基于BIM的高职土木工程课程体系教学改革

张美娟

（兰州现代职业学院城市建设学院，甘肃 兰州 730030）

0 引言

随着科学技术的发展,各种高性能建筑材料和建筑信息建模正逐步应用到建筑工程中,这使得建筑行业处于一场关键而重大的技术变革之中，BIM 技术在土木工程中的应用越来越受到重视。因此，在BIM 的高职土木工程课程体系的教学改革中，我们需要学习先进的教学技术，建设BIM 教学课程系统。

1 BIM 定义及优势

BIM 的英文全称为Building Information Modeling，它主要标识设施物理和性能特征，将其以数字的形式表现出来。同时BIM 具有共享知识资源的特点，在建筑项目设施过程中从概念设计到方案落地都可以提供可依据的决策信息。随着项目的推进，不同利益相关方在不同阶段通过BIM 插入、提取、修改信息，及时反映当前工作情况。目前，我们主要发现了BIM 技术的五大优势：（1）节省高达40%的预算成本；（2）成本估算的准确度在3%以内；（3）因时间而产生的成本估算降低高达80%；（4）通过打孔检测,重合值节省10%；（5）项目数量减少7%。由于BIM 的这些优势，越来越多的企业开始使用BIM 技术来建立信息模型。这类技术最开始在美国应用，在2003年，美国总务管理局启动了国家3D-4D-BIM 计划，并相继发布了一系列BIM 指南。此后，它在欧洲、日本和韩国等其他国家也发展迅速，BIM 技术在中国建筑业的应用也始于2003年。“十二五”期间，住房和建设部将BIM 技术列为重点推广技术。BIM 技术也已被引入中国的许多著名项目，如北京奥运会水立方博物馆、上海世博会德国国家博物馆和中央音乐学院音乐厅。虽然近年来BIM 技术不断得到推广，但用户主要是少数设计单位。就BIM 技术使用的深度和广度而言，目前还只是刚刚起步。我们需要加强对BIM 技术在高职土木工程课程教学中的应用，培养更多优秀人才，更好的为社会工作提供帮助。

2 国内外高校BIM 教学改革现状

虽然BIM 技术已在建筑行业得到广泛认可,企业也认识到BIM 技术可以简化施工过程,节约企业时间和成本,但在人才市场方面，缺乏BIM 技术人员。因此，更好的提高企业的运营效益，在高职土木工程课程的教学中，我们需要加强BIM 技术教学改革，改变传统土木工程的施工方式，而在土木工程课程中应用BIM 技术来提供学生的思维和技术技能，需要加强其教育方式的改革，实现成本控制。多年来,在建筑行业中，土木工程教育已经成为主要的人才培养媒介。目前，高职院校的土木工程教育中，利用BIM 技能教学可以大大提高学生的整体性技术，并为建筑企业培训BIM 技能减轻了负担。与此同时，BIM 技术促进了企业的高校发展，更广泛地培养具有BIM 技能的后备人才。在土木工程高职教育中,树立以学生为本的教学理念，加强学生对先进技术知识能力的掌握，主观学习建筑行业知识，并培养其成为行业的领导者。而为了更好的扩大学生的竞争力，我们需要加强对学生BIM 教学改革，并将其引进课堂。目前，国外开始对BIM 技术展开研究，并专注于特定行业的BIM 软件开发。

3 土木工程专业建筑BIM 教学体系改革

3.1 建筑工程专业课程体系教学

目前，我们在土木工程专业的课程安排中，需要制定科学合理的教学目标，并结合目标制定课程，方便学生可以了解掌握所学课程，并应用知识到实际生活当中。在制定课程目标时,我们需要有针对性的分析当前教学因素，比如BIM 技术的应用，对土木工程教学的影响及意义。当前建筑行业中，使用BIM 技术可以带来的机遇和挑战以及发展方向等因素。我们需要综合考虑以上因素，制定合理的BIM 教学课程，形成有特色的教学课程体系，为建筑企业培养优秀人才。例如,美国一所大学开设了一门关于BIM 技术管理的特殊课程，其课程所学知识点主要包含计算机辅助设计、参数化建模、网络技术等等，主要是通过对课程的学习掌握建筑工程从设计到设备管理的整个流程。此外，国外建设项目管理概念性课程，将BIM 技术学习的内容可视化、自动化，并学习4D 模型以及如何使用BIM 来处理数字信息。

3.2 建筑BIM 课程教学系统

在土木工程课程教学中，划分了不同土木工程专业的课程体系，有工程管理、工程造价等等，其中涉及到绘图制作等等。而BIM 技术自身有良好的交互性，绘图效率极高，可以提高工程管理、工程造价等各专业之间的相互联系。因此，我们在土木工程体系的课程建设中，需要将BIM 技术贯穿在每一个课程当中。因此，我们在设置BIM 技术课程时，需要将高低年级进行有效设计，针对不同年级的学生，提供不同的学习教材，满足不同层次学生的学习进度。比如低年级学生首先需要掌握BIM 技术的基础知识，了解他的发展史以及未来趋势，并结合自己的观点，将知识进行转化。其次，掌握基础的BIM 软件，学习建筑中参数化建模等等，提升自身能力。当学生进入高年级的学习时，需要扩大知识面，并灵活运用所学知识将BIM 技术运用到专业课程当中，加强学生对知识的全面理解，从而深刻的掌握BIM 知识，主要以三维空间的形式，将建筑物体呈现立体结构，对于建筑的整体效果可以一目了然，甚至可以知道建筑中所使用的材料信息。我们可以利用三维技术将虚拟建筑图形具体化，更直观的表现出建筑物形状。并且使用BIM 技术，加强3D 技术的应用，直接生成用户需要的建筑物的效果图、立面图、剖面图等，将传统2D 表示的图纸立体化。最有效的是,采用3D 技术建模时，我们修改后的图形可以自动更新。学生可以使用3D 模块更直观地了解建筑构件的形状和特征,如梁柱钢筋结构的特殊点。另一方面,4D 技术在三维技术的基础上增加了时间维度,可以模拟建筑工程的施工过程和控制施工过程。通过4D 模型来模拟施工过程,学生对施工过程有了更深的了解。

3.3 建立跨学科合作课程

建筑项目的设计和施工涉及许多不同的主体,比如工程项目管理需要有项目经理、设备工程师，施工现场需要有现场监理工程师、施工人员、机械工程师等。在实际项目中,主体之间的协调非常复杂且效率低下，从而使得学生很难理解工程的真实施工过程。而在土木工程课程的学习中，利用BIM 教学，可以将土木工程各个专业学科进行合作，从而使得不同专业人员可以直接进行交流。与此同时，学生可以学习更有效的专业知识，突破专业的重点和难点。除此之外，对于跨学科合作课程的建设，所涉及到的知识面更复杂，学生需要整合不同学科的专业知识，从整体上对不同学科学生进行课程安排。

3.4 BIM 师资队伍建设

在高职院校中，为了更好的提高学生对BIM 课程的学习，我们需要有专业的教师团队来引导，帮助学生在学习中处理不懂的疑难问题，并提出有效的解决方案。因此，我们需要建设专业的BIM 师资队伍，掌握BIM 的工程经验和丰富的专业知识。定期进行BIM 教学培训，不断加强教师的BIM 技能。建设强有力的师资队伍是BIM 教学改革成功的重要步骤，作为高职院校土木工程教师，需要具备专业的教学资质以及拥有BIM 教学的经验，从而可以帮助学生在学习建筑建设时有效利用BIM 技术展开工作，提供工作效率。

4 结论

综上所述，在高职院校的土木工程课程体系教学中，我们需要引进BIM 教学来改革传统教学方式，更符合当前社会的发展需求。同时，为建筑行业培养更优异的BIM 技术人才，以满足建筑企业对建筑信息管理人才的需求。从上述四个方面展开BIM 教学改革，建立跨学科合作课程、建设BIM 师资团队，更好的培养学校人才。然而,制约高校信息管理专业人才培养的最重要的障碍之一是它必须是对等的，我们需要不断改进然后提高BIM 技术在高职土木工程教学中的应用。