基于BIM素質培養的高校建筑學專業教學研究

李 茜

(安徽工程大學，安徽 蕪湖 241000)

基于BIM素質培養的高校建筑學專業教學研究

李 茜

(安徽工程大學，安徽 蕪湖 241000)

目前，中國建筑行業迎來了建筑信息模型(BIM)時代。BIM建筑不僅為當前建筑信息問題提供了一種新的思路和方法，也為高等學校建筑學專業的培養目標指明了一個新的方向。地方高校應依據自身地域優勢、辦學特色和專業特長，積極實行建筑學教育的培養方案優化與課程調整，通過對高校師生的BIM理念普及，貫徹實行建筑學專業課程的深化改革，主干課程逐一擊破，重新整合建筑學基礎課程與相關課程之間的聯系。

建筑信息模型；素質培養；建筑教育；課程改革

0 引言

我國建筑行業的多數建設項目仍采用DBB(設計—招標—建造)管理模式，每個工程環節技術信息的傳遞與處理頻頻遭遇阻撓，造成建設單位工作的重復、工程進度的延誤、資金開支的浪費等。如何在建設過程中統一有效地管理復雜的技術信息，已成為提高設計質量和施工效率的首要因素。2002年首次提出的BIM(Building Information Modeling，“建筑信息模型”)概念，為解決建筑信息問題提供了一種新思路、新方法和新技術，建筑行業也隨之進入一個全新的BIM時代。[1]

1 BIM的含義與作用

1.1 BIM的含義

BIM是貫穿于建設項目全生命周期的系統工程，從項目策劃、可行性研究、設計工作、建設施工、運營管理直至建筑拆除，建設項目所有信息都以數字化形式表達，以多維參數模型為信息載體，在不同階段、不同參與方使用不同軟件，建立對應的項目信息模型，輸入數據與信息并查看、修改，保證各環節信息的實時共享和及時交流，達成各方技術和規范的相互統一，確保建設項目按時保質完成。

1.2 BIM對建筑教育的發展導引

(1)BIM為建筑學專業提供新的視角與平臺

多年來，地方高校建筑學專業的培養方案、授課模式一直都未出現較大變化。隨著建筑信息化的快速發展，越來越多的畢業生發現校園學習內容已不能適應如今工作實踐的需求。

BIM的核心理論是“信息共享”，還需提及“協同工作”。作為建設項目信息存儲的大系統，一方面，不同專業工程師可以進行三維建筑參數化數據的交互與溝通；另一方面，相關參與方(包括業主、設計師、施工與監理方、運營商)可以基于BIM系統平臺進行協同工作，實時交流與信息共享，力求實現一體化項目交付(Integrated Project Delivery，IPD)的新模式。建筑專業作為其中一個重要的設計環節，為建筑教育提供了一個嶄新的視角，同樣對建筑學專業學生提出了更高的要求，需要大家具備BIM的應用操作能力。

(2)BIM為建筑課程提供新的方法與技術

建筑學核心的基礎課程多為設計類課程。此類課程設計方式從傳統的手工二維草圖表達演變成CAD、PS等計算機輔助繪圖軟件制圖，表達手法逐漸向技術信息化邁進。但設計本質卻依舊保持著從平、立面到模型的原始步驟，方案修改還要重復原先過程。

而BIM輔助建筑課程將是一個全新的設計體驗。在整個設計過程中，設計者將一直處于虛擬的三維建筑空間中，并將3D和2D技術與信息相結合，將建筑構件的技術信息與各門專業課程內容緊密結合，并利用多種軟件進行設計與計算，大大縮短方案設計的進程，有效地提高建筑課程的實用價值。面對以上的優勢，高校應積極重視建筑學專業學生BIM素質和能力的培養。[2]

2 地方高校建筑專業學生的BIM素質培養

2.1 BIM理念的普及

BIM不僅是一種建筑設計軟件，而是貫穿于建筑整個生命周期的龐大的建模數據系統。因其具有豐富的構件信息和精準的數據，可以實現綠色建筑跨學科、跨階段的綜合設計過程的需求，順應當前的可持續設計潮流。

教師作為施行BIM建筑教育改革的主體，首要任務是進行BIM知識的系統培訓與學習。采用多種形式增加教師的BIM學習渠道，為教授學生奠定堅實的基礎。其次，專業教師應盡早研究提出針對不同地區、不同學校辦學定位的建筑學學生BIM素質培養方案，在原有的專業培養計劃中融入BIM理念，在主干課程中滲透BIM的系統知識，既能延續地方高校建筑學以往的專業傳統與特色，更能強化學生適應BIM建筑市場的工程應用和創新能力。最后，還需要學校、學院領導的鼓勵與支持，積極營造師生學習BIM的濃郁氛圍，更需要強有力的學科發展資金支持。

2.2 專業課程的改革

學生獲取知識的直接來源即課程學習，要想讓學生熟悉、掌握并運用BIM，必須在專業課程教學中下一番功夫。尤其針對建筑學專業的主干課程，需要重新編寫教學大綱，教學內容的安排也要進行相應的調整。以下結合建筑學專業的幾門主干課程展開分析。

(1)課程一：《建筑數字技術》課程

不言而喻，軟件是學習BIM的首選課程。以往學習中，該課程稱為《計算機輔助制圖》，課堂與上機課時都較少，學習內容較為單一(AutoCAD、天正)，學生大都是在課后自學Sketchup、Photoshop等其他軟件。在這里，鑒于BIM不僅是計算機輔助手段，更是建筑數字技術的改革與創新，應將本課程更名為《建筑數字技術》。通過學習建筑全生命周期不同設計階段的設計理念和軟件，掌握BIM的基本概念、技術特點、應用軟件、實施組織等基礎內容，相應增加課時量，系統地學習BIM軟件應用基礎。相關參考書籍眾多，例如《BIM建筑設計實例》、《節地、節能、節水、節材——BIM與綠色建筑》、《ECOTECT建筑環境設計教程》等。

結合何關培老師對BIM相關軟件的總結[3]，進行如下分類供大家參考：

表1 BIM軟件分類

(2)課程二：《建筑設計》課程

在建筑設計課程中學習不同類型建筑的設計要點，基于學生們的設計構思，BIM的出現為建筑設計提供了全新的表達方式。在三維空間中，輸入詳細設計數據、建立BIM建筑模型，設計構思、空間分析、體量特征、日照分析、建筑材料特性、結構施工等一系列過程，都可以借助該模型進行多學科、多方面的思考與設計，落實前期的設計思想，強化課堂上建筑設計的可實施性，指導學生盡早掌握建筑的基本屬性。BIM還具有建筑綠色節能分析能力，通過提取三維建筑模型中的非圖形數據信息，導入對應的分析軟件之中，對設計方案進行精確的計算和分析，得到的結果可反饋于設計，并作出適當的優化和調整，加快最終方案的確立。以此深入了解綠色建筑的設計特點，有效縮小學校課程設計與工作實際操作的差距。

在多輪方案的修改中，直接對BIM模型實行修改，其他對應的數據會自動變更，大大提高設計效率，保證建筑設計的構思原真性和設計獨特性。直至最終方案確定，利用BIM模型直接生成圖紙文檔，以確保成圖信息的精確性與標準型。

在課程中，對于造型規整、機電管線系統相對簡單的建筑設計(如住宅、辦公樓、商業中心等)，是學生初步使用BIM的最佳建筑類型選擇。建議從擴初設計階段開始介入BIM，先掌握BIM設計工具的基本功能，逐步向方案深化過渡。對于造型奇異復雜的建筑設計(如體育場、影劇院、航空樓等建筑類型)，BIM即可充分發揮其最優價值，建議從方案設計階段介入BIM，使用Revit Architecture軟件編寫程序、定制工具插件等完成復雜造型設計。同時，利用每學期期末為期兩周的課程設計實踐周的時間段，利用BIM進行建筑施工圖設計的學習與繪制，讓學生體會建筑設計連貫性的推進過程。

(3)課程三：《建筑構造》、《建筑物理》課程

通過面對面的溝通，學生普遍反映即使《建筑構造》課程在低年級就開設，教師以大量的模型、圖片甚至實物展示，但大家學習后還是未能與建筑設計建立知識聯系，這種課程脫節現象屢屢出現，《建筑物理》也是如此，學習復雜的概念和繁瑣的計算之后，卻不能與建筑設計緊密結合在一起。而BIM恰好對癥下藥。BIM主體模型的組成要素正是建筑的基本構件，學生在建模、分析過程中，其本身包含構件的基本構造信息和系統完整的數據庫，可以清晰地掌控每個建筑構件的材質、導熱系數、受力荷載等性能。近些年，綠色建筑設計炙手可熱，新型建筑材料和結構形式層出不窮，有限的建筑構造實驗室未能收集齊全的建筑構造模型。此時可以利用BIM通過數據輸入，在軟件中建模，直觀展示新型材料與結構的有關信息，為學生學習和教師科研提供了良好的契機與平臺。

在《建筑物理》課程中，通過BIM模型演示建筑設計方案，提取模型物理參數信息，導入分析模擬軟件(Ecotect)進行復雜分析與計算(如日照分析、熱量分析、聲學分析等)，利用計算機得出的精確結論進行不同方案的對比，直觀選擇合理經濟的建筑方案。

(4)課程之間的融會貫通

在BIM理念的滲透之下，需要建筑師重新整合建筑設計的工作流程，需要教師重新制定專業課程的教授順序與側重點，更需要學生清晰認識到行業變化并盡快適應。地方高校建筑學的各類專業課程按照年級順序、難度深淺、內容前后連貫等要求形成體系。除了以上介紹，其他一些課程如《建筑設備》、《建筑施工》、《建筑法規》等也需做出相應調整，加強課程之間的融會貫通，讓學生在本科階段有一個完整的系統學習。

3 結語

BIM時代已經到來，面對未來建筑行業的發展形勢，高校專業教師需要做的就是積極接受、主動消化，并盡可能全面地將BIM應用傳授給學生。這需要學校的支持、教師的努力和學生的配合，加強建筑學BIM素質教育人才的培養，才能靈活應對不斷變化的市場需求。

[1] 李建成.BIM概述[J].時代建筑，2013，(2)：10-15.

[2] 龍文志.建筑業應盡快推行建筑信息模型(BIM)技術[J].建筑技術，2011，42(1)：9-14.

[3] 何關培.BIM和BIM相關軟件[J].土木建筑工程信息技術，2010,2(4)：110-117.

Research on Teaching of Architecture Specialty Based on Building Information Modeling(BIM)Quality

LIQian

(AnhuiPolytechnicUniversity，Wuhu241000,China)

Chinese construction industry has entered the era of BIM (Building Information Modeling).BIM not only provides a new way for the current building information,it also points out a new direction for the training goal of the architecture specialty in higher education schools.Local colleges and universities should take base on their own advantages,geographical characteristics and professional expertise,actively implement the training scheme optimization and curriculum adjustment of architectural education.Through the popularization of the concept of BIM to university teachers and students,implementing the deepening reform of architecture professional course,analyzing main courses one by one,reintegrating basic courses and related courses.

Building Information Modeling(BIM)；qualities cultivating；architectural education；courses reform

2016-12-21

2016年安徽工程大學校級教學質量提升計劃項目——翻轉課堂《建筑初步》(2016fzkt05)

李茜(1986-)，女，碩士，安徽工程大學建筑工程學院教師，研究方向：建筑設計、建筑教育。

G642.0

A

1674-3229(2017)01-0118-03