基于BIM技術的工程造價課程信息化案例教學分析

朱余佳，童進 （安徽審計職業學院工程管理系，安徽 合肥 230601）

1 引言

隨著“中國建造2035”戰略的推進，以數字建造為核心的“綠色建造”和“智慧建造”引領了未來建筑產業的發展。建筑業的轉型和升級，促進了建筑信息化技術在我國建筑業不斷普及。BIM 技術，即建筑信息模型技術[1]，是在CAD 等二維技術基礎上發展起來的多維模型信息集成技術，可以數字化承載建筑工程的物理特征和功能信息，并能將建造模型和各項數據可視化表達。BIM 技術以軟件應用為依托，在建筑設計領域，目前最主流的三家BIM 軟件開發公司是Autodesk 公司、Bentley 公司和Graphisoft公司[2]，其中Autodesk 公司開發的Revit和Navisworks 等軟件是我國應用較廣的BIM建模軟件。

由于BIM 技術具有信息化、可視化、集成化等特點，可極大減少設計錯誤、提升施工質量、減少資源的浪費、節約建造成本。BIM 技術將為建筑業帶來全方位轉變與優化，它也被稱為建筑行業的第二次革命[3]。本文以國內外BIM應用現狀和工程造價專業課程教學現狀為研究背景，研究BIM 技術在工程造價專業課程信息化案例教學中的具體應用，以信息化的教學手段促進人才培養的高質量發展。

2 國內外BIM應用現狀

2.1 國外BIM應用現狀

BIM 的概念由美國率先提出。2002 年，Autodesk 公司首次推廣BIM技術，到2012 年，美國已有71%的工程項目在設計或施工中使用了BIM 技術，這就意味著BIM 技術在美國工程項目上的應用已成為主流。歐洲有Tekla、Graphisoft、Solibri 等大型建筑信息化軟件廠商，BIM 技術的推廣和應用都很成功。澳大利亞2012 年頒布了《國家BIM行動方案》，目前已全方位開展BIM 應用。日本的信息集成化程度很高，基本實現了從方案規劃到運維全過程應用BIM 技術[4]。新加坡要求所有新建的政府投資項目都必須建立BIM 模型。阿聯酋也一直致力于BIM 技術的強制應用，任何10 層以上的新建項目都必須用BIM技術進行設計和施工[5]。

2.2 國內BIM應用現狀

近年來，我國一直在推動BIM 技術的普及。很多一線城市的大中型項目在設計階段都應用了BIM 技術，比如國家體育館“鳥巢”、國家游泳中心“水立方”、上海中心大廈、上海迪士尼等。沿海發達省份應用BIM 技術的大中型項目也比較多，比如東莞厚街體育館、杭州西溪會館、福建國資大廈等[6]。

在我國內陸地區，以安徽省為例，有不少于60 家BIM 咨詢機構。安徽省建筑設計研究總院、馬鋼集團設計研究院、安徽地平線建筑設計有限公司等設計單位都配有專業從事BIM 咨詢的團隊，中國建筑集團、中鐵四局集團、安徽建工集團等施工單位也配有BIM 應用團隊。建筑企業對BIM 技能人員需求量越來越大，這也給工程造價專業的人才培養提出了新的要求，需要在課程建設中融入更多的BIM 技術，以應對建筑信息化日益發展的要求。

3 工程造價專業課程教學現狀

3.1 教學理念較為落后

很多工程造價專業教師在教學過程中依舊還是以傳統教學理念為主。比如經常用一些圖片或者圖紙作為教學資源，學生的感官體驗不明顯，三維立體的認識建立不起來，久而久之也就提不起興趣。如今各行各業都步入信息化時代，教師也需要做出相應的改變。結合實際工程案例使用BIM 技術可以構建合適的模型，將實際案例模型作為教學資源運用于日常教學中去，能很好地解決這一問題。

3.2 實訓環節達不到預期效果

工程造價是一個非常講究實踐性操作的專業，專業課程的實訓教學和理論教學同等重要。學生只有掌握了實踐性操作，才能更好地適應就業環境。絕大多數高職院校都會安排比較多的實習實訓課程，通過實踐加深學生對知識的理解和技能的掌握。不過很多院校在開展實訓課程的時候也面臨了很多現實問題，比如在“建筑工程計量與計價”課程實訓中，指導教師讓學生結合二維圖紙計算各分部分項工程量，學生對于圖紙中的設計細節還是不夠了解，因而對工程量計算規則也很難掌握得全面。而且很多院校實習實訓硬件條件受限，缺乏工法樓之類的實習實訓場所，很多學生對于實訓環節的理解仍舊停留在書本中。

4 基于BIM技術的案例教學法在工程造價信息化課程建設中的應用

高職院校工程造價專業為適應產業轉型升級，需要以服務就業和創業能力為導向，推動專業設置與產業需求對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接、畢業證書與資格證書對接、職業教育與終身學習對接?；贐IM 技術案例教學法的應用，很大程度上為實現工程造價人才培養需求提供了幫助。除了常規的算量計價以外，在日常教學中運用BIM 技術的案例教學法能幫助學生提高識圖能力、碰撞分析能力和日照分析能力，并能為教師進行可視化演示提供方便，使學生能充分適應各種不同工作化場景的需求。

4.1 復雜節點的識圖能力

工程造價專業對于人才培養的一個最基本的要求就是能夠有效地識圖，建筑信息化很大程度上就是幫助學生能夠利用BIM 技術精準地識別建筑、結構和設備施工圖。學生對施工圖上有些構造理解起來比較困難，BIM 模型富有立體感，能夠讓學生更加直觀明確地理解施工圖，實現二維平面到三維立體模型的有效轉化。圖1（a）是飄窗節點詳圖，學生從二維圖紙上很難想象飄窗的具體形狀以及標高位置，授課教師可以運用BIM 技術現場建模，飄窗的每個構件就一目了然。

圖1 某案例工程飄窗節點詳圖和三維模型

4.2 碰撞分析能力

現階段對工程造價從業人員的業務要求越來越高，比如在施工圖預算中遇到設計圖紙本身存在的問題時，需要會同業主單位和設計院，對二維圖紙出現的碰撞問題進行修改和調整。但是現在的建筑項目圖紙更加復雜，單純依靠設計人員從二維圖紙上審查容易出現錯誤和遺漏。教師可以結合具體案例，利用BIM 建模軟件Revit 和項目審核軟件Navisworks 進行碰撞檢查，逐一篩查不同專業間以及同專業不同構件間的碰撞情況，方便直觀生成碰撞報告及其三維情況，根據碰撞檢查情況及時進行反饋[7]。

此外，通過三維模型還能發現二維圖紙中存在的錯項、漏項及不同圖紙間存在相互矛盾等問題，提交問題報告交付業主或施工單位，及時解決施工中遇到的問題，避免工期延誤和返工，有效節約成本。學生在學習過程中，不僅提升了自身的信息化水平，也提高了全過程為甲方服務的質量，更能適應今后的工作環境。

4.3 日照分析能力

未來工程造價專業的發展方向是給業主提供全過程的咨詢服務，而綠色建筑就是目前所倡導的建筑業發展的新方向，日照分析作為綠色建筑設計的重要組成部分，有非常重要的作用。教師可以結合某案例工程通過使用Revit和Fuzor軟件進行日照分析，分別考量兩棟裙房的采光，分別模擬冬至日11 點（圖2）和15 點（圖3）的采光情況，推測西裙房采光時間可能不充足。教師可以結合案例，強調工程造價專業畢業生不僅要學會算量計價，也要學會給業主提供合理化建議，以達到節能節材和提升功能的目的，避免不必要的經濟損失。

圖2 冬至日11點的日照情況

圖3 冬至日15點的日照情況

4.4 教師進行可視化演示

很多工程造價專業學生對建筑模型的理解比較抽象，教師可以結合某一具體案例工程的BIM 模型，生成虛擬仿真情況下的動態漫游，為教學工作提供大量可視化素材。在很多高職院校缺乏實訓場地設施和無法大規模組織學生去工地實訓的情況下，基于BIM 技術的可視化演示，為學生增強認知開辟了一條捷徑。

5 BIM資源庫建設和課程教學模式優化

隨著我國BIM 技術的應用越來越廣泛，企業對掌握BIM 技術的人才需求也越來越多，高職院校工程造價專業教師對BIM 技術應用能力直接影響著課堂信息化教學效果，也影響著學生對BIM 技術的應用水平。這就要求專業教師不僅要掌握課程的理論知識，也要掌握BIM 技術的使用方法，將BIM 技術融入到課程教學和教學資源建設中去。因此，全面提升教師的教學能力和BIM 相關軟件的應用能力是課程信息化案例教學的根本保證。

其次，高職院校應建立一套完整的、符合學情分析的BIM 培訓案例資源庫。一套完整的BIM 培訓案例資源庫應包含實際工程案例圖紙、BIM 模型、課件等教學資源，這些教學資源按照來源可以分為外部資源和內部資源[8]，其中由教師根據自身理論與實踐創作的教學資源是內部資源；教師根據實際工程設計圖紙進行建模，或者直接參考引用他人創建的BIM 模型等資源，使之服務于課程教學的資源屬于外部資源。無論是內部資源還是外部資源，都需要教師進行有效組織和串聯處理，而且需要根據學生的學習效果實時動態更新教學資源。

工程造價專業的人才培養和課程體系的安排應循序漸進、由淺入深。為了優化課程教學體系，更好地融入BIM 技術，具體可將BIM 案例教學法分為三個階段融入到整個課程體系教學之中。

第一階段在大學一年級開設“BIM建?；A”課程，采用單一授課模式。只安排信息化理論和實踐教學，這一階段進行單獨授課使信息化教學更有針對性，可以安排對BIM 應用能力掌握較好的教師進行授課，教學難度較小，也有利于學生初步掌握BIM 相關理論知識和常規建模技能。

第二階段在大一下學期和大二、大三各專業課開設過程中，采用交互式的授課模式。將BIM 技術安排到相關專業課的教學過程中進行輔助教學和專題學習，專業課教師引用或構建BIM 模型等資源，可培養學生的識圖能力和空間立體感，有效提升教學效果，這也要求專業課教師都能掌握一部分建筑信息化技術和應用能力。

第三階段應用在畢業設計或崗位實習中，采用多課程的聯合培養模式。教師可以通過構建一整套BIM 模型，進行算量計價、場地布置、碰撞檢查、日照分析、機電深化設計、施工可視化模擬等不同課程內容的聯合培養，讓學生通過BIM 案例模型獲取各類不同專業的知識，并將其整合在一起，避免不同課程之間“各自為政”的現象發生。這對教師的信息化綜合應用能力也提出了挑戰，需要組建教師團隊共同完成指導任務。

6 結束語

BIM 技術作為一項新技術，具有信息化、可視化、集成化等特點。近年來，隨著政府的推廣應用，BIM 技術已滲透到建筑業的每個角落。作為把全過程咨詢服務技能培養作為主要目標的工程造價專業來說，深入探究基于BIM 技術的案例教學法在日常教學和實訓教學中的應用，除了實現算量計價的基本功能之外，還能幫助學生提高對復雜節點的識圖、日照分析、碰撞檢查等綜合能力，同時有助于教師將抽象的知識形象化，將二維的圖紙立體化，并能進行虛擬仿真和動態漫游，解決了實訓資源不充足的問題。這樣，不僅能有效地提高課堂教學效率，使教學過程和工作過程無縫對接，更能幫助學生提升全過程咨詢服務能力，為高校培養更多高水平技術技能型工程造價人才提供了可靠保證。