基于BIM體系復(fù)合型人才培養(yǎng)模式下《建筑施工》教學(xué)改革初探

楊世聰

摘要：建筑施工是動(dòng)態(tài)性的，工程施工中許多技術(shù)問(wèn)題的解決，均要涉及到相關(guān)學(xué)科的綜合運(yùn)用，加上建筑施工的新材料、新工藝、新工法日新月異，因此對(duì)于《建筑施工》的教學(xué)無(wú)論從專業(yè)知識(shí)面、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是教學(xué)方法以及教學(xué)手段等方面，都提出了更高的要求。本文針對(duì)目前課程教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題，基于BIM體系，實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革與復(fù)合型人才的培養(yǎng)相結(jié)合，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。

一、引言

隨著國(guó)家”一帶一路”構(gòu)想的實(shí)施，土木工程的國(guó)際化趨勢(shì)日益明顯，加上國(guó)家基建投資的不斷加快，這些都為土木工程學(xué)科的發(fā)展提供了廣闊的前景。《建筑施工》是土木工程專業(yè)的基本課程，教學(xué)的目的不僅僅是讓學(xué)生了解并掌握建筑施工中各主要工種的施工技術(shù)及工藝原理，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決施工中有關(guān)施工技術(shù)問(wèn)題的基本能力，還要培養(yǎng)學(xué)生的全局觀念，選擇合理、優(yōu)化的施工組織方案進(jìn)行施工，將項(xiàng)目的質(zhì)量、安全、工期、效益進(jìn)行一體化考慮。企業(yè)需要的不僅僅是純技術(shù)人才，而是需要那些既懂技術(shù)又具有管理能力的復(fù)合型人才，這些都對(duì)土木工程專業(yè)教學(xué)無(wú)論從專業(yè)知識(shí)面、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是教學(xué)方法以及教學(xué)手段等方面，都提出了更高的要求。本文針對(duì)目前課程教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題，基于BIM體系的教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革與復(fù)合型人才的培養(yǎng)相結(jié)合，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。培養(yǎng)復(fù)合型人才是市場(chǎng)的需求，而且非常迫切。

基于BIM體系的教學(xué)是優(yōu)化目前《建筑施工》教學(xué)的重要內(nèi)容。BIM（Building Information Modeling），建筑信息模型被國(guó)際工程界公認(rèn)為“建筑業(yè)生產(chǎn)力革命性技術(shù)”。即在建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維過(guò)程的整個(gè)或者某個(gè)階段中，復(fù)合3D（三維模型）、4D（三維模型+時(shí)間）、5D（三維模型+時(shí)間+投標(biāo)工序）、6D（三維模型+時(shí)間+投標(biāo)工序+企業(yè)定額工序）、7D（三維模型+時(shí)間+投標(biāo)工序+企業(yè)定額工序+進(jìn)度工序）的信息技術(shù)，來(lái)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同施工、虛擬仿真、工程量計(jì)算、造價(jià)管理、設(shè)施運(yùn)行的技術(shù)和管理手段。通過(guò)集成項(xiàng)目信息的收集、管理、交換、更新、存儲(chǔ)以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)效率的提高。新時(shí)期土木工程專業(yè)人才需要的是既熟悉技術(shù)又懂項(xiàng)目管理的復(fù)合型人才，通過(guò)理論講授和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式最大的不足在于學(xué)生所掌握的建筑施工各方面的知識(shí)是“零碎”的，學(xué)生沒(méi)有建立全過(guò)程項(xiàng)目管理的理念，所學(xué)的“零碎”知識(shí)無(wú)法形成一個(gè)完整的體系。基于BIM體系為土木工程專業(yè)的教學(xué)提供了一個(gè)全新的思路。一方面，BIM信息模型承載了項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、施工、使用和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的建筑信息，可以有效地和各門課程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，另一方面，利用BIM信息模型可以實(shí)現(xiàn)某些實(shí)踐環(huán)節(jié)的仿真訓(xùn)練，能很好的彌補(bǔ)由于受到施工時(shí)間、安全等各方面因素的影響而實(shí)踐環(huán)節(jié)受限的不足，使學(xué)生身臨其境，達(dá)到實(shí)踐訓(xùn)練的效果。

二、《建筑施工》課程教學(xué)現(xiàn)狀[1]

（1）常規(guī)教學(xué)

目前，《建筑施工》課程主要以多媒體教學(xué)結(jié)合板書(shū)的傳統(tǒng)手段，學(xué)生能夠通過(guò)視頻、動(dòng)畫(huà)或圖片等形式較為直觀地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，但對(duì)于較為復(fù)雜的施工工藝和施工技術(shù)，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)，主動(dòng)性難以激發(fā)。《建筑施工》課程具有動(dòng)態(tài)性、綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)，抽象知識(shí)多.技術(shù)更新快的特點(diǎn).學(xué)生對(duì)建筑施工沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)，要使學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)掌握建筑施工的各項(xiàng)施工工藝難度較大，并且要把工程項(xiàng)目形成一個(gè)體系那就更加不可能了。此外，還要求教師具備較強(qiáng)的理論水平和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 并且還需要緊跟建筑施工的發(fā)展步伐，才能夠根據(jù)課程特點(diǎn)采用合理、新穎的教學(xué)方法[2]。

（2）教材內(nèi)容、形式滯后

土木工程建筑施工的新材料、新工藝、新工法日新月異。現(xiàn)有《建筑施工》教材的內(nèi)容多為老教材的部分更新.對(duì)新技術(shù)、新工藝、新工法的介紹研究較少.且教材內(nèi)容主要是建筑施工工序相關(guān)的理論知識(shí).完整的項(xiàng)目案例較少.學(xué)生難以將“零碎“的施工工序理論知識(shí)與實(shí)際進(jìn)行有效地結(jié)合 ，要將這些零碎的施工工序形成體系那就更加困難了。

（3）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏

《建筑施工》的課堂教學(xué)中的一些復(fù)雜的施工工藝.多媒體教學(xué)也難以形象、生動(dòng)地描述清楚，學(xué)生更是難以理解。學(xué)生要對(duì)這些復(fù)雜施工工藝要形成感性認(rèn)識(shí)只能通過(guò)實(shí)踐，現(xiàn)場(chǎng)講解才能實(shí)現(xiàn)。但由于受實(shí)踐教學(xué)的時(shí)間安排的限制，加上去施工現(xiàn)場(chǎng)也不一定能遇到與教學(xué)內(nèi)容相吻合的施工場(chǎng)景.學(xué)生就較難學(xué)到實(shí)踐技能和現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程。

三、基于BIM體系的構(gòu)建

《建筑施工》課程對(duì)土木工程類復(fù)合型人才培養(yǎng)起著基礎(chǔ)性作片，在復(fù)合型人才培養(yǎng)的模式下，傳統(tǒng)的《建筑施工》課程教學(xué)方法難以滿足復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)，需進(jìn)一步更新教學(xué)觀念.運(yùn)用多種教學(xué)手段改進(jìn)教學(xué)方法、創(chuàng)新教材、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革與人的培養(yǎng)相結(jié)合.從而提高教學(xué)質(zhì)量。基于BIM體系，能很好的彌補(bǔ)目前教學(xué)存在的不足，利用BIM建筑信息模型將建筑物從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等各部分信息綜合起來(lái)，注重在項(xiàng)目管理、工程造價(jià)管理、建筑設(shè)施設(shè)備管理等相關(guān)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，依據(jù)這個(gè)思路，構(gòu)建基于BIM的體系的復(fù)合型人才培養(yǎng)體系。

（一）構(gòu)建基于BIM的課程體系

建筑施工技術(shù)是土木工程專業(yè)的一門主干學(xué)課，包括土方工程、基礎(chǔ)工程、鋼筋混凝土工程（包含現(xiàn)澆鋼筋混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程、結(jié)構(gòu)安裝工程）、砌體工程、屋面工程、裝飾工程等方面的內(nèi)容，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。課程里的許多知識(shí)要點(diǎn)都是跟實(shí)踐有密切關(guān)聯(lián)的，所以許多同學(xué)都覺(jué)得學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的難度，因?yàn)樗麄兌际菦](méi)有任何實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生。基于BIM體系，學(xué)生就可以把某一施工工序在老師的指導(dǎo)下按照實(shí)際的情況模擬出來(lái)，加深理解，如果能有機(jī)會(huì)去現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，就可以很牢固的掌握。比如有些復(fù)雜的施工工藝就可在基于BIM體系下模擬出來(lái)，案例如下：

1，支撐維護(hù)施工方案

基坑施工程序復(fù)雜，二維設(shè)計(jì)，解決三維空間超復(fù)雜問(wèn)題，因此風(fēng)險(xiǎn)大，同時(shí)工程進(jìn)度難以控制。在整個(gè)深基坑施工過(guò)程中，鋼筋、混凝土材料用量也很大，通過(guò) BIM 體系技術(shù)對(duì)基坑支撐維護(hù)施工方案模擬和審視、支撐維護(hù)結(jié)構(gòu)與土建結(jié)構(gòu)碰撞檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，合理安排施工。

基坑支撐模擬方案模型

2，梁縱筋與型鋼柱相遇的問(wèn)題

為了滿足超高層建筑抗震能力的的要求，超高層項(xiàng)目在設(shè)計(jì)的時(shí)候往往有型鋼柱、型鋼梁等構(gòu)件，此類型鋼構(gòu)件與鋼筋的連接是超高層施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)，保證型鋼預(yù)留鋼筋穿孔位置準(zhǔn) 確，避免鋼筋不能通過(guò)而采取焊接錨固，從而影響工程質(zhì)量，該復(fù)雜的施工工藝，基于 BIM 技術(shù)體系，進(jìn)行虛擬三維預(yù)排和穿孔位置控制，協(xié)助鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)隊(duì)伍控制孔洞的定位。

型鋼與鋼筋碰撞

（二）、《建筑施工》課程實(shí)踐、教學(xué)結(jié)合的措施探討

利用多媒體將課堂教學(xué)與現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。建筑施工技術(shù)是講述施工原理與工藝過(guò)程的一門實(shí)踐性專業(yè)課，因此在課堂教學(xué)中必須將理論和實(shí)際有機(jī)結(jié)合起來(lái)，由于受教學(xué)條件的限制，不可能在講述每一部分內(nèi)容時(shí)都讓學(xué)生參觀施工現(xiàn)場(chǎng)的施工過(guò)程去建立感性認(rèn)識(shí)，因此必須在課堂教學(xué)中盡可能創(chuàng)造機(jī)會(huì)和條件彌補(bǔ)這方面的不足。基于BIM體系教學(xué)就可以創(chuàng)造這種機(jī)會(huì)，我們可以通過(guò)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程，可以讓學(xué)生在課堂上“身臨其境”地感受施工現(xiàn)場(chǎng)的“真實(shí)狀態(tài)”。老師可以以某一項(xiàng)目為案例，基于BIM體系，讓學(xué)生把《建筑施工》課程所學(xué)知識(shí)，從項(xiàng)目的規(guī)劃、施工預(yù)算、建筑施工、工期、進(jìn)度等進(jìn)行模擬，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，反過(guò)來(lái)也激發(fā)了學(xué)生對(duì)《建筑施工》課程的興趣[3]。

五、 結(jié)語(yǔ)

施工技術(shù)管理在建筑企業(yè)中占有很重要的地位，熟悉技術(shù)更懂管理的復(fù)合型技術(shù)人才無(wú)疑能在人才競(jìng)爭(zhēng)中搶占至高點(diǎn)。本文基于BIM體系復(fù)合型人才培養(yǎng)模式下《建筑施工》教學(xué)改革進(jìn)行了粗淺的探討，希望能在土木工程專業(yè)教學(xué)中如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性、提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)，培養(yǎng)高素質(zhì)、高水平復(fù)合型人才道路上起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)：

1.吳瑜.談如何突出職業(yè)化教學(xué)在土木工程專業(yè)課程中的地位.佳木斯教育學(xué)報(bào)，2011（11）：120～121；

2.蘭曉玲.土木工程專業(yè)課程教學(xué)改革與教學(xué)新模式探索.山西建筑.2012 38（5）：275 276；

3.嚴(yán)小麗.土木工程專業(yè)課程“浸入式”教學(xué)環(huán)境構(gòu)建研究[J].高等建筑教育，2013（22）：72～74