BIM与高校土建类应用型人才的培养

柳立生

摘 要：BIM（建筑信息模型）在建筑工程领域具有广泛的应用空间，在高校土建类应用型人才培养上也有极强的价值。本文通过分析BIM 对高校土建类专业人才培养的积极作用，探讨如何适应建设行业需求，改革现有的教学模式与教学方法，开展BIM课程开发，从而切实提高土建类应用型人才的培养质量。

关键词：BIM；土建类人才培养；课程开发

中图分类号：G640 文献标识码：A

BIM（Building Information Modeling），中文指建筑信息模型，即以建筑工程项目各项相关信息数据为基础，建立数字化建筑模型，一方面，可以通过集成在同一模型平台中的大量数字信息来仿真模拟建筑所具有的全面真实信息，另一方面，项目相关各方可以充分利用和共享模型中的信息，确保各方信息畅通，保障建筑工程项目设计、建造及运营管理过程的无缝对接，实现项目周期全过程在手段和方法上的信息化。

BIM是建筑行业的一次巨大革命。随着信息技术及建筑业的飞速发展，BIM技术在建筑业的广泛应用已成为大趋势。因此，将BIM技术融入高校土建类应用型人才的培养，是顺应建筑行业发展与市场需求，培养掌握创新工具、具备创新意识的新型工程技术人才的迫切需要。

1 BIM在建筑工程领域的应用现状

BIM 最早在2002年作为一个工程建设行业的专业术语被提出来，在建筑领域最早应用于西方发达国家。美国政府从2003年就开始实行国家级3D-4D-BIM计划，自2007年起，规定所有重要项目必须使用BIM技术来进行规划设计。英国政府明确要求2016年前，企业实现3D-BIM的全面协同发展。韩国政府计划于2016年前，实现全部公共工程使用BIM技术。新加坡政府也成立了BIM基金，并且计划在2016年前，将有超过80%的建筑企业广泛应用BIM技术。在日本，建筑信息技术软件产业成立了国家级国产解决方案软件联盟，计划将BIM应用作为所有房屋项目的设计标准。我国自2003年引进BIM技术以来，BIM理念逐步在建筑业中发挥作用。随着中国城镇化进程的加快，国内建筑业高速发展，BIM技术在建筑业的快速渗透与广泛应用已成为必然。2011年，住建部《2011―2015年建筑业信息化发展纲要》将BIM技术作为行业“十二五”信息化发展的重点之一。2014年10月29日《上海BIM技术应用推广指导意见》要求，从2017年起，上海市投资额1亿元以上或单体建筑面积2万平方米以上的政府投资工程、大型公共建筑、重大工程，申报绿色建筑、市级和国家级优秀勘察设计、施工等奖项的工程，实现设计、施工阶段BIM技术应用。2015年，北京、广东、山东等地也相继推出了BIM技术应用推广政策与标准。

近年来，BIM技术在中国第一高楼上海中心、北京第一高楼中国尊、华中第一高楼武汉中心等多个大型工程中已经得到应用，国内其他各地的BIM应用工程项目也层出不穷。目前我国工程建设领域的BIM技术应用主要体现为三个方面：一是设计阶段，实现三维集成协同设计，呈现出真实准确的三维模型，并可进行虚拟施工和碰撞检测，减少了“错、碰、漏”的情况，对于复杂的水暖电及消防管道系统的空间状态能较好地在BIM软件中显现出来，极大提高设计的可行性和有效性，并为顺利、高效施工提供有力支撑；二是在施工阶段，依托三维图像准确提供各个部位的施工进度及各构件要素的成本信息，实现整个施工过程的可视化控制与管理，有效控制成本、降低风险；三是在运营阶段，依托建筑项目协调一致的、可计算的信息，对整体工作环境的运行和全部设施的维护，及时快速有效地实现运营、维护与管理。中国博览会会展综合体工程证明：通过应用BIM技术可以排除90%的图纸错误，减少60%的返工，缩短10%的施工工期，大幅度提高项目效益。

现阶段我国对BIM技术的应用总体停留在设计阶段，其在施工及运营阶段的应用具有广阔的前景。随着国家与地方政府的大力推广，BIM技术的应用必将引发建筑业包括工程造价管理的新变革。

2 BIM对高校土建类人才培养的积极作用

现有的土建类专业的课堂教学模式，通常都是教师讲授，学生自主学习，由于土建类专业课程往往都较枯燥，导致部分学生的学习积极性不高，在一定程度上，影响了教学效果，对学生的个人成才也不利。BIM技术具有可视性、模拟性，将BIM技术引入到课堂教学中，可以刺激学生的学习兴趣，让学生强烈体会到学以致用的满足感。一方面，学生可以在BIM软件中对建筑物进行虚拟漫游，看到建筑物的门窗墙体，系统管线的布置，能够整体的了解建筑物建成后的大体形状，同时结合三维模型可以了解施工现场的情况，可以模拟施工员、预算员、材料员的数据应用过程，对建筑有鲜明的感性认识。另一方面，学生可以利用BIM软件对工程中涉及到的各个专业进行碰撞检查，实时得到节点碰撞结果，学生不用参与到实际的工程建设，就能直观的检查出工程的不合理节点，从而利用本专业知识进行合理分析，这对所学专业知识是一种极好的检验。

土建类专业实践性强，因此，其人才培养中的实习实训环节显得尤为重要。然而，由于工程建设产品体量大，投资高，施工周期长，再加之现场安全问题等的制约，导致土建类专业学生难以真正较长时间去跟踪某个在建工程，即使安排有足够时间，施工单位也极不愿意接受。然而，BIM的3D-4D-5D模型，完全可以作为土建类专业实习实训教学的项目载体，通过与适时现场实习的结合，极大解决实习实训难以真正落实的困境。建好的BIM模型首先是3D，它能够自动生成2D的平立剖面，在可视化功能辅助下，老师带领学生在3D和2D之间自由切换，可有效落实工程图纸的识图及建筑构造训练；BIM的4D模型包含了施工进度计划，建筑物可以在电脑上先行建造一遍（虚拟建造），从而引导学生进行施工技术、施工组织管理等方面的实训，再也不存在现实中的施工周期、现场安全等问题了；BIM的5D模型包含了工程造价信息，能够对应施工阶段自动生成人工、材料、设备、资金等明细表，有助于对学生开展工程计量计价及成本管理方面的实训。

此外，学生在平时的学习中，只要学完部分专业课程，就完全可以通过BIM做相关课程设计，参加BIM类的专业竞赛，来加深专业知识的掌握，同时，也可以在毕业设计中，利用BIM技术，独立完成一个建筑物从设计、施工、造价到后期维护的项目，来检验所学知识的系统性和完整性。这样，学生所学和建筑市场的实际情况就能顺利接轨，更好地适应社会的需求。

3 土建类专业教学中的BIM课程开发

随着BIM技术应用的全面推广，高校土建类专业课程体系的优化和重构势在必行。应根据行业企业对各类土建专业技术人员要求的变化，构建BIM课程体系，依托实际工程项目开设BIM建筑模型课程，并且将BIM课程模块分别放到建筑识图、建筑材料、建筑设备、建筑施工、工程计量与计价等有关课程中，使BIM的课程建设与行业需求对接。

（1）建筑识图+BIM模型。将BIM技术应用到建筑识图课程中，学生借助三维可视化的3D模型，熟练掌握平法图集，进而分组找出可能存在的结构与建筑的矛盾、管道自身碰撞等一系列图纸问题。这样学生一方面可以加深对设计图纸的理解，另一方面可以模拟完成图纸会审，借助BIM技术更加清晰地找出并解决设计缺陷问题。

（2）建筑材料+BIM模型。通过建材试验室及BIM技术，学生可以完成建筑材料性能检测和成本控制以及基于BIM的材料管理，能够完成采购管理、库房管理、结算支付，同时，能够快速准确地进行限额领料、物料跟踪、需用计划与实际对比、材料成本分析等。

（3）建筑设备+BIM模型。借助BIM技术能快速完成管线综合。目前，暖通、给排水、消防、强弱电等各专业工程由于受施工现场、专业协调、技术差异等因素的影响，存在诸多难以预见的问题。通过BIM软件的可视化，可以进行多专业碰撞检查和精确预留预埋，从而大大增强学生的综合实践能力。

（4）建筑施工技术+BIM模型。建筑施工技术课程利用BIM 4D模型进行虚拟建造，对施工过程进行预模拟，包括施工场地的布置、施工现场配合、竣工模型交付等，形象直观地提供建设相关各方的协调沟通、施工组织模拟、施工进度模拟等。通过BIM施工管理软件，动态模拟施工阶段过程施工工艺，将多种施工及工艺方案的可实施性进行比较，提升学生对施工现场各施工区域的了解，确保施工进度，优化施工方案。

（5）建筑工程计量计价+BIM模型。基于BIM技术的成本控制需建立5D建筑信息模型，即在4D 基础上集成清单定额等造价信息。利用BIM 5D建筑信息模型，学生在进行虚拟建造的同时又能够对应施工阶段自动生成各施工阶段的人工、材料、机械等的需用量，从而建立资源需求量计划等。同时，根据工程进度，利用5D模型自动计算完成月度工程报量。在施工过程中，及时将材料消耗、机械结算及劳务分包的实际支出进行统计核算，将实际成本、预算成本、合同收入进行三算对比分析，从而有针对性地采取措施，有效实现成本动态分析控制。

4 土建类专业BIM实验室建设

针对学生实践动手能力差的问题，高校可以引进BIM中的VR技术，建立虚拟实验室。基于BIM技术的虚拟实验室可以与实体实验室实现虚实的有机结合，同时也可降低实体实验室的运营成本。针对土建类专业课程设置难以避免的联系性较差这一缺陷，依托BIM实验室，学生可以通过BIM技术将所学的专业知识系统地整合起来，从而对专业知识有更全面、更清晰的认识。

BIM实验室的建设应该充分考虑BIM软件的选择。目前国内建筑行业使用较多的BIM软件有广联达软件、鲁班软件、Bentley软件、ArchiCAD、清华斯维尔以及浩辰BIM，不同公司的BIM软件侧重点也不同，高校应根据自身专业特色选择合适的BIM软件来建设BIM实验室。

5结论

作为建设领域的一项新技术，BIM是未来建设领域技术应用的大趋势。高校教学改革的根本目的是提高人才培养质量，作为培养应用型建筑技术人才的土建类专业必须紧跟市场导向，积极开设BIM相关课程，提升学生专业技术能力、为建筑行业输送合格的新型专业人才，为我国建筑业信息化的健康发展作出贡献。

参考文献：

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