基于BIM的高職土木工程課程體系教學改革

張美娟

（蘭州現代職業學院城市建設學院，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

隨著科學技術的發展,各種高性能建筑材料和建筑信息建模正逐步應用到建筑工程中,這使得建筑行業處于一場關鍵而重大的技術變革之中，BIM 技術在土木工程中的應用越來越受到重視。因此，在BIM 的高職土木工程課程體系的教學改革中，我們需要學習先進的教學技術，建設BIM 教學課程系統。

1 BIM 定義及優勢

BIM 的英文全稱為Building Information Modeling，它主要標識設施物理和性能特征，將其以數字的形式表現出來。同時BIM 具有共享知識資源的特點，在建筑項目設施過程中從概念設計到方案落地都可以提供可依據的決策信息。隨著項目的推進，不同利益相關方在不同階段通過BIM 插入、提取、修改信息，及時反映當前工作情況。目前，我們主要發現了BIM 技術的五大優勢：（1）節省高達40%的預算成本；（2）成本估算的準確度在3%以內；（3）因時間而產生的成本估算降低高達80%；（4）通過打孔檢測,重合值節省10%；（5）項目數量減少7%。由于BIM 的這些優勢，越來越多的企業開始使用BIM 技術來建立信息模型。這類技術最開始在美國應用，在2003年，美國總務管理局啟動了國家3D-4D-BIM 計劃，并相繼發布了一系列BIM 指南。此后，它在歐洲、日本和韓國等其他國家也發展迅速，BIM 技術在中國建筑業的應用也始于2003年。“十二五”期間，住房和建設部將BIM 技術列為重點推廣技術。BIM 技術也已被引入中國的許多著名項目，如北京奧運會水立方博物館、上海世博會德國國家博物館和中央音樂學院音樂廳。雖然近年來BIM 技術不斷得到推廣，但用戶主要是少數設計單位。就BIM 技術使用的深度和廣度而言，目前還只是剛剛起步。我們需要加強對BIM 技術在高職土木工程課程教學中的應用，培養更多優秀人才，更好的為社會工作提供幫助。

2 國內外高校BIM 教學改革現狀

雖然BIM 技術已在建筑行業得到廣泛認可,企業也認識到BIM 技術可以簡化施工過程,節約企業時間和成本,但在人才市場方面，缺乏BIM 技術人員。因此，更好的提高企業的運營效益，在高職土木工程課程的教學中，我們需要加強BIM 技術教學改革，改變傳統土木工程的施工方式，而在土木工程課程中應用BIM 技術來提供學生的思維和技術技能，需要加強其教育方式的改革，實現成本控制。多年來,在建筑行業中，土木工程教育已經成為主要的人才培養媒介。目前，高職院校的土木工程教育中，利用BIM 技能教學可以大大提高學生的整體性技術，并為建筑企業培訓BIM 技能減輕了負擔。與此同時，BIM 技術促進了企業的高校發展，更廣泛地培養具有BIM 技能的后備人才。在土木工程高職教育中,樹立以學生為本的教學理念，加強學生對先進技術知識能力的掌握，主觀學習建筑行業知識，并培養其成為行業的領導者。而為了更好的擴大學生的競爭力，我們需要加強對學生BIM 教學改革，并將其引進課堂。目前，國外開始對BIM 技術展開研究，并專注于特定行業的BIM 軟件開發。

3 土木工程專業建筑BIM 教學體系改革

3.1 建筑工程專業課程體系教學

目前，我們在土木工程專業的課程安排中，需要制定科學合理的教學目標，并結合目標制定課程，方便學生可以了解掌握所學課程，并應用知識到實際生活當中。在制定課程目標時,我們需要有針對性的分析當前教學因素，比如BIM 技術的應用，對土木工程教學的影響及意義。當前建筑行業中，使用BIM 技術可以帶來的機遇和挑戰以及發展方向等因素。我們需要綜合考慮以上因素，制定合理的BIM 教學課程，形成有特色的教學課程體系，為建筑企業培養優秀人才。例如,美國一所大學開設了一門關于BIM 技術管理的特殊課程，其課程所學知識點主要包含計算機輔助設計、參數化建模、網絡技術等等，主要是通過對課程的學習掌握建筑工程從設計到設備管理的整個流程。此外，國外建設項目管理概念性課程，將BIM 技術學習的內容可視化、自動化，并學習4D 模型以及如何使用BIM 來處理數字信息。

3.2 建筑BIM 課程教學系統

在土木工程課程教學中，劃分了不同土木工程專業的課程體系，有工程管理、工程造價等等，其中涉及到繪圖制作等等。而BIM 技術自身有良好的交互性，繪圖效率極高，可以提高工程管理、工程造價等各專業之間的相互聯系。因此，我們在土木工程體系的課程建設中，需要將BIM 技術貫穿在每一個課程當中。因此，我們在設置BIM 技術課程時，需要將高低年級進行有效設計，針對不同年級的學生，提供不同的學習教材，滿足不同層次學生的學習進度。比如低年級學生首先需要掌握BIM 技術的基礎知識，了解他的發展史以及未來趨勢，并結合自己的觀點，將知識進行轉化。其次，掌握基礎的BIM 軟件，學習建筑中參數化建模等等，提升自身能力。當學生進入高年級的學習時，需要擴大知識面，并靈活運用所學知識將BIM 技術運用到專業課程當中，加強學生對知識的全面理解，從而深刻的掌握BIM 知識，主要以三維空間的形式，將建筑物體呈現立體結構，對于建筑的整體效果可以一目了然，甚至可以知道建筑中所使用的材料信息。我們可以利用三維技術將虛擬建筑圖形具體化，更直觀的表現出建筑物形狀。并且使用BIM 技術，加強3D 技術的應用，直接生成用戶需要的建筑物的效果圖、立面圖、剖面圖等，將傳統2D 表示的圖紙立體化。最有效的是,采用3D 技術建模時，我們修改后的圖形可以自動更新。學生可以使用3D 模塊更直觀地了解建筑構件的形狀和特征,如梁柱鋼筋結構的特殊點。另一方面,4D 技術在三維技術的基礎上增加了時間維度,可以模擬建筑工程的施工過程和控制施工過程。通過4D 模型來模擬施工過程,學生對施工過程有了更深的了解。

3.3 建立跨學科合作課程

建筑項目的設計和施工涉及許多不同的主體,比如工程項目管理需要有項目經理、設備工程師，施工現場需要有現場監理工程師、施工人員、機械工程師等。在實際項目中,主體之間的協調非常復雜且效率低下，從而使得學生很難理解工程的真實施工過程。而在土木工程課程的學習中，利用BIM 教學，可以將土木工程各個專業學科進行合作，從而使得不同專業人員可以直接進行交流。與此同時，學生可以學習更有效的專業知識，突破專業的重點和難點。除此之外，對于跨學科合作課程的建設，所涉及到的知識面更復雜，學生需要整合不同學科的專業知識，從整體上對不同學科學生進行課程安排。

3.4 BIM 師資隊伍建設

在高職院校中，為了更好的提高學生對BIM 課程的學習，我們需要有專業的教師團隊來引導，幫助學生在學習中處理不懂的疑難問題，并提出有效的解決方案。因此，我們需要建設專業的BIM 師資隊伍，掌握BIM 的工程經驗和豐富的專業知識。定期進行BIM 教學培訓，不斷加強教師的BIM 技能。建設強有力的師資隊伍是BIM 教學改革成功的重要步驟，作為高職院校土木工程教師，需要具備專業的教學資質以及擁有BIM 教學的經驗，從而可以幫助學生在學習建筑建設時有效利用BIM 技術展開工作，提供工作效率。

4 結論

綜上所述，在高職院校的土木工程課程體系教學中，我們需要引進BIM 教學來改革傳統教學方式，更符合當前社會的發展需求。同時，為建筑行業培養更優異的BIM 技術人才，以滿足建筑企業對建筑信息管理人才的需求。從上述四個方面展開BIM 教學改革，建立跨學科合作課程、建設BIM 師資團隊，更好的培養學校人才。然而,制約高校信息管理專業人才培養的最重要的障礙之一是它必須是對等的，我們需要不斷改進然后提高BIM 技術在高職土木工程教學中的應用。