基于BIM技術的建環專業校外實踐教學改革探究

楊會　朱輝　張治龍　畢明華

摘要：建筑信息模型（簡稱BIM）是建筑行業炙手可熱的新技術，作為廣西地區應用型本科的建筑環境與能源應用工程專業（HVAC），基于創新型人才培養模式，迫切需要將校外實踐教學與BIM技術相結合，以提高實踐教學效果。文章以桂林航天工業學院建環專業進行的校外實踐教學為依據，對基于BIM技術的實踐教學進行改革探討。

關鍵詞：BIM；建環專業；實踐教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0014-02

一、引言

地方本科高校轉型發展可促進經濟發展方式轉變及產業結構轉型升級，從一定程度上緩解新增勞動力就業結構性矛盾，加快全國教育綜合建設及改革[1]。應用型本科教育要求各高校結合地方區域特色，鍛煉學生動手實踐能力，培養應用型人才，核心環節是實踐教學[2]。傳統的校外實踐教學存在許多弊端和不足，如聯系實習場地困難、學生人數過多、教師自身專業素養不足、考核方式單一等，實踐現場和實踐時間等因素均直接制約傳統校外實踐質量。BIM是一種管理手段，是實現建筑業精細化，信息化管理的重要工具，對高校實踐教學體系建設產生變革性影響，是近期人們對教學課程體系改革的重要手段之一[3]。將BIM技術與學生實踐教學相結合，加強學生對建筑及其相關行業的理解，并為高校信息化教學提供一個嶄新的平臺。本文以桂林航天工業學院建筑環境與能源應用工程專業進行的校外實踐教學為依據，對基于BIM技術的實踐教學進行改革探討，為將BIM技術引入到實踐性教學當中，提高高校教學水平與教學質量提供參考。

二、BIM技術與虛擬現實相結合

《建筑信息模型應用統一標準》和《建筑信息模型施工應用標準》定義BIM為：在建設工程及設施全生命周期內，對其物理和功能特性進行數字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱[4-5]。虛擬現實技術VR利用高科技計算機技術，在一定范圍內生成逼真的視覺、聽覺、力覺、味覺和觸覺一體化的虛擬環境，用戶借助一定設備以自然的方式與虛擬環境中的物體進行交互作用，并獲得等同真實環境的體驗和感受。目前，70%美國高校已經將BIM技術融入到專業課程教學中，常用方式分為新開設BIM課程和在既有專業課程中嵌入BIM技術兩種。我國高校BIM教學尚處于起步階段，僅少數高校開設了BIM課程，如清華大學、哈爾濱工業大學、大連理工大學等，一般以BIM技術應用、BIM實驗實踐和BIM方向畢業設計等形式開設課程。

為有效解決建環專業實踐教學中，學生工程背景薄弱，系統分析能力缺乏和大工程的“高投入、高耗材、難觀摩”等難題，實現本專業BIM課程教育，我校2017年先后建立BIM實訓教學實驗室和虛擬現實實驗室。依托BIM實訓教學實驗室，我院陸續完成酒店建筑、商場建筑、影院建筑和大型展覽廳等共計10個不同建筑類型的虛擬暖通空調工程，利用三維虛擬現實技術，學生通過VR虛擬實驗室，可選擇不同路徑進入該項工程的任意部分，觀察管道布局、設備結構和安裝方法等。同時我們將設備的結構原理、設計方法與相關的專業理論基礎等知識點嵌入仿真系統中，相比原有的“紙上談兵”式教學模式，這種真實工程場景下教學的方法更讓人認識深刻。

三、建環專業BIM技術實踐教學開展

認識實習和生產實習是包括建環專業在內的工科院校培養學生動手實踐能力和創新性思維的重要教學手段。傳統的校外實習實踐，一般以學院為單位安排好校外實習基地，以班級為單位，由指導教師帶領，進行參觀學習。參觀結束后，學生遞交實習報告和實習日志，由帶隊教師評定成績完成實習。此種校外實習實踐方式耗費大量師生精力、時間及學校經費，而學生收獲有限。弊端主要表現在以下幾個方面：（1）以班級為單位，學生人數眾多，帶隊老師忙于現場秩序和安全。（2）校外實習時間短、實習場所空間有限，實習效果不佳。（3）部分教師自身專業實踐素養不足，很多高校教師理論內行實踐外行，實踐現場無法深入講解。（4）考核方式單一，實習的考核方式只是遞交實習日志和實習報告，由指導教師評定成績，很多學生抄襲他人成果或者到網上“找資料”應付了事，人才培養質量難以得到保證。

針對目前傳統校外實踐出現的弊端和不足，基于節能減排的建環專業創新型人才培養模式，針對國內外關于BIM技術的研究現狀及應用，將BIM技術與建環專業實踐教學相結合，將成為一種新的教學方式。在校外實習之前，利用BIM實訓教學實驗室和虛擬現實實驗室，模擬即將去實習的工程圖紙，以班級為單位進行分組，小組內部分工協作，以小組為單位上交虛擬成果。此種實習前虛擬施工環節將極大地豐富學生實踐環節理論知識，拓展實習教學思維。虛擬施工環節結束后，進行校外實習基地實際參觀學習，已經完成虛擬施工模擬的學生對即將進行的實習現場了然于心，能夠帶著疑問參觀實習，做到有的放矢。在實習基地參觀歸來后，學生均可根據實際施工經驗，總結技術要點繼續完善自己的虛擬施工流程，指導老師亦可組織學生進行虛擬設計所想所思和現場參觀所見所聞進行討論，既可活躍教學氣氛，又加強了實踐教學效果。

四、結語

本文闡述了建環專業傳統校外實踐教學的弊端與不足，將BIM技術和虛擬現實與建環專業實踐教學相結合，將成為一種新的教學方式，校外實踐教學提供了新的視角。這一改革也有助于學生對建環專業學科系統化的理解，提升學生的綜合素質和實踐應用能力。

參考文獻：

[1]董洪亮.為大量培養本科層次應用技術型人才地方本科高校該轉型了[EB/OL].（2014-05-08）[2018-4-1].http：//edu.people.com.cn/n/2014/0508/c1053-24989424.html.

[2]劉照球，李云貴.土木工程專業BIM技術知識體系和課程架構[J].建筑技術，2013，44（10）：913-916.

[3]曾文海，黃泰儒，盧美君.基于BIM技術的高校實踐教學體系建設研究[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2016，29（1）：76-78.

[4]國家標準GB/T 51212.建筑信息模型應用統一標準[S].北京：中國建筑工業出版社出版，2016.

[5]國家標準GB/T 51235.建筑信息模型施工應用標準[S].北京：中國建筑工業出版社出版，2017.