BIM技术在土建专业教学中的应用现状及建议

摘要：建筑信息模型（BIM）技术的发展以及在土建行业的推广应用，促使BIM技术及软件进入大学课堂，以适应行业需求。我校土建专业采用任务驱动的方法，在本科生创新训练计划、参加BIM类大赛、毕业设计等教学环节中引入BIM技术，引导学生自主学习BIM系列软件，并取得了较好的效果。基于上述过程以小见大，探讨了BIM技术在土建教学中的应用。

关键词：BIM;土建教学;应用;建议

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）44-0184-02

一、引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，并通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。BIM技术倡导一种利用数字模型技术实现项目全寿命期管理的新理念，并以其在智能化、数字化以及模型信息关联性方面的优势，为参与建设工程项目的各方创建了一个便于交流的信息平台，从而提高了建筑业的生产效率。近年来，BIM技术已在建筑行业里得到了广泛的应用，在施工演示、碰撞检测、施工管理等方面取得了较好的效果，并在一定程度上缩短了工期，降低了工程成本，提高了工程质量，是未来建筑行业发展的新趋势[1-3]。

随着BIM技术在我国建筑行业的推广，很多高校都参与到BIM技术的教学与应用中。全球最大的二维、三维设计和工程软件公司欧特克（AUTODESK）在国内不遗余力地推广旗下的BIM软件，如Revit、Naviswork[1]。我校在土建专业教学中以任务驱动的方法，通过开展BIM应用方面的本科生创新训练计划，鼓励本科生参加BIM系列的建筑结构竞赛，如Revit杯、斯维尔杯，在毕业设计环节中引入BIM，等等，激发学生的兴趣，引导学生自主学习BIM软件并结合本专业加以应用。在本专业开展的3年来，效果比较明显，获得了斯维尔杯团体二等奖、北京市建筑结构竞赛一等奖。在毕业设计中，BIM相关的选题达到了50%以上;在创新训练选题中，BIM选题达到30%以上;等等。学生对BIM的认识和BIM类软件的学习和应用得到了很大的提升。同时也显示出一些不足，我们以相关的教学经历，探讨BIM技术土建教学中的应用现状及相关建议。

二、BIM在高校教学中的应用现状

由于BIM是一个新生事物，所以BIM在高校教学中的应用相对较少。国外高校开展BIM教学也处于初级阶段，如在BIM应用较为成熟的美国，开设BIM课程的高校寥寥，已开设的BIM课程仅是在过去的3～5年内开发的[4，5]。国内的高校，有一部分开展了与BIM相关的研究。如2005年，华南理工大学建筑学院与欧特克联合创办了建筑物生命周期管理——BIM实验室[6];2010年，清华大学参考NBIMS，结合调研提出了中国建筑信息模型标准框架;等等。国内仅有几所高校已经开设了BIM软件课程，例如清华大学、同济大学、天津大学等在本科领域开设了BIM软件课程。另外，少量高校以选修课的形式开设了BIM课程，例如山东建筑大学、西安建筑科技大学、沈阳建筑大学等。多数高校只在某些特定的教学环节中尝试引入BIM，比如，我校主要是在本科生创新训练计划、建筑结构竞赛、毕业设计等环节加入对BIM软件应用的要求，如Revit，引导学生自主学习BIM软件。

目前高校土建专业对于BIM的教学还不是很普遍，主要有如下原因：（1）BIM软件在国内技术开发程度不是很高，限制了相关软件的应用。（2）多数高校对于BIM技术的研究较少，缺乏对BIM技术重要性的认识。（3）BIM对于硬件有一定的要求。综合上述原因，我们可以知道BIM技术在大学中的普及还要有大量的工作去做。BIM被高校接受的程度普遍不高，这需要尽快想出解决办法来提高BIM在大学中的应用程度，只有配合高校的教学与研究工作，BIM才能更快捷的展现出自己的优点。

三、学生眼中的BIM

通过对经历了BIM教学环节的部分学生开展调查，我们得到了一些关于学生对BIM的认识。

（一）BIM的优势

1.三维的建模清晰明了，可立体观察建模的各个部位，不仅方便了修改错误，还可以清楚的展现出来，让人有一种直观的了解。运用BIM技术设计结构和绘制图纸，不仅省时，而且设计效果非常好。

2.BIM软件具有更加强大的功能，如Revit系列软件，不仅可以设计，还可以进行能耗模拟、日照分析等可持续性仿真，有利于建筑工程的节能环保和绿色化。

3.BIM技术代表未来建筑行业的发展趋势，学习掌握好BIM，学生在职场上可以增加一种新的技能，就职的道路也可以更宽广。

（二）BIM的劣势

1.建筑信息模型的实现需要借助软件，如Revit来实现，但其是一个大型综合类软件，在现在Revit刚兴起的时候，各大学无法开设相关科目，导致学生只能通过视频书籍自学，这给学生带来了压力和困难。

2.建筑信息模型是一个大宏观概念，里面涉及到了方方面面的东西，对于学生来说，他们的专业知识还比较缺乏，还处在专业认识不够全面的阶段。

3.部分学生注重使用一些比较炫的功能来吸引教师的眼球，以掩盖对问题本质的理解和展示，这不利于培养学生严谨和正确思考的习惯。

毫无疑问，学生知道BIM是重要的，但是其认识仅停留在掌握操作技巧、为就业增加筹码的初级阶段，对于BIM在实际工程中如何有效的应用以达到节约增效的目的缺乏合理的认识。采取合适的教学手段以提升学生对BIM的认识并引导学生思考如何应用BIM是当下最迫切的问题。

四、在本科教学中推广BIM技术的建议

传统上人们用2D的方式来表达3D的建筑物;而当代是从2D到nD的表达模式。比如，完善的建筑设计一般采用3D，当项目复杂性加大，如规模的增大以及建筑系统数量和复杂性的增加等，就会出现缩短工期的要求（4D），控制造价的压力（5D），等等[7]。因此，BIM技术的合理有效应用与实践远比简单的掌握操作技巧重要。BIM技术是建筑行业一项重大的改革，可以为学生今后的工作积累技术基础，提升竞争力，掌握BIM技术、相关软件的操作和有效应用对于土建类的本科生非常必要。关于高校土建专业的BIM本科教学，提出如下几点的建议。

1.加大BIM理念和技术的普及力度，提高学生对BIM的认识。高校应该聘请知名的BIM专家或者著名设计院、施工单位，特别是本专业主要就业方向上相关单位的BIM工程师，为本科生开展BIM知识讲座，探讨BIM在实际工程中的应用，让学生意识到BIM对其就业乃至以后工作的重要影响，激发学生学习BIM的热情。

2.提升教师更新CAD教学的动力，将BIM分散融入到土建专业多个相关课程的教学中，同时注重要在实践环节中引入BIM，提升学生融会贯通的能力。高校应该出台教学管理的激励政策，引导教师投入更多的精力在本科教学中引入本专业的新技术、新理念，更新教学大纲和教学内容。鉴于BIM在整个建筑生命周期中的连续性，建议在教授BIM相关知识和技术时，不要以简单的一门BIM课程来解决问题，而应该在相关的多门专业课（如设计、施工等）中结合实际有针对性地引入BIM技术，从而便于学生的理解和应用。同时，应该增加整体上连续使用BIM软件的实践环节，如创新训练、建筑结构竞赛、毕业设计，使学生从建筑、结构设计到施工、管理所有环节中都尝试使用BIM软件，从而提高学生的动手实践和融会贯通的能力，并有条件的结合相关工程，使用新的BIM技术来进行重新设计、分析和管理，在对比中让学生明白BIM技术的优势和改进之处。

3.重视相关专业教材的更新。BIM对于土建行业是一个影响深远的技术变革，在这一变革的潮流中，对高校教学起重要作用的专业教材不能落后。鉴于现在BIM的发展现状，要求所有高校的土建专业教师都要靠自己动手去探索和总结BIM的知识并授之于学生并不现实，应当鼓励教材的编写单位或者著者与BIM专家、工程师联合，在现有教材中有针对性的加入相关的BIM分析和实践，使教师的教学和学生的学习能够有“据”进行。

五、结语

BIM是目前建筑业中前沿的一个技术，它可以将建筑设计、施工管理及运营等整个生命周期很好的整合起来，便于处于不同阶段的相关人员从项目一开始就参与进来，极大地促进了建筑业的节约增效。作为土建专业新一代的大学生，掌握BIM技术非常必要。应该看到，BIM在高校土建专业的教学与应用实践中都得到了一定的发展，但是仍然有大量的工作值得我们高校教师去思考、去探索。

参考文献：

[1]卢士华.关于在高职建筑工程技术专业课程体系中设置BIM课程的思考[J].牡丹江教育学院学报，2012，（5）：146-147.

[2]秦浩，余洁.BIM建筑信息模型课程在土建类高职院校开设的必要性研究[J].新课程研究（中旬刊），2014，（7）：51-52.

[3]张雪，陈三波.将BIM技术融入工程管理专业课程的思考[J].河南科技，2013，（17）：269，280.

[4]克里斯托弗·帕韦尔科，阿兰·D·切西.当今大学本科课程中的BIM课程[J].建筑创作，2012，（10）：20-29.

[5]钟炜，张馨文，姜腾腾.BIM仿真在工程项目管理课程教学改革中的应用研究[J].土木建筑工程信息技术，2013，（06）：7-11，34.

[6]曾文海，付伟明.BIM技术在高校教学中的应用研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2014，（6）：85-86.

[7]陈强.建筑设计项目应用BIM技术的风险研究[J].土木建筑工程信息技术，2012，（1）：22-31.