以設(shè)計(jì)競賽為載體 推動基于BIM的土木工程專業(yè)課程改革

石曉娟　王邵臻　李金云

摘要：在全國掀起B(yǎng)IM技術(shù)應(yīng)用的大潮下，作為人才培養(yǎng)搖籃的高校，如何培養(yǎng)出順應(yīng)行業(yè)需求的BIM技術(shù)應(yīng)用人才，是目前亟待解決的問題。本文以土木工程專業(yè)課程為例，闡述了以設(shè)計(jì)競賽為載體，將BIM技術(shù)融入專業(yè)課程改革，并對取得的成果及存在的問題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)競賽；BIM；土木工程；課程改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）26-0089-02

一、BIM技術(shù)應(yīng)用及人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)作為繼CAD后建筑行業(yè)的又一次革命，在國內(nèi)外掀起應(yīng)用的熱潮。BIM是指創(chuàng)建并利用數(shù)字技術(shù)對建設(shè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)維全過程進(jìn)行管理和優(yōu)化的過程、方法和技術(shù)。它以三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫為核心，實(shí)現(xiàn)可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性。隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，BIM技術(shù)人才的缺乏日益凸顯。

高校作為人才培養(yǎng)的前沿陣地，一直在探索如何培養(yǎng)上手快、后勁足、適應(yīng)性強(qiáng)的綜合應(yīng)用型人才。國內(nèi)許多高校也開始以BIM的應(yīng)用推廣為契機(jī)，順應(yīng)社會需求，將BIM技術(shù)融入專業(yè)課程教學(xué)。我校作為一所應(yīng)用型院校，在土木工程專業(yè)教學(xué)方面也進(jìn)行了一些探索。

近年來，一些BIM軟件的研發(fā)企業(yè)，以軟件推廣為目的，組織舉辦了各類BIM大賽，如廣聯(lián)達(dá)大賽、斯維爾杯以及歐特克公司的創(chuàng)新杯等。隨著大賽的連續(xù)舉辦，賽制越來越完善，影響范圍越來越廣，很多高校開始組織學(xué)生參與到大賽中。BIM大賽的開展，對高校BIM教學(xué)改革起到很好的推動作用。我校以BIM設(shè)計(jì)競賽為載體，也進(jìn)行了基于BIM的土木工程專業(yè)課程改革探索。

二、建立多層面競賽架構(gòu)

學(xué)科設(shè)計(jì)競賽是學(xué)生對所學(xué)知識加以梳理整合、進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用并有所創(chuàng)新的過程，競賽結(jié)果則是學(xué)生對知識掌握程度及運(yùn)用能力的綜合反映[1]。通過參與設(shè)計(jì)競賽，也可對我們的教學(xué)效果進(jìn)行反饋，反映了培養(yǎng)計(jì)劃、課程設(shè)置是否適用和合理。為此，我們建立了以全國BIM大賽為龍頭，以省級及地方性BIM賽事為重點(diǎn)，以校內(nèi)建模大賽、制圖大賽及BIM技能大賽為基礎(chǔ)的多層面競賽架構(gòu)。

三、完善多方位的保障機(jī)制

（一）建立完善的規(guī)章制度和組織體系

建立和健全各種獎(jiǎng)勵(lì)、激勵(lì)機(jī)制，以制度的形式給予學(xué)生學(xué)分獎(jiǎng)勵(lì)及指導(dǎo)教師在評優(yōu)及職稱評審方面的傾斜政策；并成立專門的組織機(jī)構(gòu)，完善相應(yīng)的管理體系，由專人負(fù)責(zé)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

（二）設(shè)立設(shè)計(jì)競賽專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)

通過設(shè)立設(shè)計(jì)競賽專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，保證經(jīng)費(fèi)的投入，做到專款專用，為開展系列賽事提供物質(zhì)保障，從而大大激發(fā)學(xué)生的參賽熱情及指導(dǎo)教師的積極性。

（三）加強(qiáng)指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)

對于指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)，一方面是把校內(nèi)教師送出去，通過培訓(xùn)及企業(yè)實(shí)踐的方式提升他們的綜合指導(dǎo)能力；另一方面，是把校外專家請進(jìn)來，定期舉辦一些專題講座，或聘為校外導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生。通過送出去、請進(jìn)來的舉措，提升指導(dǎo)教師隊(duì)伍的綜合水平。

四、以設(shè)計(jì)競賽為載體，推動課程改革

深化教學(xué)改革，更新教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)質(zhì)量，是教育工作者一直孜孜不倦探索的。通過參賽，學(xué)生可加強(qiáng)BIM相關(guān)知識和軟件的學(xué)習(xí)，對BIM的認(rèn)識和應(yīng)用得到很大的提升[2]。但參賽的學(xué)生畢竟是一小部分，只有把競賽反饋加以總結(jié)、經(jīng)驗(yàn)及成果予以推廣，存在的問題及時(shí)在日常教學(xué)中得到改進(jìn)，才能使絕大部分學(xué)生受益。為此，我們以設(shè)計(jì)競賽為載體，嘗試把BIM技術(shù)融入專業(yè)課程，形成“學(xué)科競賽—科技創(chuàng)新—教學(xué)改革”的良性循環(huán)模式[3]。下面以土木工程施工課程為例進(jìn)行探討。

（一）BIM技術(shù)在土木工程施工課程中的應(yīng)用

土木工程施工是土木工程專業(yè)的主干課程，該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生利用施工技術(shù)及施工組織原理解決施工現(xiàn)場實(shí)際問題的能力，是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性都非常強(qiáng)的課程。把BIM技術(shù)引入施工課程教學(xué)，采用案例教學(xué)法，可實(shí)現(xiàn)施工可視化仿真教學(xué)，使學(xué)生直觀感受現(xiàn)場施工的氛圍。同時(shí)，將施工現(xiàn)場布置、施工方案以及施工進(jìn)度計(jì)劃在構(gòu)建的BIM模型中體現(xiàn)出來，一方面可以讓學(xué)生了解相關(guān)的軟件應(yīng)用，如Revit、Navisworks及Project等；另一方面，可加深對所學(xué)知識的理解，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識與工程實(shí)踐結(jié)合起來[4]。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生會認(rèn)可這種講授方式，學(xué)習(xí)效率大大提高，收到事半功倍的效果。

（二）BIM技術(shù)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

畢業(yè)設(shè)計(jì)作為實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，其主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識去解決實(shí)際工程問題的能力。土木工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容涵蓋理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工程制圖等。BIM技術(shù)在此階段的應(yīng)用，主要是采用BIM技術(shù)及操作相關(guān)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖、構(gòu)建模型及某方面的應(yīng)用，并在答辯環(huán)節(jié)相應(yīng)增加與BIM技術(shù)相關(guān)問題的比重[4]。以施工類基坑支護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)為例，主要設(shè)計(jì)流程為：選擇支護(hù)類型→進(jìn)行支護(hù)內(nèi)力計(jì)算及穩(wěn)定性驗(yàn)算→編制施工方案→利用軟件三維建模及施工組織模擬→出圖及成果集成→準(zhǔn)備答辯。

通過BIM技術(shù)在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，得到學(xué)生的廣泛認(rèn)可。大家普遍反映積極性提高了，趣味性增強(qiáng)了，不再像以前那樣“走過場”，真正做到學(xué)以致用。有部分學(xué)生在畢業(yè)后，還找到了BIM工程師這樣的工作。

（三）BIM技術(shù)融入其他專業(yè)課程的建議

BIM知識體系龐大而復(fù)雜，對BIM技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)是系統(tǒng)的，涉及建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、管線設(shè)計(jì)、碰撞檢查、工程算量計(jì)價(jià)及施工管理等。單一課程無法實(shí)現(xiàn)BIM的全部應(yīng)用，只有將BIM知識貫穿到現(xiàn)有的土木工程系列專業(yè)課程中，在現(xiàn)有專業(yè)課的理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中增加對應(yīng)的BIM應(yīng)用，形成多課聯(lián)合教學(xué)，才能收到比較好的教學(xué)效果[5]。在土木工程制圖、房屋建筑學(xué)等專業(yè)課程中引入BIM建模技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的識圖、空間思維及建模能力。在工程項(xiàng)目管理、土木工程施工、工程概預(yù)算、招投標(biāo)及合同管理等專業(yè)課程中，引入BIM全生命周期理論的應(yīng)用，在三維建模的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)4D施工模擬和5D成本管理，可提高學(xué)生掌握BIM的實(shí)際操作技能。

五、教學(xué)成果

以設(shè)計(jì)競賽為載體，將競賽和日常教學(xué)相結(jié)合，既可推動基于BIM的專業(yè)課程改革，又能促進(jìn)學(xué)風(fēng)建設(shè)和學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在師資方面，師資隊(duì)伍水平得到提高，教師積極投身教學(xué)改革，已編寫出3套實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書講義和6部土木工程應(yīng)用型系列教材，發(fā)表論文20余篇，獲批校級及以上教改項(xiàng)目10余項(xiàng)，多人次在校級課堂教學(xué)評比中獲獎(jiǎng)。在學(xué)生方面，參加各類競賽也取得不俗的成績，參加廣聯(lián)達(dá)主辦的第三屆全國高校BIM畢業(yè)設(shè)計(jì)大賽取得優(yōu)秀獎(jiǎng)；參加寶坻區(qū)首屆創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽榮獲二等獎(jiǎng)，并順利進(jìn)入天津市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽決賽；參加第三屆全國高等院校學(xué)生BIM應(yīng)用技能網(wǎng)絡(luò)大賽榮獲全階段獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)；通過校內(nèi)層層遴選，獲得三項(xiàng)天津市大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等。

六、結(jié)語

以設(shè)計(jì)競賽為載體，將BIM技術(shù)融入土木工程專業(yè)課程教學(xué)，雖進(jìn)行了一些有益探索，取得了一定成效，但不可避免地會遇到一些問題。課程改革不是一蹴而就的，它是一個(gè)逐步推進(jìn)、不斷完善的過程。我們將繼續(xù)努力，不斷探索，適時(shí)總結(jié)，并加以推廣，以期培養(yǎng)出滿足行業(yè)需求的綜合應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李倩，王雪鋒.基于BIM的獨(dú)立院校土木工程專業(yè)多課程聯(lián)合教學(xué)研究[J].高等建筑教育，2016，25（06）：85-90.

[3]張兆強(qiáng).以學(xué)科競賽為載體，培養(yǎng)土建類大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的探索與實(shí)踐[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2011，（31）：16-17.

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