开展BIM技术的教学框架
山东现代学院 建筑工程学院 朱蓉芬
1、研究背景
近年来，建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）被引入中国[1]，引起了越来越多的建设工程行业的重视，业界也需要越来越多的能够掌握BIM技术的人，特别是住房城乡建设部关于印发2011-2015和2016－2020年建筑业信息化发展纲要[2][3]的通知都要求我国要提高建筑业信息化水平，着力增强BIM、大数据、智能化等信息技术集成应用能力。然而，工程造价专业人才培养规模远跟不上行业发展的趋势。需要解决的根本问题是做好BIM教学模式。基于BIM在国外和国内的发展趋势，有必要改革人才培养方式，以提高工程造价专业人才的整体素质，增强工程造价毕业生的竞争力。本文主要从BIM与传统CAD的差异、BIM课程架构两个方面来谈BIM教学的开展。
2、BIM和CAD的主要区别
（1）BIM具有参数化建模功能，以项目的基本单元（例如墙、梁）为对象利用参数形式进行表达，既有几何信息，而且还包括非几何信息，如材料、成本和设备的信息；CAD不具备此功能，只是表示基本单位的几何信息，几何信息又通过点、线、面来表达。简而言之， BIM的建模方法是通过组装元素，CAD更多的是绘制。
（2）CAD可以创建3D模型，但单一的3D模型并不是BIM，BIM不仅是一个三维形状的表达，BIM表达可以是多维的。
（3）BIM具有相关联的特性，一个部件信息的变化会引起其他相关联的部分被自动更新；而CAD不具有这种功能，每个相关联的部分都需要单独修改。
1 （4）BIM并不意味着只是一个软件，是多种软件之间协同工作的结果，所以需要有集成技术框架来支持BIM；CAD技术可以用单独一个软件来代表，如AutoCAD。
（5）BIM涵盖工程数据的整个生命周期，统一了不同阶段和行业间共享的信息；CAD模型只能在不同行业的不同阶段分别搭建模型，由人工完成模型间联系。
由于CAD技术已被广泛应用，目前使用BIM技术的项目多少使用了CAD技术，然而BIM是一个工程项目各方面的集合，包括：角色或专业，数据丰富程度，图形信息，生命周期，业务流程，变更管理，信息的处理，协作性。
3、BIM课程架构 BIM课程的教学目标为：
（1）通过对BIM的课程学习，了解建筑行业BIM的应用方法和发展趋势，了解掌握BIM技术的必要性；
（2）熟悉BIM施工管理过程中的应用，包括如何利用BIM建模，拟工程项目管理，仿真施工，以及空间冲突管理，进度管理，成本管理，质量管理等；
（3）了解在建筑设计过程中如何应用BIM，尤其是3D建模的BIM应用；
（4）熟悉运用包括Revit、ArchiCAD等BIM软件；
（5）通过学习BIM课程，理解工程项目寿命周期、管理任务，以便更好地掌握法律、管理、经济、技术等方面知识；
（6）通过BIM课程大型作业和跨专业设计的练习，提高BIM环境下综合应用知识的能力，解决问题、协同工作的能力，增加行业竞争力。
2 基于以上的教学目标，设置BIM课程内容时，必须考虑到现有的课程，如建筑建材，工程管理（质量管理，设施管理，进度管理，安全管理），建筑制图，CAD教学，施工技术，工程造价管理。上述课程内容可以并入BIM的教学中去。由于BIM教学要求教师必须具备广博的BIM知识，设计教案要合理，有丰富的信息来源，内容必须符合学生的实际。建议从理论课程教学和案例课程教学两个方面来入手：理论课程教学由在校老师来承担；在案例教学中，可从做过BIM项目的技术人员来辅助指导。
3.1 理论教学方面 在理论教学内容中：
（1）要讲清楚BIM概念、支持技术，模型格式，协同设计原理和可视化技术等BIM基础知识。结合CAD技术与广联达软件的特点及其局限性，引出BIM出现的背景，根据BIM的发展历程和发展前景，让学生了解BIM的主要应用领域。
（2）讲解协同技术及其概念和目标，发展概况，介绍异步协同和同步协同的概念和差异，讲解BIM如何支持协同工作。
（3）讲解数据集成技术概念，及开发和集成方法，介绍组织集成和过程集成模型的方式，以及BIM信息集成平台技术和BIM生命周期不同阶段的信息流积累过程。
（4）讲解可视化技术，介绍BIM数字化模型的可视化设计和管理原理，讲解对三维模型和时间结合的4D设计和施工的实时仿真概念，讲解项目成本控制。
3.2 案例教学方面
根据目前BIM的主要应用领域，并结合实际学生就业情况，案例教学可通过对支持BIM的多种设计软件的介绍，并辅以实际项目工程 3 BIM案例和学术讲座来满足学生对实际应用技能学习的需求[4]，具体如下：
（1）介绍目前支持BIM的各类设计软件，如Revit，Architecture，ArchiCAD，PKPM系列软件等。
（2）讲解BIM在建筑结构设计的典型应用。
（3）邀请业内知名学者结合实际案例进行BIM工程应用学术讲座。
（4）讲解BIM在建筑生命周期的管理的作用，如采用BIM技术如何做好建筑生命周期成本控制和评估。
（5）介绍BIM在施工过程和管理中的典型应用[5]，如虚拟施工软件的4D施工管理模拟。
4、BIM课程教学建议
（1）结合现有教学计划，合理规划BIM授课顺序以及课程体系。BIM的内容应实现跟各种学科专业知识的融合，科学设置高职三年中的BIM课程内容，开设时间，实现课程间的合理衔接。
（2）重视BIM工程专家讲座的作用。通过开设专家讲座，可以通过循序渐进的方式改变一些教师的态度，为进一步BIM课程改革提供一个良好的氛围，减少BIM教学改革各方面的阻力。
（3）结合已有的BIM教学条件，合理设置覆盖BIM知识体系的课程范围。对于已有BIM教师资源，已开设过BIM基础课程，尤其是想把BIM技术作为培养人才的特色工程造价的专业，可以适当增加BIM相关的知识内容，提高相关课程的涵盖比例。
（4）工程造价专业要与业界建立更紧密的联系。开设BIM课程，对师资数量、质量都提出了很大的挑战，聘请业内专家可有效地解决这一问题。工程造价是一个实践性很强的学科，让有丰富工程项目实 4 践经验的老师承担部分课程内容，提供技术讲座，可以为BIM教学提供丰富的资源，弥补课堂讲授的不足。
5、结语
工程造价专业特别是全寿命周期造价控制要求培养是复合型的人才。基于BIM的工程造价专业尚处于探索阶段，本文研究结果可以作为开展BIM教学的参考，也是引起对工程造价专业BIM教育问题的讨论。
参考文献：
[1] 何关培．中国BIM 标准个人思考
（一）[J]．土木工程信息技术, 2012,4(3):56-61．
[2] 2011-2015年建筑业信息化发展纲要[DB/CD].北京.中华人民共和国住房和城乡建设部,2011.[3] 2016-2020年建筑业信息化发展纲要[DB/CD].北京.中华人民共和国住房和城乡建设部,2016.[4] 赵晓刚,周力坦.将学习进行到底--BIM为建筑院校构建完整教学案例[J].建筑技艺,2011,(Z1):121-125.[5] 何永祥,潘志广.BIM技术在施工图绘制中的应用研究[J].土木工程信息技术,2013,5(2):15-22.
