BIM 技術人才所面臨的困難,應從政府、學校本身以及企業三方面入手采取措施。由政府或者行業協會牽頭成立BIM 應用技術聯盟。定期舉辦BIM 應用技術培訓和研討會,請省內外專家結合工程案例授課進行培訓。加強BIM 技術的人才儲備,實現BIM人才資源優化配置。同時,開展BIM 技術試點示范應用。高職院校建筑類相關專業也可組建BIM教學及科研團隊,構建可視化教學模式,順利完成建筑從二維階段逐漸過渡到多維,從而推動BIM技術在國內的深層次應用,加快BIM 技術人才的培養。
三、結語綜上所述,基于BIM 技術的人才培養模式的改革,是建筑施工企業實現跨越式發展對高職建筑工程技術專業提出的必然要求。BIM 作為應用于建設領域的一項新技術,是未來建設領域技術應用的大趨勢。高職院校教育教學改革的根本目的是提高人才培養質量。作為培養技能型人才、應用型人才的高職建筑工程技術專業必須緊跟市場導向,積極開設BIM 相關課程,提升學生專業技術能力、為建筑業輸送合格的專業人才,從而推進我國建筑業信息化的健康發展。
參考文獻:
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[2]秦浩.BIM 建筑信息模型課程在土建類高職院校開設的必要性研究[J]. 新課程研究,2014(7)