基于BIM技术的建筑工程计量课程改革

刘盛辉

（陕西铁路工程职业技术学院 陕西渭南 714099）

1 教学现状分析

建筑工程计量是工程造价专业的一门专业核心课程，具有知识点抽象、专业性较强等特点。课程开设在工程造价专业大一第二学期，着重培养学生快速识读施工图并计算图纸清单工程量的能力。

课程内容包括建筑工程基本构造、土方工程量计算、基础工程量计算、主体工程量计算、屋顶工程量计算、门和窗工程量计算、建筑装饰装修工程量计算七部分内容。课程的培养目标是要求学生能掌握砖混结构工程和框架结构工程的构造组成，能明确不同构件相互之间的搭接关系，能结合工程实际判断构造类型，分析各构件的组成，进而选择正确的工程量清单项目，能掌握清单工程量计算规则，计算工程数量并正确编制工程量清单的能力。

建筑工程计量是一门专业性很强的课程，而入校刚刚半年的大学生对建筑构造方面的专业名词基本上是完全陌生的，对建筑构件的空间想象力，构造节点的搭配关系更是两眼一抹黑。针对这种情况的学生应，传统的教学方法主要通过以下几种方式来解决问题：

（1）专业名词还是通过老师课堂讲授来完成，而建筑基本构件的学习主要通过对他进行定义并结合PPT上的图片进行展示，而节点详图是以图片结合剖面图来讲解的。

（2）建筑工程量的计算，通过计算规范的解读和施工图纸的小案例来掌握所学知识点。这里的重点是解决学生读图的问题，只有将二维的施工图完全读懂了，转化成三维的立体才能结合工程量计算规范算出工程量，编好工程量清单。然而如何引导学生将二维施工图纸在脑海中转化为三维建筑构件，一直是个难题。传统方法都是老师讲解，用各种学生熟悉的生活场景进行比喻、对比来让学生理解和掌握的。

这种教学方式会导致部分学生因为自己的空间想象力不足而失去对本课程的学习兴趣和学习主动性，造成厌学情绪，甚至会影响其他专业课程的学习。而BIM技术具有可视化、模型性的特点一旦运用到教学中，必定会给课程的教学带来翻天覆地的变化。

2 BIM技术在课程中的应用

2.1 BIM的定义和特点

BIM，即Building Information Modeling的缩写，意思是建筑信息模型，是利用三维空间模型作为载体来整合工程的各类信息，并将这些信息在建筑设计、施工、运维阶段中应用分享。BIM技术中的可视化、模型性和协调性等特点为让BIM技术广泛的应用在建设工程全生命周期中[1]。

虽然BIM理念并不依赖于任何软件而存在，但BIM技术的实施必须有相应软件作支撑，在这个大数据的时代，BIM概念的提出其实也正是基于建筑行业各类软件的发展、进步，没有软件的支持，BIM只能是一句空话。由于BIM没有特定的软件，凡是可以为BIM所用并体现BIM价值的软件都可称之为BIM软件。本课题中采用的大家比较熟悉的本土化广联达BIM系列软件[2]。

广联达的两款经典的BIM软件：广联达BIM钢筋算量、广联达BIM土建算量。这两款BIM软件都是通过三维建筑实体模型的建立来完成工程量的计算的。建好的三维模型具有直观生动的视觉效果，可以从任何角度展现建筑构件的细节和基本构造特点，由于给出的效果都是三维立体的，而且还可以不同颜色来显示不同的构件，当构件相交之后也会体现出构件之间的扣减关系，即相交的节点只显示级别最高的构件，被扣减的构件就不再显示了，每个构件都是会被拆卸的组装的，类似于儿童积木一样，但它最大的特点就是虚拟仿真，方便实用。

2.2 教学理念的改变

传统的教学理念是通过教师讲授来引导学生读懂二维施工图纸，然后利用投影的原理将二维图形想象成三维空间形体，最后再依据工程量计算原理编制工程量清单。整个教学过程抽象，理解起来也都因人而异，较难让全部学生都能很快的在脑海里建立三维建筑维模型更谈不上编制工程量清单了。

BIM技术的出现可以转变传统的教学理念：课堂上老师通过施工图和三维模型对比分析来展开教学，将知识点都融入到模型中，三维的直观性更容易激发学生的学习积极性，多维度的视觉效果也更符合人体的感官需求，这样就将以前说不清的建筑基本构造通过实体展示的形式变得更加通俗易懂。另外节点构造也可以通过三维展示拆分基本构件单元，而组合到一起的基本构件单元也会显示出相互的扣减关系。这种直观的感受直接解决了同学们看图难的问题。以前对构造柱、散水、圈梁、挑檐等的名词解释也因为有直观的模型让学生理解起来更加容易，印象深刻。三维模型结合建筑与装饰工程工程量清单计算规范，编制工程量清单易如反掌[3]。

2.3 教学方式的改变

传统的教学方式都是以课本为主线，按照章节知识点展开教学，先讲建筑构造，然后讲工程量计算，知识结构缺乏系统性和连贯性，造成的结果是：许多同学学到工程量计算的时候已经忘记了构造所学知识，看不懂图纸、分析不出节点构造、弄不清构件的扣减关系。究其原因是知识点的学习不够系统，识读、构造、工程量计算的强化训练还不够。

BIM技术的引用是以工程图纸为主线，按照工程的建造顺序划分学习任务。分别从砖混结构、框架结构两个项目的着手课程的教学。项目下面是具体的学习任务，所有的知识点全都都渗透在任务中，学生通过完成任务掌握课程知识点[4]。

2.4 课程教学内容的选取

以陕西铁路工程职业技术学院工程造价人才培养方案为依托，通过企业调研选取了两个经典的实际工程——砖混结构、框架结构，通过广联达BIM算量软件分别建出两套图纸的三维模型。如图1砖混结构土建模型，图2框架结构钢筋模型。

图1 砖混结构土建模型

图2 框架结构钢筋模型

课程教学任务的划分围绕这两个项目展开，具体任务分解和学习目标见表1，课程学习任务要求。

表1 学习任务划分和要求

6 任务六 建筑装饰装修构造与识图7 任务七 土方工程量计算8 任务八 基础工程量计算9 任务九 主体工程量计算10 任务十 屋面工程量计算11 任务十一 门窗工程量计算12 任务十二 装饰装修工程量计算主要内容：楼地面、墙柱面和天棚要求：1、掌握楼地面、墙柱面和天棚装饰的构造组成2、能正确识读装饰装修的工程图纸主要内容：平整场地、一般土方、沟槽土方、基坑土方和土方回填要求：1、熟悉各类土方的图纸特点2、能正确计算土方工程量并编制工程量清单主要内容：砖基础、砼条基、独立基础、筏板基础和桩基础要求：1、熟悉各类基础的图纸特点2、能正确计算基础工程量并编制工程量清单主要内容：墙体、柱、梁、楼板、楼梯和其他构件要求：1、熟悉各类主体构件的图纸特点2、能正确计算主体工程量并编制工程量清单主要内容：平屋顶和坡屋顶要求：1、熟悉各类屋顶的图纸特点2、能正确计算屋顶工程量并编制工程量清单主要内容：门和窗要求：1、熟悉各类门窗的图纸特点2、能正确计算门窗工程量并编制工程量清单主要内容：楼地面、墙柱面和天棚要求：1、熟悉各类装饰构造的图纸特点2、能正确计算装饰工程量并编制工程量清单

2.5 课程教实施过程

在造价3151、3152班中展开教学改革试点。首先鼓励大家加入工程造价学社，通过社团的活动掌握 CAD、office办公软件、广联达软件的基本操作，达到能打开浏览这三大软件包含内容的技能，激发了学生的学习兴趣。课堂上将学生分成6个小组，每组8个同学，发放任务书和引导文，学生通过自学，小组讨论，老师讲解的方式完成各知识点的学习，整个学习过程中都是以学生为中心，老师只是任务实施的引导者，以答疑解惑为主。学生在完成任务的同时，就达到了本课程要求的技能。各学习任务之间的内容是互相融合的，三维模型、网络在线课资源和教师讲授三管齐下，保障了本课程的教学质量和效果。

3 结论

表2 班级成绩对比分析

BIM技术在课堂上的成功应用，活跃了课堂氛围，激发了学生的学习兴趣，锻炼了学生的学习能力。BIM技术的可视化功能在教学改革中体现的淋漓尽致，实现了三维建筑模型与二维图纸的全方位多层次的实时对应，非常适合锻炼学生的空间想象力。通过 BIM模型这个纽带很好的将识图与算量连接到一起。最后教改班级造价3151与正常班级造价3141、造价3142的成绩进行分析对比如表2。