基于BIM技術的建筑工程計量課程改革

劉盛輝

（陜西鐵路工程職業技術學院 陜西渭南 714099）

1 教學現狀分析

建筑工程計量是工程造價專業的一門專業核心課程，具有知識點抽象、專業性較強等特點。課程開設在工程造價專業大一第二學期，著重培養學生快速識讀施工圖并計算圖紙清單工程量的能力。

課程內容包括建筑工程基本構造、土方工程量計算、基礎工程量計算、主體工程量計算、屋頂工程量計算、門和窗工程量計算、建筑裝飾裝修工程量計算七部分內容。課程的培養目標是要求學生能掌握磚混結構工程和框架結構工程的構造組成，能明確不同構件相互之間的搭接關系，能結合工程實際判斷構造類型，分析各構件的組成，進而選擇正確的工程量清單項目，能掌握清單工程量計算規則，計算工程數量并正確編制工程量清單的能力。

建筑工程計量是一門專業性很強的課程，而入校剛剛半年的大學生對建筑構造方面的專業名詞基本上是完全陌生的，對建筑構件的空間想象力，構造節點的搭配關系更是兩眼一抹黑。針對這種情況的學生應，傳統的教學方法主要通過以下幾種方式來解決問題：

（1）專業名詞還是通過老師課堂講授來完成，而建筑基本構件的學習主要通過對他進行定義并結合PPT上的圖片進行展示，而節點詳圖是以圖片結合剖面圖來講解的。

（2）建筑工程量的計算，通過計算規范的解讀和施工圖紙的小案例來掌握所學知識點。這里的重點是解決學生讀圖的問題，只有將二維的施工圖完全讀懂了，轉化成三維的立體才能結合工程量計算規范算出工程量，編好工程量清單。然而如何引導學生將二維施工圖紙在腦海中轉化為三維建筑構件，一直是個難題。傳統方法都是老師講解，用各種學生熟悉的生活場景進行比喻、對比來讓學生理解和掌握的。

這種教學方式會導致部分學生因為自己的空間想象力不足而失去對本課程的學習興趣和學習主動性，造成厭學情緒，甚至會影響其他專業課程的學習。而BIM技術具有可視化、模型性的特點一旦運用到教學中，必定會給課程的教學帶來翻天覆地的變化。

2 BIM技術在課程中的應用

2.1 BIM的定義和特點

BIM，即Building Information Modeling的縮寫，意思是建筑信息模型，是利用三維空間模型作為載體來整合工程的各類信息，并將這些信息在建筑設計、施工、運維階段中應用分享。BIM技術中的可視化、模型性和協調性等特點為讓BIM技術廣泛的應用在建設工程全生命周期中[1]。

雖然BIM理念并不依賴于任何軟件而存在，但BIM技術的實施必須有相應軟件作支撐，在這個大數據的時代，BIM概念的提出其實也正是基于建筑行業各類軟件的發展、進步，沒有軟件的支持，BIM只能是一句空話。由于BIM沒有特定的軟件，凡是可以為BIM所用并體現BIM價值的軟件都可稱之為BIM軟件。本課題中采用的大家比較熟悉的本土化廣聯達BIM系列軟件[2]。

廣聯達的兩款經典的BIM軟件：廣聯達BIM鋼筋算量、廣聯達BIM土建算量。這兩款BIM軟件都是通過三維建筑實體模型的建立來完成工程量的計算的。建好的三維模型具有直觀生動的視覺效果，可以從任何角度展現建筑構件的細節和基本構造特點，由于給出的效果都是三維立體的，而且還可以不同顏色來顯示不同的構件，當構件相交之后也會體現出構件之間的扣減關系，即相交的節點只顯示級別最高的構件，被扣減的構件就不再顯示了，每個構件都是會被拆卸的組裝的，類似于兒童積木一樣，但它最大的特點就是虛擬仿真，方便實用。

2.2 教學理念的改變

傳統的教學理念是通過教師講授來引導學生讀懂二維施工圖紙，然后利用投影的原理將二維圖形想象成三維空間形體，最后再依據工程量計算原理編制工程量清單。整個教學過程抽象，理解起來也都因人而異，較難讓全部學生都能很快的在腦海里建立三維建筑維模型更談不上編制工程量清單了。

BIM技術的出現可以轉變傳統的教學理念：課堂上老師通過施工圖和三維模型對比分析來展開教學，將知識點都融入到模型中，三維的直觀性更容易激發學生的學習積極性，多維度的視覺效果也更符合人體的感官需求，這樣就將以前說不清的建筑基本構造通過實體展示的形式變得更加通俗易懂。另外節點構造也可以通過三維展示拆分基本構件單元，而組合到一起的基本構件單元也會顯示出相互的扣減關系。這種直觀的感受直接解決了同學們看圖難的問題。以前對構造柱、散水、圈梁、挑檐等的名詞解釋也因為有直觀的模型讓學生理解起來更加容易，印象深刻。三維模型結合建筑與裝飾工程工程量清單計算規范，編制工程量清單易如反掌[3]。

2.3 教學方式的改變

傳統的教學方式都是以課本為主線，按照章節知識點展開教學，先講建筑構造，然后講工程量計算，知識結構缺乏系統性和連貫性，造成的結果是：許多同學學到工程量計算的時候已經忘記了構造所學知識，看不懂圖紙、分析不出節點構造、弄不清構件的扣減關系。究其原因是知識點的學習不夠系統，識讀、構造、工程量計算的強化訓練還不夠。

BIM技術的引用是以工程圖紙為主線，按照工程的建造順序劃分學習任務。分別從磚混結構、框架結構兩個項目的著手課程的教學。項目下面是具體的學習任務，所有的知識點全都都滲透在任務中，學生通過完成任務掌握課程知識點[4]。

2.4 課程教學內容的選取

以陜西鐵路工程職業技術學院工程造價人才培養方案為依托，通過企業調研選取了兩個經典的實際工程——磚混結構、框架結構，通過廣聯達BIM算量軟件分別建出兩套圖紙的三維模型。如圖1磚混結構土建模型，圖2框架結構鋼筋模型。

圖1 磚混結構土建模型

圖2 框架結構鋼筋模型

課程教學任務的劃分圍繞這兩個項目展開，具體任務分解和學習目標見表1，課程學習任務要求。

表1 學習任務劃分和要求

6 任務六 建筑裝飾裝修構造與識圖7 任務七 土方工程量計算8 任務八 基礎工程量計算9 任務九 主體工程量計算10 任務十 屋面工程量計算11 任務十一 門窗工程量計算12 任務十二 裝飾裝修工程量計算主要內容：樓地面、墻柱面和天棚要求：1、掌握樓地面、墻柱面和天棚裝飾的構造組成2、能正確識讀裝飾裝修的工程圖紙主要內容：平整場地、一般土方、溝槽土方、基坑土方和土方回填要求：1、熟悉各類土方的圖紙特點2、能正確計算土方工程量并編制工程量清單主要內容：磚基礎、砼條基、獨立基礎、筏板基礎和樁基礎要求：1、熟悉各類基礎的圖紙特點2、能正確計算基礎工程量并編制工程量清單主要內容：墻體、柱、梁、樓板、樓梯和其他構件要求：1、熟悉各類主體構件的圖紙特點2、能正確計算主體工程量并編制工程量清單主要內容：平屋頂和坡屋頂要求：1、熟悉各類屋頂的圖紙特點2、能正確計算屋頂工程量并編制工程量清單主要內容：門和窗要求：1、熟悉各類門窗的圖紙特點2、能正確計算門窗工程量并編制工程量清單主要內容：樓地面、墻柱面和天棚要求：1、熟悉各類裝飾構造的圖紙特點2、能正確計算裝飾工程量并編制工程量清單

2.5 課程教實施過程

在造價3151、3152班中展開教學改革試點。首先鼓勵大家加入工程造價學社，通過社團的活動掌握 CAD、office辦公軟件、廣聯達軟件的基本操作，達到能打開瀏覽這三大軟件包含內容的技能，激發了學生的學習興趣。課堂上將學生分成6個小組，每組8個同學，發放任務書和引導文，學生通過自學，小組討論，老師講解的方式完成各知識點的學習，整個學習過程中都是以學生為中心，老師只是任務實施的引導者，以答疑解惑為主。學生在完成任務的同時，就達到了本課程要求的技能。各學習任務之間的內容是互相融合的，三維模型、網絡在線課資源和教師講授三管齊下，保障了本課程的教學質量和效果。

3 結論

表2 班級成績對比分析

BIM技術在課堂上的成功應用，活躍了課堂氛圍，激發了學生的學習興趣，鍛煉了學生的學習能力。BIM技術的可視化功能在教學改革中體現的淋漓盡致，實現了三維建筑模型與二維圖紙的全方位多層次的實時對應，非常適合鍛煉學生的空間想象力。通過 BIM模型這個紐帶很好的將識圖與算量連接到一起。最后教改班級造價3151與正常班級造價3141、造價3142的成績進行分析對比如表2。