谭禾丰
(辽宁建筑职业学院,辽宁 辽阳 111000)
BIM,即Building Information Modeling,国内一般翻译为建筑信息模型。住建部《建筑信息模型应用统一标准》中对BIM的解释是“在建设工程及设施全生命周期内,对其物理和功能特性进行数字化表达,并依次设计、施工、运营的过程和结果的总和。”[1]BIM是建筑行业发展的必然产物,当前已经在世界各国建筑领域内得到普遍应用,并推动建筑工程行业逐步进入项目全生命周期管理阶段。
从20世纪末开始,BIM从美国发源并逐渐推广到其他发达国家建筑领域,目前已经开始在建筑的全生命周期(设计、施工、运维等阶段)发挥重要作用。目前世界上部分国家和地区已经将BIM 技术的使用作为承包政府公共建设的必备条件之一。
在我国,由于政府和行业的主管部门积极推动和引导,BIM受重视的程度越来越高。2011年,BIM被列为我国建筑业“十二五”重点推广技术。国内建筑业权威报告《中国建筑施工行业信息化发展报告》连续六年用大篇幅论述了BIM的应用和发展方向,主体囊括了信息化管理、BIM应用、BIM深度应用、互联网应用、智慧工地和大数据应用等,为BIM 技术在行业的深度应用和推广提供了有利的支撑。
2016年底开始,国家住建部陆续发布了《建筑信息模型应用统一标准》 (GB/T51212-2016)、《工程质量安全提升行动方案》等重要文件,加速推动BIM技术在建筑物全生命周期的应用。目前业界的普遍共识是BIM正在进入高速发展阶段。但实际上,BIM技术应用在各地区、企业间的发展还不够均衡,普及程度仍有待提高,仍然处于重要的转型期。这种转型体现在三方面,即由概念阶段转向实践应用阶段,由在部分典型工程应用的阶段转向在所有工程应用的阶段,由在工程部分环节的应用阶段转向在工程全生命周期管理应用的阶段。在转型的过程中,建筑行业将需要大量的BIM 专业技术技能人才。
面向生产、服务、管理等一线岗位,培养适应产业技术转型升级及企业技术创新需要的高素质应用型技术技能人才是高职教育的专业教育目标。高职建筑类专业主要服务建筑业需求,培养企业施工、质检、造价等职业岗位生产一线的技术技能人才。而随着BIM逐渐转向全生命周期管理,上述岗位对从业人员BIM应用能力的要求不断提高。因此,在高职建筑类院校加强BIM相关专业建设和教学改革,培养出一大批高素质技术技能人才,不仅是提高学校人才培养质量和毕业生就业竞争力的有力举措,也是学校充分发挥推动区域经济发展和行业企业发展义不容辞的责任。
随着BIM 技术应用的不断深入,行业企业越来越重视专业的BIM技术技能人才培养问题。美、英等国家相继将BIM引入高校课程体系,并开展了相应的系列性研究和教学改革。我国在2010年后,将BIM技术引入高等院校教学改革实践,并设置了各类技能竞赛项目。清华大学、同济大学等在国内率先行动,与企业联合组建双元团队开展实际工程项目实践,同时将BIM逐渐融入人才培养方案。竞赛方面,截至2017年11月,中国建设教育协会已经连续举办了十届BIM造价应用技能大赛和八届BIM施工管理沙盘及软件应用大赛,全国高等院校BIM应用技能比赛已成为建设教育领域的标志性赛事,得到了社会、行业和院校的普遍好评。
2019年2月,《国家职业教育改革实施方案》(简称“职教二十条”) 颁布,其中明确提出启动“1+X”证书制度试点工作,对技术技能人才培养提出了更高的要求。2019年4月,教育部等四部门联合出台了《关于在院校实施“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点方案》,在全国以试点方式推广“1+X”证书制度,深化复合型技术技能人才培养培训模式和评价模式改革。教育部职业技术教育中心研究所确定了首批启动试点的6个职业技能等级证书和相应的职业技能等级标准,其中就包括了建筑信息模型(BIM)的证书和标准。
2019年5月,廊坊市中科建筑产业化创新研究中心(教育部指定的培训评价组织单位) 组织召开的“1+X”建筑信息模型(BIM)职业技能等级证书制度试点工作说明会”,吸引了300多家高职院校参加,首批BIM证书试点高职院校和专业正在热烈申报中。BIM教育在我国高职教育领域受到前所未有的重视,越来越多的建筑类高职院校致力于推动BIM课程进入人才培养课程体系,甚至专门设置了相关专业。
一是在高职建筑类专业领域尚无成熟的、可推广的培养方案和课程标准。教育部2012年颁发的《高等职业学校专业教学标准》中没有涉及到BIM课程,因此各院校目前在相关课程设置、教学组织、软硬件建设等方面还处在自我探索的阶段。
二是相当一部分学校BIM师资匮乏,普遍存在对教师进行BIM相关某一软件培训后即作为主讲教师主持BIM课程的现象,教师缺乏相关项目经历和对BIM 技术的系统研究。
三是课程编排边缘化。部分学校只是在课程体系外,通过短期培训或辅修的方式实施BIM类课程,课时量和授课深度都难以满足BIM能力培养的要求。
四是实训基地建设投入不能满足BIM教学的硬件需求。
项目教学是一套系统的教学方法,通过让学生设计、规划和实施项目任务,完成实际作品,探究复杂、真实的问题,目前已经成为我国职业院校普遍采用的一种教学模式。
项目教学模式克服了学科式课程体系弊病,是我国综合国际上各类课程理论的先进成果提出的本土化课程改革理论,体现了目前职业教育主流的教学理念和教学技术[2]。项目课程理论的特点包括:一是通过设置复杂的工作情境,培养学生完成分析、判断、行动等一系列工作过程的职业能力[3]。二是要按照工作结构和逻辑设置项目,采用递进式、并列式、流线式对课程内容进行整合和排列,同时以工作过程中的知识结构关系来设计项目,改变了传统按照知识逻辑构建课程内容的逻辑。三是项目的设计具有整体性,易于融入复杂的专业知识,能够培养学生综合运用相关操作和理论知识来完成工作任务的能力,帮助学生形成在复杂的工作情境进行判断和行动。四是课程以典型产品或服务为载体,能够增强学生的获得感和成就动机。以上特点,使得项目教学模式成为职业院校各专业开展教学改革的十分便利的工具。
目前建筑类高职院校常见的BIM教学模式包括四种:一是单纯讲授BIM的基本理论知识,二是在BIM基本理论知识讲授过程中结合某一个BIM软件的简单演示,三是基于某一软件讲授BIM软件的操作技术和应用方法,四是基于特定工程实例讲授某一BIM软件在工程中的应用方法。每种教学模式各有特点和适用范围。着眼一线技术技能人才培养,笔者认为,项目教学模式依托实际BIM工程实践项目,以工作过程为导向,强调动手能力和学习成果获得的教学模式,即更有利于提高学生的综合职业能力。这也是BIM本身固有的特点决定的。
BIM通过数字信息实现对建筑物真实信息的仿真模拟,在建筑物的全生命周期实现不同阶段信息的共享。BIM具有以下鲜明的特点:一是BIM是综合性的工作,包括各类小型的项目,每一项都是完整的工作;二是BIM包含了丰富的企业要素,包括企业的规范、技术、工艺、标准、企业管理、职业规范、法律规范、企业的人际关系等。这使得BIM教学本身能够较容易地实现向教学项目的转化,并能够为项目教学开展提供丰富的教学资源和素材[4]。
BIM课程的教学内容一般包括BIM基础知识、BIM建模技术、BIM在项目生命周期内的应用三个部分[5]。其中,BIM基础知识涵盖BIM的概念、意义和价值、政策和技术标准、软硬件体系、BIM 项目管理的流程和协同工作知识与方法、发展趋势等内容;BIM建模技术包括运用Revit等BIM软件进行建筑构建、结构构件、设备构建的基本方法和各类视图生成,标记、成果输出等。BIM在项目生命周期内的应用涉及建模、建筑可视化、多专业协同、综合管线优化、进度管理、成本管理、安全管理、质量管理等多个方面,包括前期规划、勘察设计、工程施工、竣工验收、运行维护等阶段。
在开展BIM课程的项目教学设计时,应围绕项目全生命周期进行规划,由浅入深,设计从简单到复杂,从部分周期到全部周期的教学项目。另外,高职建筑类专业毕业生的就业岗位以施工管理为主,因此,在设计BIM课程的项目时,学习内容应向施工管理倾斜。
BIM在项目的初步设计、设计、施工、竣工、运营等环节都在应用,可以说在项目的整个生命周期都有着至关重要的作用。基于项目的BIM教学设计是通过将实际的工程项目改造为教学项目,以工作过程为导向设置综合化的学习情境,让学生在学做合一的过程中完成学习任务,取得学习成果,最终实现学习目标[6]。
因此,BIM教学设计的难点在于其跨专业性。因为现有建筑领域的任何一个专业的专业教学的内容都无法涵盖整个建筑项目生命周期涉及到的知识和技能,但这对于建筑类院校来说,并非是不能解决的难题。因为建筑类高职院校一般相关专业齐全,以笔者所在学院为例,开设的建筑设计、建筑工程技术、建设工程管理等二十余个专业和专业方向,完全覆盖项目整个生命周期所涉及的专业知识。如果能依项目各阶段所需专业知识设计成若干子项目,互为成果和基础,则各个子项目恰好可以满足各个专业的BIM教学需求。
完成这一设计的关键是必须成立由相关专业教师与企业技术人员共同组成的团队,首先将真实工程项目转化为教学项目,然后根据专业划分出子项目和任务提供给相关专业,以便教师指导不同专业的学生借助其他专业成果完成本专业所属的任务,或将本专业完成的成果提供给其他专业作为工作基础,协作完成整个项目。
BIM的教学项目必须是源于真实工程项目,这样项目中涉及到的各种信息资料才能具备真实、连贯、完整的特点,方便学生在模拟真实项目施工的情景,顺序完成各项工作任务[7]。建议选择一个体量小、难度不大但“五脏俱全”的工程项目,如一栋三四层的小型教学楼或一栋300m2左右的单体别墅。实际项目方便学生经常考察参观比对更好,可以增加项目的直观性和趣味性,可以更好地激发学生的学习积极性。
实施项目化教学之前,学校应成立一个涵盖建筑设计、施工、设备、管理等相关专业教师的BIM团队,加强能力培养,使之达到可以承担工程项目的水平,然后邀请行业企业专业技术人员和BIM专业人员共同开发教学项目[8]。实施过程中,这个项目课程开发团队负责专业与教学对接、专业与专业衔接等方面问题的总体协调。不同专业在教学中分别选用相关子项目,不仅可以提升建筑类高职院校的BIM教学效率,而且促进了专业间的协同发展。同时完整的项目背景更方便学生直观感受真实的工作氛围,在项目从无到有的完成过程中学生的BIM应用能力逐渐形成,不仅因逐渐的成功激发了学习动力,其综合能力、协同能力等也都获得了提升[9]。
基于项目的BIM教学设计决定了在教学过程中必须坚持学生为中心的原则。教师需要发挥咨询和引导的作用,尽可能地激发学生主动参与到教学中。因此课程教学需要尽可能在具备理实一体化教学功能的实训场、实训室、一体化教室等场所完成,而且需要充分利用课上课下的时间,通过在线教学和线上辅导构建持续发挥作用的课堂。