基于BIM技術(shù)的土建類立體化共享資源庫建設(shè)與實(shí)踐*

汪 洋，周向陽，林清輝

（臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 臺(tái)州318000）

基于BIM技術(shù)的土建類立體化共享資源庫建設(shè)與實(shí)踐*

汪 洋，周向陽，林清輝

（臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 臺(tái)州318000）

本文圍繞土建類專業(yè)在資源庫建設(shè)中資源內(nèi)容陳舊、資源庫形式單一、互動(dòng)性不足和資源庫的使用率低等問題，通過基于BIM技術(shù)的資源庫建設(shè)與實(shí)踐，發(fā)揮校企合作的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)與專業(yè)教學(xué)的高度融合、學(xué)生與教師的高度融合、虛擬項(xiàng)目與真實(shí)項(xiàng)目的高度融合、學(xué)校與企業(yè)的高度融合。

BIM技術(shù)；共享資源庫；人才培養(yǎng)；建設(shè)

一、引言

教高[2006]14號(hào)文件提出“國(guó)家級(jí)示范院校要?jiǎng)?chuàng)建共享型專業(yè)教學(xué)資源庫”[1]，對(duì)處于窗口期的國(guó)內(nèi)高職院校，在深化教學(xué)內(nèi)涵建設(shè)的過程中通過搭建高技能人才培養(yǎng)平臺(tái)，利用信息化平臺(tái)建設(shè)共享資源庫以滿足人才培養(yǎng)需求進(jìn)行了積極的探索。四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡興福提出通過資源庫的建設(shè)可以促進(jìn)建筑工程技術(shù)專業(yè)的改革，滿足提升人才培養(yǎng)質(zhì)量和建筑業(yè)從業(yè)人員素質(zhì)的需要。[2]建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，反映的是數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的高速發(fā)展，建筑行業(yè)也逐漸興起了以“BIM”為核心的建筑信息化應(yīng)用。

如何利用BIM技術(shù)，整合現(xiàn)有教學(xué)資源、開發(fā)基于該技術(shù)的教學(xué)資源庫，將土建類專業(yè)的專業(yè)技能、教學(xué)過程、教學(xué)方法、教學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合，打造立體化共享教學(xué)資源庫，培養(yǎng)新型建筑業(yè)數(shù)字化人才是目前在資源庫建設(shè)上的欠缺。本文通過整合全方位的校內(nèi)校外相關(guān)素材為BIM提供數(shù)據(jù)、為教師和學(xué)生提供項(xiàng)目選擇，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目資源素材的多樣化、專業(yè)化、職業(yè)化、生動(dòng)化進(jìn)行了有益的探索。

二、土建類資源庫建設(shè)存在的問題

1.資源內(nèi)容陳舊，缺乏與工程的接軌

資源庫通常涵括專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)資料文本、教學(xué)圖片視頻、教學(xué)復(fù)習(xí)材料和教學(xué)考核等相關(guān)內(nèi)容。但高職院校在資源庫平臺(tái)的建設(shè)中，偏向于注重平臺(tái)的建設(shè)，忽視了教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)，“有路有車無貨”的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。[3]從目前的資源庫建設(shè)情況來看，資源庫的內(nèi)容多為本科或高職院校精品課程的整合，缺乏高職特色的內(nèi)容建設(shè)，呈現(xiàn)內(nèi)容陳舊、與時(shí)代發(fā)展不匹配，出現(xiàn)嚴(yán)重與工程脫軌的情況。比如預(yù)制空心板、木窗等構(gòu)件在工程中已不再使用，有的甚至屬于淘汰產(chǎn)品，但在資源庫中還相當(dāng)普遍，造成了時(shí)間和空間的浪費(fèi)。

2.資源庫缺少變化，形式單一

資源庫建設(shè)的根本目的是形成相對(duì)統(tǒng)一完善的專業(yè)資料，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和教師改進(jìn)教學(xué)方法，提供高效便捷的工具。[4]目前資源庫中常見的載體形式是文本、圖片和視頻，其中文本有只要表現(xiàn)形式、呈現(xiàn)形式缺少變化的情況。究其原因主要是除文本外的資源內(nèi)容需要技術(shù)支持，這對(duì)于大多數(shù)教師而言，既要挖掘資源內(nèi)容又要利用計(jì)算機(jī)工具進(jìn)行加工，是非常困難的。由于專業(yè)限制，資源庫的動(dòng)畫展示內(nèi)容又無法通過專業(yè)的影視動(dòng)畫制作工作來實(shí)現(xiàn)，造成了兩難的情況。在此背景下，開發(fā)計(jì)算機(jī)技術(shù)要有能呈現(xiàn)豐富動(dòng)畫效果的制作工具是許多教師的心愿，否則資源庫的建設(shè)只能是在兩難中求突破。

3.互動(dòng)性不足，學(xué)生參與性差

李利平提出在資源庫構(gòu)建過程中可以搭建一個(gè)小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)虛擬社區(qū)，方便用戶在使用資源庫時(shí)的交互。[5]增強(qiáng)互動(dòng)性，包括在資源庫中引入考評(píng)機(jī)制是資源庫建設(shè)努力的方向，由于內(nèi)容和形式的限制，資源庫如果只是課堂教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)，沒有延伸和拓展的話，學(xué)生自然沒有動(dòng)力和興趣在課外進(jìn)行主動(dòng)的學(xué)習(xí)。

4.資源庫的使用率不高

資源庫的建設(shè)投入是可觀的，但由于平臺(tái)集成了眾多單位的資源，在不同開發(fā)平臺(tái)、不同協(xié)議環(huán)境下，最終導(dǎo)致平臺(tái)的使用效率不高或無法訪問使用。如果資源庫能融入崗位能力需求，企業(yè)的技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)的操作人員都是該平臺(tái)的潛在用戶。

三、基于BIM技術(shù)的共享資源庫建設(shè)

1.建設(shè)方案

共享資源庫建設(shè)方案圍繞“一貼近、一結(jié)合、一兼顧”展開。一貼近，貼近工程實(shí)際。一結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源與行業(yè)企業(yè)職業(yè)崗位所要求的知識(shí)、能力、素質(zhì)緊密結(jié)合。一兼顧，共性為主、兼顧個(gè)性。注重資源的多層次和多元化，不斷豐富發(fā)展，積極營(yíng)造靈活、自主、開放、個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，最大限度地滿足不同層次、地域?qū)W習(xí)者的個(gè)性化需求，體現(xiàn)共性和個(gè)性相結(jié)合。

借助專業(yè)的平臺(tái)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，自主開發(fā)專業(yè)教學(xué)資源平臺(tái)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為在校學(xué)生、實(shí)習(xí)學(xué)生和社會(huì)學(xué)習(xí)者提供資源檢索、信息查詢、資料下載、教學(xué)指導(dǎo)、學(xué)習(xí)咨詢、就業(yè)支持、人員培訓(xùn)等服務(wù)。使用者可以便捷地查尋、瀏覽、自測(cè)和下載所需內(nèi)容，可在網(wǎng)上開展實(shí)時(shí)教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間都能開展討論、答疑和交流等教學(xué)活動(dòng)，最大限度地發(fā)揮資源庫的效用。從而滿足高職院校專業(yè)的共性需求，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，推動(dòng)專業(yè)教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，增強(qiáng)社會(huì)服務(wù)能力。

2.實(shí)施方法

遵循系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整體解決，合作共建、資源共享，共性為主、兼顧個(gè)性，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、持續(xù)更新的基本思路。系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整體解決，以提高建筑工程技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量和社會(huì)服務(wù)能力為首要目標(biāo)，對(duì)課程開發(fā)、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、資源建設(shè)進(jìn)行頂層系統(tǒng)設(shè)計(jì)，構(gòu)建起兼顧職前教育與職后教育、專業(yè)教育與教育指導(dǎo)、技能培養(yǎng)與技術(shù)更新的整體解決方案。其實(shí)施方法與過程如圖1所示。

圖1 基于BIM的土建類立體化共享資源庫建設(shè)方法

3.建設(shè)內(nèi)容

基于BIM的土建類立體化共享資源庫建設(shè)以“工學(xué)結(jié)合”為理念基礎(chǔ)，圍繞企業(yè)實(shí)際需求和實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目展開。其建設(shè)內(nèi)容如圖2所示：

圖2 基于BIM的土建類立體化共享資源庫內(nèi)容

校本資源庫由專業(yè)基本資源庫、校內(nèi)教師資源庫、標(biāo)準(zhǔn)資源庫構(gòu)成。專業(yè)基本資源庫包含專業(yè)調(diào)研報(bào)告、專業(yè)基本介紹、人才培養(yǎng)方案、專業(yè)認(rèn)證資源等。校內(nèi)教師資源包含校內(nèi)教師基本信息、主講課程信息、科研信息、獲獎(jiǎng)信息等。標(biāo)準(zhǔn)資源庫主要是指各種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。教師資源除專任教師信息外還包括企業(yè)兼職教師信息。專業(yè)認(rèn)證資源可為在校學(xué)生、在職人員、社會(huì)人員上崗培訓(xùn)以及職業(yè)資格認(rèn)證提供服務(wù)。

企業(yè)資源庫由企業(yè)基本資源庫、企業(yè)教師資源庫構(gòu)成。企業(yè)基本資源庫包括企業(yè)基本信息、企業(yè)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文檔和培訓(xùn)資料、新技術(shù)應(yīng)用案例、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、資格認(rèn)證信息、行業(yè)動(dòng)態(tài)和就業(yè)信息等。企業(yè)教師資源庫主要是指建筑企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)教師基本信息和學(xué)校其他外聘企業(yè)教師基本信息。

課程資源庫由實(shí)體課程資源庫和在線課程資源庫構(gòu)成。實(shí)體課程資源庫主要包括課程簡(jiǎn)介、課程標(biāo)準(zhǔn)、課程教材、課程整體設(shè)計(jì)、課程單元設(shè)計(jì)、課程教案、課程計(jì)劃、課程ppt、項(xiàng)目案例、課程考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、課程視頻等，涵蓋基礎(chǔ)課、專業(yè)課、工程實(shí)踐、頂崗實(shí)習(xí)等。在線課程資源庫主要是依托學(xué)校、系部等開放的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)課程資源的隨時(shí)隨地共享學(xué)習(xí)、在線測(cè)試、輔導(dǎo)答疑等。

項(xiàng)目資源庫主要是滿足專業(yè)主要崗位項(xiàng)目的需求，滿足初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)不同層次人員技能學(xué)習(xí)的需求，是共享資源庫的核心，由靜態(tài)資源庫、音視資源庫、動(dòng)畫資源庫構(gòu)成。靜態(tài)資源庫包括文本素材（建筑法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、崗位能力標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)流程、作業(yè)規(guī)范）和圖片素材。文本素材圍繞施工組織設(shè)計(jì)項(xiàng)目、專項(xiàng)施工方案項(xiàng)目、施工進(jìn)度控制項(xiàng)目、安全環(huán)保施工項(xiàng)目、工程承攬項(xiàng)目、工程造價(jià)項(xiàng)目、合同管理項(xiàng)目展開。圖片素材包括結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、建筑材料、測(cè)量?jī)x器、施工機(jī)具設(shè)備、檢測(cè)與試驗(yàn)、腳手架、施工工藝、工程管理案例、建筑震害與加固、現(xiàn)行建筑法規(guī)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。音視資源庫包括校內(nèi)課程視頻錄像、校外視頻錄像等。以校企合作企業(yè)為支撐，錄制不同地域、不同施工方法的地基與基礎(chǔ)分部工程施工、主體結(jié)構(gòu)工程施工、建筑裝飾裝修施工、建筑屋面施工工藝音視頻資料、實(shí)驗(yàn)錄像、施工錄像、質(zhì)量檢測(cè)錄像、授課錄像、結(jié)構(gòu)加固錄像等。動(dòng)畫資源庫包括制作專項(xiàng)施工工藝動(dòng)畫、建筑施工全過程動(dòng)畫，利用動(dòng)畫簡(jiǎn)單、生動(dòng)地體現(xiàn)工藝流程、工作原理、工作過程、工藝標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，另外還可以啟用三維仿真平臺(tái)。

四、基于BIM技術(shù)的共享資源庫建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

基于BIM的土建類多維共享資源庫主要實(shí)現(xiàn)仿真教學(xué)平臺(tái)和共享試題庫平臺(tái)，關(guān)鍵的技術(shù)有以下幾個(gè)方面：

資源庫所需要的數(shù)字資源必須實(shí)現(xiàn) “規(guī)范化、格式化、常態(tài)化、多樣化、動(dòng)態(tài)化、共享化”。規(guī)范化主要在于建立統(tǒng)一數(shù)字資源收集、加工、存儲(chǔ)、傳輸?shù)囊?guī)范。格式化主要在于對(duì)所有的數(shù)字資源必須建立相應(yīng)的資源表格，在資源表格中要體現(xiàn)數(shù)字資源來源、收集時(shí)間、收集主體、收集客體、資源內(nèi)容、資源量、資源入庫時(shí)間、資源出庫時(shí)間、資源審核人等。常態(tài)化在于數(shù)字資源的收集必須是貫穿在整個(gè)資源庫的使用過程中，要作為日常教學(xué)過程的一個(gè)常規(guī)性工作任務(wù)來完成。多樣化在于數(shù)字資源的格式可以是文字的、圖形圖像的、數(shù)字的、視頻和聲音的等。多樣化還體現(xiàn)在數(shù)字資源的收集主體和客體可以是教師、學(xué)生、企業(yè)、學(xué)校等（這里的主體和客體是相對(duì)的）。動(dòng)態(tài)化主要體現(xiàn)在數(shù)字資源的動(dòng)態(tài)管理。共享化體現(xiàn)在資源庫中的所有資源都必須實(shí)現(xiàn)對(duì)擁有權(quán)限用戶的共享訪問。

資源庫的建設(shè)要采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)資源庫中數(shù)據(jù)的挖掘，從而能夠?qū)芾碚撸ń處煛⑵髽I(yè)）產(chǎn)生決策支持的作用。通過資源庫使用，對(duì)教學(xué)資源的使用頻率進(jìn)行分析，獲得對(duì)企業(yè)來講最具價(jià)值、使用頻率最高、必須掌握的專業(yè)技術(shù)點(diǎn)。通過利用資源庫實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)控制和質(zhì)量控制點(diǎn)的設(shè)置，以及通過利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來專業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的分析等。

資源庫建設(shè)要保證數(shù)據(jù)庫的安全性。由于數(shù)據(jù)資源庫的高度網(wǎng)絡(luò)化、共享化，這樣就對(duì)資源庫的安全性帶來了挑戰(zhàn)。所有的數(shù)據(jù)格式必須是規(guī)范統(tǒng)一的，并且要建立相應(yīng)的安全技術(shù)實(shí)施方案、安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案。設(shè)計(jì)不同用戶的使用權(quán)限，對(duì)訪問的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并作出風(fēng)險(xiǎn)的概率和破壞性分析，提高數(shù)據(jù)庫的安全等級(jí)。資源庫必須要由經(jīng)過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的數(shù)據(jù)庫管理員、數(shù)據(jù)處理者來負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的維護(hù)。

五、基于BIM技術(shù)的共享資源庫建設(shè)價(jià)值

通過基于BIM的土建類多維共享資源庫建設(shè)，能夠推動(dòng)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。共享資源庫建設(shè)以就業(yè)為導(dǎo)向，市場(chǎng)需求為主導(dǎo)，融合高職院校特色人才培養(yǎng)方案、課程體系、工學(xué)結(jié)合課程教學(xué)模式。借助這個(gè)共享平臺(tái)可以了解教學(xué)改革動(dòng)態(tài)，交流教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，建立可視化、立體化、虛擬化靈活多變的人才培養(yǎng)新格局。

通過基于BIM的土建類多維共享資源庫建設(shè)，能夠整合全方位的教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)“時(shí)、空、人”三突破。一是時(shí)間突破，不受時(shí)間限制，學(xué)生可以在任何時(shí)間訪問這個(gè)共享的資源庫獲得課程學(xué)習(xí)、工程實(shí)踐、頂崗實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)的相關(guān)知識(shí)與輔助材料。二是空間突破，不受空間限制，打破傳統(tǒng)授課形式，學(xué)生不僅可以在教室、機(jī)房獲取知識(shí)，還可以在寢室、實(shí)踐場(chǎng)地、實(shí)習(xí)場(chǎng)地、企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。三是人員突破，不受固定教師限制，打破傳統(tǒng)面對(duì)面教師授課模式，引用企業(yè)導(dǎo)師、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)師，采取虛實(shí)結(jié)合的導(dǎo)師選擇，讓學(xué)生不僅可以接受面對(duì)面的咨詢、指導(dǎo)，也可以在共享的平臺(tái)上完成虛擬導(dǎo)師的學(xué)習(xí)。

通過基于BIM的土建類多維共享資源庫建設(shè)，能夠?yàn)榻處熖峁┕蚕淼慕虒W(xué)和專業(yè)資源，獲取豐富的教學(xué)素材、案例，獲取最新的教學(xué)方式方法，獲取最先進(jìn)的行業(yè)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，為教學(xué)質(zhì)量的提高進(jìn)行不間斷的學(xué)習(xí)和積累。

通過基于BIM的土建類多維共享資源庫建設(shè)，能夠滿足學(xué)生與教師、學(xué)生與企業(yè)、教師與企業(yè)的個(gè)性化需求。通過這個(gè)共享的平臺(tái)，學(xué)習(xí)符合個(gè)性化需求的知識(shí)、技能，進(jìn)行自我測(cè)試和訓(xùn)練，了解企業(yè)的各種資訊，為良好的職業(yè)生涯發(fā)展打好基礎(chǔ)。

通過基于BIM的土建類多維共享資源庫建設(shè)，能夠提高本地建筑業(yè)從業(yè)人員素質(zhì)，為本地建筑業(yè)從業(yè)人員培訓(xùn)、學(xué)習(xí)、考試提供共享平臺(tái)。

[1]教育部財(cái)政部關(guān)于實(shí)施國(guó)家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計(jì)劃加快高等職業(yè)教育改革與發(fā)展的意見[Z].教高[2006]14號(hào),2006(11).

[2]胡興福，陳文元，姜建敏,孟小鳴,趙育紅.高等職業(yè)教育建筑工程技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫建設(shè)的現(xiàn)實(shí)意義[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2011(29):14-17.

[3]張家貴,曹哲新.高職院校共享型專業(yè)教學(xué)資源庫建設(shè)研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2010(7):51-54.

[4]劉珍芳.高校專業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源庫建設(shè)探析[J].電化教育研究,2007(5):62-65.

[5]李利平.高職教育專業(yè)教學(xué)資源庫建設(shè)的改革思考[J].中國(guó)高教研究,2011(6):90-91.

（編輯:王天鵬）

TU398.9

A

1673-8454（2015）01-0055-03

*課題項(xiàng)目：本文系浙江省2013年高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“基于BIM技術(shù)的土建類多維立體化共享資源庫建設(shè)”（課題編號(hào)：jg2013340）。