APP下载

基于BIM的三维设计课程群系统研究

2017-12-12孟洁平周先奇彭苗

课程教育研究·新教师教学 2017年13期
关键词:应用型人才土木工程

孟洁平+周先奇+彭苗

【摘要】本文从建筑行业对BIM技术和人才的需求出发,从课程设置、师资力量、教材配套等方面分析了国内BIM的教学现状,提出了现有土木工程课程体系的教改路线,建立了BIM的课程体系,以培养出适应市场需求的BIM人才。

【关键词】应用型人才;BIM;土木工程

【基金项目】厦门理工学院教改项目《基于BIM的三维设计课程群系统研究》项目编号:JGY201522;厦门理工学院重点教改项目《后评估时代土木工程专业人才培养方案修改与完善》项目编号:JGZ201606;厦门理工学院教改项目《土木工程专业实践教学体系研究》项目编号:JGY201639;厦门理工学院教改项目《土木工程专业双元制培养模式的本土化研究》项目编号:JGY201642。

【中图分类号】TU8 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2017)13-0014-02

2015年6月6日,随着住建部《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》的印发,表明了在我国转变经济发展模式,加快产业调整的过程中,作为国民经济支柱产业之一的建筑业,生产方式将向建筑工业化转变,而建筑产业信息化(Building Information Modeling,简称BIM)已成为趋势。而大量BIM人才的稀缺已经成為该技术推广使用的最大阻力,本文就是以此为背景,根据土木工程专业学生的特点,从学生和社会的需求出发,从提高学生适应能力出发。通过土木工程部分专业课程群内容和重点的改革调整来探讨对于BIM应用型人才的培养。

一、人才培养模式现状与思考

按照“企业调研-岗位群分析-知识结构与能力分析-课程体系及教学环节设计-学校,行业专家,企业技术专家共同论证”的人才培养方案[1],通过调研研究,发现对于土木工程行业来说,设计方和施工方对于BIM都有一定的需求。

1.设计方对于BIM方面的需求

对于建筑设计方面,Autodesk公司Revit是目前我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一,可以帮助建筑设计师设计,建造。并且支持碰撞检测,施工规划和建造等,帮助设计师与业主,施工方更好的沟通协作。除此之外,Sketchup在市场中,也占有一定比例,主要用于几何造型。

结构分析软件主要使用ROBOT,ETABS,STAAD等国外软件以及PKPM,YJK等国内软件。可以通过模型建立,对构件进行碰撞检查,看看有无重叠,冲突现象,再内力组合,结构分析,导出WORD文档和CAD图纸。对于钢结构,还可继续使用深化设计软件,目前最有影响力的软件Xsteel,对钢结构进行详细设计,生成材料规格,横截面,节点类型,材质等所有信息,可直接面向工厂加工零配件,现场组装即可。减少了原材料浪费,同时节约大量时间,降低了返工率。

2.施工方对于BIM方面的需求

施工方对于BIM的需求主要体现在以施工图纸或者设计方的BIM模型为依据,进行施工组织设计,施工工艺、进度、安全等方面模拟分析优化工作,同时利用BIM模型进一步进行工程算量,造价预算等成本控制工作[2].目前应用在该专业领域最为广泛的软件是广联达及鲁班。

3.BIM教学现状方面

目前BIM的教学还未在国内得到广泛的开展,同时得以开展BIM教学的高校大部分也处于教学改革的初级阶段,以我们学校为例,现阶段,在BIM的应用推广方面还存在以下问题:

(1)课程教学问题。关于BIM课程群所涉及的课程大致有:画法几何、工程制图与CAD、建筑结构CAD(PKPM软件)、钢结构详图设计(TEKLA软件),同时覆盖一些其他专业课程。而画法几何及工程制图与CAD主要是将三维图形通过平立剖的方式转换为二维图形,已经越来越无法表示现代复杂的建筑外形,而其他课程安排不合理主要体现在两个方面:首先土木工程的学生对软件的需求比较高,在校期间需要学习多种设计绘图软件,而软件之间也存在交叉使用现象,如:CAD和PKPM的衔接出图、CAD与TEKLA的数据交接等,所以必须根据不同的要求进行穿插式的授课。这就需要对一些课程的培养方案进行调整。[3]其次,学生对于BIM软件掌握缺乏后续性。对历年土木工程毕业生进行问卷调查,发现有相当一部分比例的学生在刚毕业前两年就出现了多次跳槽,根据工作的岗位,需要调整不同软件的应用。而学生对于软件的转换适应情况还有待提高。说明我们目前的课程群还不能形成一个有机整体,还有待加强。

(2)某些软件缺乏系统的教材和项目实例。因为很多BIM软件目前只应用于比较高端的建筑,导致实际工程例子较少。同时据调查,能让师生满意相关教材并不多。这需要教师理顺和充实教学内容,编制立体化教材。

(3)缺少多专业协作的教育平台,设置相关独立课程。对于建筑项目的专业板块划分,导致建筑,土木工程,电气给排水等专业相互独立,以及设计方和施工方的分割,都对于实际工程项目专业配合和工程效率都带来了巨大的阻力。同时也影响了高校教育方式和质量,是目前高校BIM教改的症结之一[4]。

二、BIM教学改革规划

1.形成BIM有机整体的教改路线BIM的培养模式,应该根据高校人才培养计划,课程调整时需考虑现有课程设置,采用循序渐进的方式,对现有的大纲和考核办法进行修订。其中可以采用:交汇课程模式,即在现有课程中植入BIM内容。例如可以在土木工程概论,房屋建筑学,施工技术与组织等课程中植入BIM的相关内容,这种办法注重BIM在整个工程应用中的作用,有利于学生系统的,清晰的专业知识体系形成;单一课程模式,即增加BIM的相关课程,例如增加BIM导论课程,介绍BIM软件使用中的基本概念,使学生了解BIM概况,钢结构设计软件应用(X-steel),BIM软件应用基础(revit)这些实际应用软件的开设,使得学生通过BIM软件解决实际工程中遇到的问题,解决了BIM实用性的问题;还有多课联合模式,即多门课程形成有机整体。对于建筑工程行业来说,工程流程是先设计,再施工,而设计中,先进行建筑设计,再结构分析设计。课程的设置中,通过BIM软件应用基础(revit)的学习,使学生直观获得建筑信息,从而保持设计到施工各个阶段的一致性,建筑结构CAD(PKPM软件)的学习,可以将建筑信息转化为结构分析模型,并进行结构分析,解决了结构设计中的问题。而钢结构设计软件应用(X-steel软件)可以将PKPM的计算结果搭建成的钢结构模型,从而生成构件详图和零件详图,完成了设计向施工的转变。以专业知识为基础,以BIM软件为工具,将所有的课程应用于毕业设计,构建了以“任务载体”为中心,以设计,施工,生产管理工作流程为线的基于教,学,做一体化的课程体系,同时调动了学生自我学习的积极性。具体改革路线见图1:

2.针对BIM案例不足,师资匮乏的现象,可以组织专家进行讲座以培养教师队伍。邀请业内理论专家,业内实际工程应用专家,走进高校,为老师举办专题讲座,传授BIM的理论知识及工程实际案例;并与BIM软件公司合作,购买相关软件,引入专业人员对教师进修操作培训;组织BIM课题组申请纵向课题,或校企合作共同成立BIM研究中心进行横向合作,以课题带动教学,培养教师研究兴趣;同时通过与这些专家及软件公司的互动加上课题组的研究成果,鼓励教师编写符合本校专业特色的BIM教材[5]。

3.针对目前设计专业与施工专业软件不同,同时建筑,土木工程,电气给排水等专业相互独立,而在建筑工程项目中各专业相辅相成,互相配合的现象,需要设置多专业合作平台,打破专业限制,注重联科学习[4]:面向全校开设专业选修课程,同时组织多专业合作学科竞赛,鼓励各专业同学共同参与到BIM模型的实践中,以BIM为载体,集成建筑,土木,电气给排水等专业的数据模型,实现设计与施工的关联,从而贯穿土建类相关课程,达到一体化综合训练的目的。

三、结论

目前BIM在推广应用中的具体的难点,例如:可供参观学习的项目较少,学生不能实地考察;BIM知识更新周期短,对教师的要求较高;校企合作对象较少;BIM课程对计算机硬件要求较高,需要电脑高配置,不利于学生课后自行操作等。但是挑战与机遇共存,结合专业需求,结合高校办学特点,确定改革培养方案,才能适应企业要求,为学生就业打开新的大门。

参考文献

[1]陈涛李连波张乐莹陆广华.应用型本科院校机械类人才培养模式的探索研究[J].大学教育,2014(12):114.

[2]何关培.施工企业BIM应用技术路线分析[J].工程管理学报,2014,2:1~5.

[3]杨修何江.基于BIM的广西高校建筑学专业计算机课程教学探讨[J],教育教学论坛;2013年21期.

[4]陈柯达建筑工程CAD课程向BIM转型的路径探讨,产业与科技论坛[J],2017年16卷第17期.

[5]曹建文基于BIM的建筑类专业人才培养改革研究[J],科教导报,2016年6月(下).endprint

猜你喜欢

应用型人才土木工程
艺术设计专业应用型人才培养的教学探索研究
浅析应用型人才培养下的物理教学改革
应用型人才培养背景下模块化教学研究与实践
基于专业评估的土木工程专业毕业设计教学改革与实践
基于应用型创新人才培养的模块式实践教学体系构建