“1+X”證書制度下建筑工程技術專業BIM畢業設計改革與實踐
——以江蘇建筑職業技術學院為例

黃 巖，殷粉芳

(江蘇建筑職業技術學院，江蘇 徐州 221116)

0 引言

作為高等學校人才培養的重要組成部分，畢業設計通過分析、解決實際問題和案例，培養學生綜合運用專業知識、理論和技能，促進學生養成初步的科研能力[1]。對于高職院校而言，提高畢業設計的質量是高水平專業群建設的需要，是對學生在校期間最后一次專業素質水平的全方位檢驗[2]。

從2019年2月國務院印發《國家職業教育改革實施方案》開始，“學歷證書+若干職業技能等級證書”制度試點工作在職業院校、應用型本科高校逐步啟動[3]。“1+X”建筑信息模型(BIM)職業技能等級證書作為首批啟動的“1+X”證書，以三維、動態、實時的模型展現建筑的幾何、空間、地理、組件信息，是智能建造的重要方法[4]。

1 建筑工程技術專業畢業設計和“1+X”證書現狀

BIM建模和應用畢業設計，簡稱BIM畢業設計，是以單位工程建筑為載體進行BIM建模和應用，本身融合了建筑工程技術專業多門課程，學生在做畢業設計時需要有明確的指導要求，以提高畢業設計質量，達到人才培養目標。

“1+X”建筑信息模型職業技能等級證書分為初級、中級和高級，中級按不同專業領域分為若干方向，考核內容層次復雜[5]。現有的建筑工程技術專業BIM畢業設計課程標準和任務書沒有融合“1+X”建筑信息模型職業技能等級證書考核要求，已經不能適應高水平專業群建設需求，需要進行調整。本科層次的職業教育是職業教育的重要發展趨勢，對畢業設計的要求必將逐漸提高，BIM畢業設計培養學生綜合運用專業知識、理論和技能，分析解決實際問題的能力，是對接本科層次畢業設計的恰當選擇。“1+X”建筑信息模型職業技能等級證書考核具有一定難度，即使是初級證書，學生通過率也并不高。BIM畢業設計和“1+X”建筑信息模型職業技能等級證書兩者需要有明確的知識點對接，通過明確BIM畢業設計課程標準和任務書，有助于提高學生獲得該證書的通過率。

建筑工程技術涉及工程的設計、施工、造價、管理等諸多知識點，不同院校的畢業設計選取的角度略有不同。以江蘇建筑職業技術學院為例，根據2020年建筑工程技術專業人才培養計劃，本專業學生大三下學期需要完成建筑工程技術畢業設計。目前，畢業設計主要有施工組織設計、工程造價、結構設計、BIM建模與應用等若干方向。一般而言，都是以框架結構、剪力墻結構或框剪結構單位工程為載體，各個方向研究的側重點不同，上述方向雖各自獨立，但是聯系緊密。BIM建模與應用作為這幾年新加入的方向，通過建立單位工程的BIM模型，一般選取Revit、魯班軟件、廣聯達軟件、品茗軟件等BIM模型為基礎，結合設計、施工、造價、管理相關知識進行BIM管理和應用。

目前，建筑工程技術專業學生主要可以參與三項“1+X”職業技能等級證書的考核，分別為建筑信息模型、建筑工程識圖和裝配式建筑構件制作與安裝。“1+X”建筑信息模型職業技能等級證書作為最早試點的“1+X”證書之一，已經開展了將近兩年時間，證書分為初級、中級、高級三個層次，從2019年10月開始至今，江蘇建筑職業技術學院已經進行多輪初級和中級考試，大批學生獲得了相關證書。隨著“1+X”證書制度的穩固開展，將對建筑工程技術畢業設計提出新的要求，尤其是BIM建模與應用方向的畢業設計要根據“1+X”建筑信息模型職業技能等級證書考評要求做出調整。

2 BIM畢業設計結合“1+X”證書對接點

2.1 初級“1+X”BIM證書對接點

建筑工程技術專業初級“1+X” BIM證書主要考查BIM工程建模，現采用的軟件為Revit，主要考查建筑模型的建立，也包括一些簡單的結構模型。考查方法涉及Revit的常規建模、族和體量的建立。考查內容一般包括建筑物的軸網、標高、墻、柱、門窗、裝飾、樓梯、零星構件等部分的建立。

雖然是初級證書，但是考試難度并不低。2019年下半年共計400多名建筑工程技術專業學生參加了第一年“1+X”BIM初級證書考試，從培訓參與度和考試通過率來看，學生對該證書了解較少，初級的通過率并不理想。分析原因，首先，初級BIM證書考查的內容和BIM建模或Revit建模等課程考試內容類似，學生學過相關的知識，認為“1+X”證書和平時課程內容區別不大，報考人數較多。其次，當時該考試是第一年舉行，很多學生是第一次接觸初級證書，不清楚考試難度，有懈怠情緒。然而Revit軟件建模要求很高，尤其是族和體量的建模，模型構件種類眾多，對學生建模思維能力考查較多，學生僅僅靠平時BIM建模課程內容所學很難在有限時間內完成新構件的繪制。

BIM畢業設計的建模部分很好地契合了“1+X”BIM初級證書考查的范圍。BIM畢業設計要求大家根據現場的實際工程，采用框架結構、剪力墻結構或框剪結構的單位工程，一般要求比較復雜的公共建筑或者層數不低于6層的建筑。建模部分包括了結構建模和建筑建模，結構部分主要包括結構柱、剪力墻、梁、板、樓梯、基礎等，建筑部分主要包括標高、軸網、砌體墻、建筑柱、屋面、門窗、幕墻、欄桿扶手、坡道、散水、裝飾等。建模精度要求一般要達到LOD 300，要求能準確表示構件的尺寸、位置和方向等信息，滿足后續算量和動畫制作等BIM應用要求。BIM畢業設計結合“1+X”初級證書的任務點如圖1所示。

圖1 BIM畢業設計結合“1+X”初級證書的任務點

2.2 中級“1+X”BIM證書對接點

中級“1+X” BIM證書考查不同專業領域中應用BIM知識和技能的水平，根據專業領域分為結構工程類、建筑設備類、城鄉規劃和建筑設計類、建設工程管理類、市政道橋類等若干方向[6]。中級考查的專業多、范圍很廣，使用軟件眾多，包括Revit、廣聯達軟件、品茗軟件、魯班軟件等[7]。

“1+X”BIM證書和多門課程聯系緊密，目前，江蘇建筑職業技術學院建筑工程技術專業在大二下學期實行分方向教學，開設施工員+項目工程師、預算、材料、安全、國際工程、裝配式建筑等若干方向，不同方向除開設專業課程外還開設專業拓展類課程。建筑工程技術專業課程和“1+X”BIM初級和中級證書相關情況如表1所示，專業拓展類課程相關情況如表2所示，表中僅統計有聯系的課程，統計的專業領域為結構工程類、建筑設備類、城鄉規劃和建筑設計類、建設工程管理類四個方向，因中級市政道橋方向和建筑工程技術專業課程聯系較遠故未統計，標記對號表示該課程全部或部分內容和相關考查要求知識點有重合。

BIM畢業設計和上述提到的中級證書的若干方向都有聯系，畢業設計是對課程學習的總結，不能離開課程的支持。從表1和表2的分析看，對于中級證書的四個方向，建筑工程技術專業課程和專業拓展類課程均有涉及。其中，結構工程類和建設工程管理類涉及較多，建筑設備類和城鄉規劃建筑設計類較少，這和建筑工程技術專業本身的課程體系和培養目標一致。所以BIM畢業設計安排結構工程類和建設工程管理類任務點，從而實現和“1+X”BIM證書更為有力的結合。

表1 建筑工程技術專業課程和初級、中級證書知識點的對應關系

表2 建筑工程技術專業拓展類課程和初級、中級證書知識點的對應關系

根據以上課程知識點和“1+X” 中級證書的聯系，建議BIM畢業設計在單位工程BIM建模后，加入與中級結構工程類相關的任務點，例如：鋼筋、模板、塔吊驗算、腳手架設計、土方安全驗算等；加入與建設工程管理類相關的任務點，例如：成本進度管理、碰撞檢測、模型的視點、剖切和漫游、施工現場平面圖布置、材料統計、施工專項方案模擬等內容，如圖2所示。

圖2 BIM畢業設計結合“1+X”中級證書任務點

2.3 高級“1+X”BIM證書對接點

高級“1+X” BIM證書旨在考查BIM 綜合應用與管理，考查運用BIM技術進行項目建設全壽命周期管理，多專業、多單位綜合協調管理[8]。具體內容包括項目組織編制、BIM技術控制應用實施、組織多專業BIM協同工作、采集和使用BIM模型數據并進行質量控制、BIM軟件集成應用等[9]，涉及新軟件和新技術眾多，目前高級證書考試進行較少。

對于高職在校學生而言，高級BIM綜合應用與管理考評難度較大，BIM畢業設計不宜強制要求所有學生完成相關任務點，建議可以將高級證書考查的知識點作為選做部分，供有能力探索更多知識的學生參考，或僅選擇其中一兩項實施。學生分析自己建立的BIM模型，如果模型滿足建模精度要求，可以將Revit模型導入至其他平臺，例如：Navisworks、魯班軟件、廣聯達軟件、品茗軟件等BIM應用平臺，進行施工階段BIM模型協同管理、軟硬碰撞的規則制定、專項施工方案模擬和優化分析，根據4D或5D模擬結果和實際工程施工進度計劃進行對比，然后進行進度計劃控制。

高級“1+X”BIM還涉及新技術在BIM上的應用，如BIM與虛擬現實技術(VR)、無線射頻技術、地理信息系統(GIS)、3D掃描技術、云平臺和移動設備技術、被動式建筑技術的結合。智能建造正引領著建筑業轉型升級，特點是“信息化”和“智能化”，引領未來BIM行業發展，而高級“1+X” BIM考查范圍和智能建造的重要技術緊密相關。

BIM畢業設計結合“1+X”高級證書的任務點如圖3所示，BIM畢業設計不可能全部應用以上技術，但如能有一兩項應用在已經建立好的BIM模型上，將極大地提高畢業設計的深度和質量。

圖3 BIM畢業設計結合“1+X”高級證書的任務點

3 BIM畢業設計實施流程

畢業設計一般在大三下學期開設，作為高職人才培養的重要組成部分，建筑工程技術專業可以提供若干方向供學生選題，BIM建模與應用是其中的一個方向。

根據目前學生課程開設的實際情況，BIM畢業設計要求學生根據現場的實際工程，采用框架結構、剪力墻結構或框剪結構的單位工程，一般要求比較復雜的公共建筑或者層數不低于6層的建筑。建議模型的建立采用Revit或魯班軟件其中之一，也可都選擇。

3.1 畢業設計任務

建議所做BIM畢業設計應包含如下內容。

(1)工程概況

工程概況包括建筑工程概況、結構工程概況、施工場地周邊概況、工程主立面圖和主要平面圖等。

(2)Revit建模

Revit建模包括結構和建筑模型建立，結構部分主要包括柱、剪力墻、梁、板、樓梯、基礎等，建筑部分主要包括砌體墻、門窗、屋面、幕墻、欄桿扶手、坡道、裝飾等。

(3)魯班土建建模

魯班土建建模包括一次結構建模，如柱、剪力墻、梁、板、基礎等，二次結構建模，如砌體墻、構造柱、過梁、圈梁、門窗、零星構件、裝飾和屋面等。建模后還需完成繪制土建重難點節點詳圖，對分部分項工程進行清單套項和導出報表等。

(4)魯班鋼筋建模

魯班鋼筋建模包括一次結構和二次結構對應的鋼筋布置、重難點構件做法和詳圖、鋼筋工程量統計報表等。

(5)Revit三維場布或魯班場布

三維場布部分包括施工總平面布置的原則、方法和工程的場布圖紙介紹。場地布置應包括塔吊、砼泵、出入口、場內道路、鋼筋車間、鋼筋堆放場地、材料堆放場地、配電線路、臨時用水、門衛、廁所、圍墻、辦公用房、周邊建筑和其他臨時建筑的布置等。

(6)Navisworks在工程中的應用

此部分也可以用其他BIM應用軟件(魯班軟件、廣聯達軟件、品茗軟件等)實現。

利用BIM應用軟件，保存項目的三視圖、等軸側圖和重要的內部節點圖，對建筑物進行剖面分析，保存項目重要的剖面視圖。對建筑物進行剖面分析，應保存項目重要的剖面視圖。利用Clash Detective模塊做結構重復項的碰撞檢查，為以后做機電碰撞檢查打好基礎。利用Autodesk Rendering模塊對模型外部進行材質更換，設置燈光、陽光，做高精度的渲染效果圖。做出建筑物施工平面布置情況的漫游動畫，對整個模型做環視動畫。根據施工進度計劃圖，對模型進行4D生長動畫模擬，且采用相應的相機視角和場景動畫結合，導出此動畫。

(7)其他高級BIM應用

可根據教師的實際情況，加入腳手架設計、土方安全驗算、模板計算、塔式起重機基礎驗算等內容，或與虛擬現實技術(VR)、無線射頻技術、地理信息系統(GIS)、3D掃描技術、云平臺和移動設備技術、被動式建筑技術相結合，發揮BIM技術的優勢。

3.2 成果要求

成果包括完成包含上述內容要求的BIM畢業設計說明書一份，模型的Revit文件、Navisworks文件、施工現場平面布置圖，模型的環視動畫、漫游動畫、4D生長動畫等。如果采用其他軟件則提供其他軟件源文件，如魯班軟件、廣聯達軟件、品茗軟件的相關BIM模型文件和BIM模型應用文件。

4 結語

“1+X”建筑信息模型職業等級證書考核分初級、中級和高級，考核內容層次復雜，BIM畢業設計本身融合了建筑工程技術專業多門課程，學生需要有明確的指導要求，以提高畢業設計質量。現有的建筑工程技術BIM畢業設計課程標準和任務書與“1+X”建筑信息模型職業技能等級證書要求有不匹配之處，已經不能適應高水平專業群建設要求，需要進行調整。BIM畢業設計和“1+X”建筑信息模型職業技能等級證書兩者需要有明確的知識點對接。“1+X”建筑信息模型職業技能等級證書有一定難度，通過明確BIM畢業設計課程標準和任務書，有助于提高學生獲得該證書的通過率。本科層次的職業教育是職業教育的重要發展趨勢，對畢業設計的要求必將逐漸提高，BIM畢業設計培養學生綜合運用建筑工程技術專業知識、理論和技能，分析、解決實際問題的能力，采用軟件和新技術種類眾多，對學生要求較高，BIM畢業設計能較好地對接本科層次畢業設計。智能建造的特點是“信息化”和“智能化”，而BIM技術是智能建造的重要技術，BIM畢業設計在建筑工程技術專業的實踐，正是智能建造技術與建筑工程技術很好結合的典范。