基于BIM技术的土木工程专业实践教学体系设计与探索

来源：核心期刊咨询网时间：2020-03-20 10:4312

摘要：摘 要：BIM技术具有信息的集成性、共享性、可视化、模拟性、优化性等特点，其在建筑业的推广和应用，为土木工程专业向应用型转型提供了一个强有力的外部工具支撑。洛阳理工学院土木工程专业(建筑工程方向)以BIM技術为切入点，建立新的实践教学体系，不断创新

　　摘 要：BIM技术具有信息的集成性、共享性、可视化、模拟性、优化性等特点，其在建筑业的推广和应用，为土木工程专业向应用型转型提供了一个强有力的外部工具支撑。洛阳理工学院土木工程专业(建筑工程方向)以BIM技術为切入点，建立新的实践教学体系，不断创新教学内容、教学环节、教学方法和教学手段。以BIM技术为依托，学院建立以工程项目为主线的多课程、连续化、数据共享的实践教学体系，能全面提升教师教学水平，培养出更多的具有较强社会适应能力和竞争力的高素质应用型人才。

　　关键词：BIM技术;土木工程专业;专业软件

　　《南方建筑》(双月刊)创刊于1981年，由华南理工大学建筑学院、广东省土木建筑学会主办。秉承岭南文化务实的传统，弘扬建筑创新的精神，为促进南方建筑学界与国内及国际建筑界的交流作出积极的努力与探索，得到业界较高的评价。

　　洛阳理工学院土木工程专业(建筑工程方向)的目标是培养适应社会主义建设和社会发展需求，能从事房屋建筑工程结构设计、施工组织、工程监理、工程预算和管理工作的，具有较强的计算机应用能力的应用型工程技术人才。在新的形势下，应用型本科教育重在“应用”二字。在当前应用型本科教育和建筑信息技术快速发展的推动下，BIM技术在建筑业的推广和应用，为土木工程专业(建筑工程方向)向应用型转型提供了一个强有力的外部工具支撑。洛阳理工学院土木工程专业(建筑工程方向)以BIM技术为切入点，建立新的实践教学体系，不断创新教学内容、教学环节、教学方法和教学手段，全面提升教学水平，培养出更多的具有较强社会适应能力和竞争力的高素质应用型人才。

　　一、BIM技术的优势特点

　　BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的英文缩写，指的是在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。BIM技术是一种多维建筑信息模型集成技术，在设计阶段，基于建筑、结构、设备完成的3D模型可解决专业之间的碰撞问题，减少因“错、缺、漏、碰”导致的设计变更，促进设计效率和设计质量的提升;在招、投标和施工阶段，基于“3D模型+时间工序”的四维模型可以模拟实际施工，支撑工业化建造和绿色施工，优化施工方案，促进工程项目实现精细化管理，同时提高工程质量、降低成本和安全风险;基于“3D实体+时间工序+成本”的5D关系数据库，可应用于工程项目决策、建造施工、运维管理、改建拆除，有助于提升对整个项目的掌控能力和科学管理水平。BIM技术具有信息的集成性、共享性、可视化、模拟性、优化性等特点，其中，可视化、模拟性、优化性在教学环节具有明显的优势。

　　第一，可视化。基于BIM建筑信息模型的建筑工程全程可视化，学生可以直观地看到建筑工程中各构件的三维模型，全面观察各组件的相互关系。可视化的成果既可以用效果图进行展示或生成报表，还可以进行动画演示。丰富的项目展示方式使沟通、讨论、决策等都能在可视化的状态下进行。第二，模拟性。在设计阶段，BIM技术可以对一些项目进行模拟实验，如节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等。在施工阶段，BIM技术可以进行施工方案、施工进度可视化动态模拟，直观呈现项目整体部署及配套资源的投入状态，充分展现施工组织设计的可行性。第三，优化性。建筑工程的设计、施工、运营的全过程是一个不断优化的过程。通过BIM相关专业软件支持，设计者可以在建筑方案、结构体系选型和布置、设备管网布局、施工工序和施工组织流程、成本造价等方面进行更好地优化，达到优化设计方案、减少施工变更、缩短工期、控制成本、提升质量的目的，从而实现项目精细化管理和企业集约化经营。

　　二、土木工程专业软件模块框架设计

　　土木工程专业(建筑工程方向)的主干专业课程有房屋建筑学、混凝土结构、钢结构、基础工程、建筑施工技术与组织、建筑工程造价、建筑设备等课程。根据课程特点及建筑工程的全过程解析，我们可将专业课程归纳为建筑结构设计、施工、造价三个核心模块。下图是三个核心模块的工程专业软件配置，是按照“夯实基础、专注专业”的标准进行配置的。

　　(一)基础软件AutoCAD和Revit

　　目前，建筑工程软件市场上有两个平台：传统的AutoCAD平台和基于BIM技术的Revit平台。基于点、线、面投影关系的AutoCAD平台，在建筑、水利、道桥、机械等工科专业具有普遍性和通用性。基于BIM技术的Revit平台是针对建筑工程专业量身定制的三维建模开发平台，并不适用于其他工业领域。因此，基于AutoCAD的基础性和通用性，在基础教学中，CAD软件作为工程制图的入门基础平台是不可替代的，并且CAD软件的操作历练为Revit软件的快速上手打下了坚实的基础。目前，国内各专业软件公司均是以Revit为平台进行二次开发的，以推出各自专业的BIM软件产品，如天正TR、PKPM-BIM、BIM5D等。因此，Revit软件是初学者掌握BIM技术的入门软件。

　　(二)专业软件模块

　　一个完整的建筑工程要由建筑、结构、水电暖设备、施工、预算等各个专业工种协同支持，每个专业有各自的专业体系和专业特点。学习过CAD平台的天正建筑软件的学生，明显能体会到天正建筑软件的专业性，这种专业性使操作者的建筑设计效率成倍地提高。教师要引入专业软件的学习，使学生更好地接近工程应用，从而达到应用型教学的目的。因此，洛阳理工学院土木工程专业(建筑工程方向)引入了PKPM、广联达、BIM5D三个基于结构设计、造价、施工的BIM类专业软件。

　　三、课程体系改革

　　课程体系建设的重要环节是实践教学。传统教学体系采用“专业理论课+课程设计”模式，各门课程设计选取的案例彼此独立，缺乏连贯性。而作为完成系统整合的毕业设计，由于时间限制，学生的选题只能从设计、施工、预算三个方向中选择一个作为题目，致使学生很难形成完整的建筑工程知识体系。BIM技术贯穿从概念设计、施工运营直到拆除的建设项目的全生命周期。教师仅在一门课程中应用BIM技术，会使其优势得不到有效地发挥。因此，教师要在整个课程体系中应用BIM技术。

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