基于“互联网+BIM”的建筑类高校跨学科协同毕业设计探索

庄敬宜，张磊，孙戟锋

1.吉林建筑科技学院，吉林长春，130114；2.华润置地（长春）有限公司，吉林长春，130000

0 引言

自20世纪90年代以来，互联网开始逐渐登上历史舞台，对人们的学习、生活、工作都产生了巨大的影响。“互联网+”行动计划将传统产业与互联网相结合，来更新经济发展模式、业务体系、优化生产要素，以此来完成经济的转型。目前，在当下的高等教育教学人才培养过程中，众多老师结合了专业特点与优势，积极开展了基于“互联网+”的教学改革[1]。

在信息技术高度发展的时代背景下，建筑行业呈现出技术交叉应用、设计构建复杂化等特点，而在建筑设计实践过程中往往需要设计者具有跨专业沟通设计的能力，以便进行高效的设计与协作，因此拥有良好的协同沟通能力成为职业建筑师的必备专业素养。而作为建筑行业新生动力的应届生往往会受限于学校单一学科教育，缺少跨专业沟通协作的能力，针对这一问题，建筑类高校需进行反思改进。目前社会上相关用人单位亟须高校培养出能够将“互联网+BIM”技术与传统工程技术深度融合、跨专业、创新型工程技术人才。所以高校应以培养具有思辨能力、勇于创新实践的综合型BIM工程技术人才为目标，以建立科学的、规范的、体系化的BIM工程技术人才培养体系为重点。

1 BIM技术概论

1.1 BIM技术的应用

2003年，BIM技术作为一种新型计算机辅助技术引入我国建筑业，在几十年的探索与应用中，开始逐步发展起来。BIM技术以构建模型为主，并兼具可视化与数据信息化的特点。其理想目标之一就是模型的重复利用，即将一个核心的BIM模型反复应用到工程建设的各个环节中。

1.2 BIM技术的概念

BIM技术是指运用数字技术，模拟真实建筑物的参数信息，将建筑项目的多种数据进行集成汇总，并构建出信息准确、具有参考意义、能够指导协同工作的模型的新型设计技术，所构建出的模型包含建筑参数的对应信息以及不同专业所需的数据。BIM技术不但能满足不同层次人群的需求，还可以对建筑的总体信息进行资源共享，指导各部门协同设计。

1.3 BIM技术在项目中的应用

BIM技术应用于建筑设计的全过程，从建筑的策划设计到勘测施工、运营维稳，都离不开BIM技术的支持。BIM技术在建筑设计中的技术价值可通过项目建设周期下不同节点的价值总和来体现。

1.3.1 建筑方案概念设计

在确定建筑方案时，要对相对复杂的施工地形进行重点探查，而利用BIM技术可以对地形的坡向、高程等进行准确勘测，获取更加精准的数据，以便工作开展。

1.3.2 建筑技术深化阶段

BIM技术在建筑设计的过程中能够依据二维图纸构建三维建筑模型，实现从平面到立体的实时转化。运用BIM技术构建的三维虚拟模型，参照实际建筑工程中建筑物的高低次序构建，对于各建筑应用的构件、材质以及建筑物各部分构造的详细参数（如主要尺寸、层高、门窗位置等）进行精细化模拟。

1.3.3 各专业图纸绘制阶段

在进行图纸绘制时，可以利用BIM技术完善建筑的构建参数，在进行模型构建的过程中可以增添建筑构件，可以模拟不同构建的材质，更加直观地看到施工后的效果。

2 “互联网+BIM”技术融入建筑类教学

工程类人才培养模式的改革正朝着学科协调性、能力提升性的技术创新性等方向进行，土建类建设领域向数字化、信息化、绿色化转变，一批以新技术、新模式、新发展为特点的新兴建筑产业迅速崛起。目前，“互联网+BIM”技术在建筑业应用广泛，众多高校通过互联网搭建BIM课程平台来投入到BIM的科研与教学中，以此来培养学生的技术应用与协同能力。但是很多高校对于开设BIM技术教学课程没有明确的思路；而现有的课程中，很多也仅仅把BIM作为一种计算机辅技术进行教学，而且存在不同课程“各自为政”的问题，比如各专业协同能力差、信息不共通，使得课程设计时难以整合项目设计施工和运营的知识体系。

2.1 “互联网+BIM”技术下的跨学科协同毕业设计建设意义

随着科技的进步，现代工程项目的结构逐渐呈现精细化、复杂化的趋势，传统的课堂教学方法很难清楚、直观地呈现工程的设计、决策、施工和后期维稳的过程。传统的建筑学专业毕业设计目前主要是由指导教师选择某一实践项目，指导学生进行单一的建筑设计，缺乏与其他专业（结构、建筑、暖通、电气等）的协同合作，也没有将BIM原理、方法、技术深度融合到设计中。而BIM技术能够通过三维空间的构建对项目设计、施工、管理的整个过程进行模拟，有效提高学生对相关信息的理解和掌握，由此提升专业应用能力，从而提高专业人才素养；通过BIM平台，实现建筑、工程、管理等跨学科的课程学习，引导学生将其与本专业知识进行融合，增进学生对建筑工程领域相关专业知识的理解，增强学生与相关专业专家的沟通表达能力，培养团队合作精神，还能促使学生从多角度规划方案，有效提高今后的工程推进效率。

毕业设计作为本科教学中的重要实践环节，对于考查本科生教育素养以及时间水平具有重要意义，我国教育部从实际出发，为将课堂基础教育与实际工程进行衔接，提出了“新工科战略”，致力于增进跨专业交流和学科融合，培养新时代的复合型人才。随着高等学校转型发展和培养应用型人才的要求，推行“互联网+BIM”的协同创新毕业设计教学模式势在必行！

2.2 “互联网+BIM”技术下的跨学科协同毕业设计建设内容

BIM实践教学模式：形成基于“互联网+”的一人一题、集体毕设、专题讲座、团队辅导、学生签到、毕设先参展后答辩等措施严格、规范的BIM毕业设计实践教学模式。集建筑学、土木工程、建筑环境与能源应用工程、建筑电气与智能化、给排水科学与工程等5个专业，分别进行前期选题，中期成果答辩，最终成果答辩几个环节[3]。如图1所示。

图1 “互联网+BIM”技术下的跨学科协同毕业设计内容

2.2.1 基于“互联网+项目”模式的协同毕业设计内容

（1）协同毕业设计要求5个专业的5名同学进行组队，以团队形式完成。在设计过程中，指导教师负责将各部分任务落实到具体的团队成员，组长负责总体统筹协调，在毕业设计正式启动之前首先规划好小组成员的任务计划。再明确各成员分工之后，指导教师采取线上线下相结合的指导方式，对团队成员进行针对性的指导。各成员应在高质量完成个人工作的同时，掌握团队总体的工作进度，以便指导教师在中期检查以及毕业设计答辩时进行问询。

（2）团队中的建筑学专业学生先根据任务书进行建筑设计，包括前期的概念分析、功能分析、形体分析，确定方案之后应用BIM系列软件绘制相关图纸。

（3）团队成员参考设计图纸以及工程施工图等相关资料，严格遵循施工准则，使用BIM系列软件完成案例项目的图纸绘制。基于BIM技术进行的设计应包含三方面内容：在案例是图纸的基础上，利用BIM技术模拟三维建筑模型；以前一阶段所构建的三维模拟图型为基础，完善案例项目的相关参数信息；完善相关信息后，完成本次在BIM技术应用下的案例工程文件编制。在设计过程中出现的问题应及时沟通，并记录好解决方案。

2.2.2 基于“互联网+”的协同毕业设计模型碰撞

在建筑模型上，根据任务书进行建筑设计并达到施工图深度，通过Revit软件进行模型建立，包括做建筑细部节点、场地模型、幕墙模型、粗装饰等。在结构模型上，根据建筑专业提供的项目图纸，利用Revit软件将工程图纸建立土建专业模型。在安装专业模型上，根据建筑专业提供的项目图纸，利用Magicad软件将工程图纸建立安装模型。在线上进行BIM建筑模型碰撞检查，根据土建、安装模型，通过BIM审图进行模型碰撞检查，并出具碰撞报告，优化模型。

2.2.3 基于“互联网+”的协同毕业设计课程体系

根据2016人才培养方案，深入思考各教学阶段BIM理论与实践环节的模块化教学的导入，从“BIM理论基础的讲解”到“模块化课程设计”“设计院实习”“BIM协同毕业设计”，形成较完整的BIM课程体系，并通过各专业之间的合作，完成“BIM协同毕业设计”。同时，在2021人才培养方案中引入校企合作人才培养模式，由部分企业导师带领学生参加BIM技术竞赛，利用实践周带领学生到合作单位BIM所实习观摩，同时组织校企指导老师和专家进行BIM协同毕业设计公开答辩[4]。

2.3 “互联网+BIM”技术下的跨学科协同毕业设计建设思路

毕业设计作为工科类高校教学的重要教学环节，同样是本科生走向职业岗位的重要“岗前实践”，其实施效果关系到毕业生的质量。“互联网+”技术的存在为工科类高校在毕业设计中存在的问题提供了新的解决思路，利用互联网优化设计方案，审查设计进度，进行线上指导，大大提高了毕业设计工作的效率。

2.3.1 协同毕业设计选题与管理系统的建设与应用

毕业设计关键的第一步是选题，在整个毕业设计过程中的地位举足轻重，既要实现一人一题，还要确保题目符合专业培养方案、适应社会发展趋势。这要求在选题过程中需要经过指导教师上报选题、整合分析、学生选择落实等几个环节，传统筛选模式过于繁杂，管理工作量大，且无法兼顾每位同学的选题意愿，基于此，笔者开发了毕业设计选题系统，依托互联网技术，将选题环节化繁为简，指导教师直接将选题提交到平台，学生登陆系统进行自主选择，管理高效，便于操作，获得一致好评。

2.3.2 校企共建“线上+线下”实习基地

校企合作建立稳定的实习基地是进行协同毕业设计教学模式的必要条件。通过该项目与省内知名建筑设计院共建实践基地，实现信息资源共享、共同发展，以此为毕业生进行相关实习、协同毕业设计提供良好的教学和实习环境。

在校企协作的指导模式下，可实施“双导师制”，即由学校和企业共同选派毕业设计指导教师，企业的工程项目可以作为选题的参照，并由学校与企业的导师协同辅导。该种模式既可以弥补企业导师缺乏教学经验的弱点，又可以协调选题难度把控不当等问题，还可以有效规避学校导师缺乏实践经验、对企业的实际的工程项目指导不当等问题。

2.3.3 校企共建“线上+线下”协同毕业设计指导、答辩团队

由校内毕业设计指导教师和企业工作人员联合组成毕业设计审核组，进行毕业设计公开答辩。邀请企业及业内专业人员参与毕业设计答辩，有助于从专业技术角度严格把控毕业设计质量，校外专家能够结合工程实践中经常碰到的一些问题对BIM协同毕业设计中各专业图纸与模型给予准确的考核与评析。为解决校外指导教师工作时间冲突以及受疫情影响不能进行线下指导的问题，联合小组利用QQ、腾讯会议等软件进行“互联网+BIM”的线上指导方式，结合线下固定指导，突破时间以及空间的限制，保证联合毕业设计的顺利完成。

2.3.4 校企共建“互联网+BIM协同毕业设计”课程体系

充分利用互联网、校企合作平台的优势，从课程选题、过程管理、课程资源等方面不断完善“BIM协同毕业设计”课程体系。以培养实践型人才为目标，根据市场的需求进行调配，从学生实际能力出发，不断优化教学方法、更新教学手段、完善教学内容和改革教学模式，逐步形成具有自身特色的应用型、创新型毕业设计教学体系。

3 结语

为响应“新工科战略”导向，BIM协同技术走进了更多的高校，其对于建筑学专业学生的综合素养提升也得到了重视，高校将其引入教学培养体系，既完善了专业培养方案，同时还适应了社会需求。毕业设计是高等教育必不可少的教学环节，是检查学生综合分析能力的重要途径，能够促进提升理论知识与基本实践技能，提高学生在实践中分析解决问题的能力。“互联网+BIM”的跨学科协同毕业设计通过进行工程综合训练来强化学生工程意识，提高学生实践能力、创新能力、科研能力。随着高等学校转型发展和培养应用型人才的要求，推行校企协同创新毕业设计教学模式势在必行！