基于BIM技术的高校实践教学创新模式研究

谢娜

【摘 要】 本文阐述高职教育的现状，发现高职建筑工程类专业实践教学中存在的问题。分析BIM技术特点在建筑工程实践中的应用，探讨将BIM技术应用于高职院校建筑工程类专业实践教学的创新模式。通过模拟仿真技术和建筑模型可视化性能，掌握项目工期、现场实时情况、成本和环境影响等基本信息，突破目前实践教学条件受限的局面，实现运用模型模拟项目真实环境，探讨“3阶段+2×0.5循环”创新模式，助力高职实践教学的发展。

【关键词】 BIM技术;建筑工程;实践教学

【中图分类号】 G642 【文献标识码】 A

【文章编号】 2096-4102（2019）03-0074-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

一、高职院校实践教学的现状

对于高职教学来讲，一般实践教学内容占到总体教学比例的40%以上，实践内容包含实验、实训、设计、生产实习、顶岗实习相关内容，是教学任务中的核心部分，与理论教学相结合穿插在每一个学年的计划任务中。由于建筑工程类专业偏重工程实践，所以实践教学的质量直接影响此专业的教学质量，而且有些课程必须与实践项目相结合才可以教授。而目前一些院校的实验室条件有限，不能较好地满足实验实训课程的开设，设备老化、场地受限使一些实验室项目开出率较低。生产实习和顶岗实习需要参与到建筑项目现场中，但是由于任何建筑项目现场的管理要求及安全要求都很难实现在短时间内集中将较多的学生安排到项目现场实习，如此就使得此类实践的教学质量难以保障，也使得这类专业发展受到了限制。并且建筑项目的周期过长，一般项目从土建、设备到装饰工程初步完成估计也需要在3年左右，而学生的实习一般在1-4个月左右，从而很难较完整地参与到项目实践过程中。在此情形下我们提出借助BIM技术，结合建筑项目的设计与施工，通过BIM模型实现虚拟仿真的实践教学过程，提出利用BIM信息技术手段探求创新方向和思路。

二、BIM技术在高职院校实践教学中的应用

将BIM技术用于实验实训、生产实习和顶岗实习中，对于建筑工程类专业实践教学过程在观念上、操作方法上、表达形式上均产生变革性影响。BIM技术通过数字信息可以仿真模拟项目所具有的真实信息，让实践教学的效果更明显，特别是可以弥补由于实践教学设备或硬件条件不足、场地受限等客观问题。这些受限之处均可以通过参数化修改构件尺寸、参数化调整构件材料、参数化模拟项目现场，深化参数化模型等技术手段实现。并通过动画模拟项目实际场景，达到实现情景式的实践教学环境。

（一）BIM技术在高职实践教学中应用的思路

基于BIM技术的创新实践教学模式，对高职教育建筑工程类专业人才的培养模式以及学生自身发展至关重要，是一次从传统二维技术到三维实体的变革性探索。可以通过学习创建精准的BIM技术3D模型，将2D的CAD图纸还原成模拟建筑图元，在完成建模的过程中就是完成实践训练的过程，并且所生成的构件模型即可成为下一个实训任务的数据基础，在此模型上完成对项目的深入探索。即学习了建模技能同时也解决了实践教学中受客观条件限制的局面。通过BIM技术模拟项目现场、模拟项目施工、分析项目成本、形成信息资料、模拟项目运营。实现了依靠传统技术方法所不能完成的教学要求，通过项目实例检验实际的教学成果（图1）。学习者在完成项目本身实训任务的同时又掌握了BIM技术的应用，为即将走向工作岗位的学习者提供了实践操作平台和先进的技术能力支撑。

（二）BIM技术在高职实践教学中的创新模式

BIM技术创新实践模式的提出，结合BIM技术的参数化、智能化、模拟性等特点体现出现有实践模式特征，提取共性因素并转化为教学可利用模式为关键环节，并将提出的实践教学创新模式应用到实际教学中，形成案例并推广。现阶段高职教育实践教学方式适应企业标准和按行业要求还相对滞后，为了让学生尽快适应岗位要求，迅速提高实践能力，在现有实践教学模式的基础上，发现目前实践教学存在的问题和不足之处，或利用现有技术无法实现的教学环境，提出解决问题的方案，寻找最先进的技术与之匹配。应用BIM技术，结合行业特点、企业岗位需求，通过建立数字模型实现模拟演示项目案例，将模拟实践教学案例转化为企业实际工作能力，加强实际工程的参与感，在实际工程中得到最有效的训练。创新实践教学模式有助于指导高职教育进一步深化实践教学改革，为加强和改进对实践教学工作的指导提供决策和参考的依据，使高职实践教学更适应于建筑企业的生产与管理，培养建筑企业实际需要的实用性高技能人才起到助力作用。

基于BIM技术实践教学可以参与建筑项目从策划、设计、施工、运维及控制工程造价的全过程并且可以模拟施工现场布置及进行数字信息化技術管施工现场等实训项目。可以达到多课程交叉式融合项目的训练过程，也可以实现理论教学的同时模拟实践环境，将理论与实践达到无缝结合，从而激发学生的创新思路。通过先进的技术支撑培养学生创新精神和创造才能，推进学生探索学习、合作学习建立开放式实践教学体系，提升学生的工程实践能力。学生通过创建数字模型深化设计方案，并将创建好的数字模型导入模拟施工现场软件，实现直观而高效的参与设计、施工过程。并将多门理论课程的知识形成体系融入到此模拟项目中，同时优化设计方案、完善施工方案，而优化结果也即时可见。将设计想法、实施方案、项目效果同时体现，也可将多专业协同工作，打破专业间的壁垒，提高了学生参与工程实践的兴趣，激发学生学习动力。目前多数院校采用的教学模式还以三层次构成的单一直线型实验实训教学体系，不可循环的认知实习、校内实训和校外实习结构（图2）。

BIM技术在思路上的创新：将目前“三阶段”单一直线式结构，结合BIM技术融入理论课程拓展为“3阶段+2×0.5循环”实践教学模式。方法上的创新：打破理论教学到实践教学的单一式操作模式，打破从学校到企业的唯一路径实习，运用2×0.5模型链接情景演示，依据行业规范、企业标准反推认识实习、校内实训、顶岗实习形成循环一体的创新教学模式（图3）。

BIM技术在实践教学中的创新模式，可在建模阶段以一个完整的工程项目作为实践教学案例（图4），运用BIM技术将项目各专业的实训内容从BIM 系统中获取信息并进行关联操作，强化学生对项目全生命周期的运用，实现模拟工作岗位的操作与训练，避免了由于实践条件不足或场地受限，无法到企业现场实训等客观问题，从而真正实现了校内实训、认识实习和顶岗实习3阶段+2×0.5循环一体的创新教学模式。

在传统实践教学中，实践教学过程一般以本課程为中心展开，由于仅强调本门课程实践教学体系的组织及实施，使得相关联的实践课程之间的联系较弱，由于实训的目的不同、标准不一，一般很难实现一套完整的建筑项目在关联性较强的多门实践教学中较为连贯地展开，再加上场地及工作面受限，使得一套完整的建筑项目被人为分裂，从而影响了建筑项目实践教学的连贯性和实践结果的准确性。基于BIM技术的实践教学可以在多项实践教学课程中以统一的BIM模型为标准，通过实施项目的过程将多项实践教学内容融会贯通，最大程度地模拟建筑项目在建设过程中的真实性，并通过后续工作的实施检验前导工作的合理性与准确性。

如（图4）所示，项目在设计阶段完成BIM模型，与实践教学结合完成建筑设计阶段的实训内容，BIM模型作为后续实践内容的基础也是唯一的图纸文件。在项目进入实施阶段利用BIM技术模拟施工过程，控制施工质量与施工进度并且不受场地、工作面的限制，对应完成建筑施工技术、建筑施工组织和工程造价等实训教学。在项目交付使用后依然可以依据BIM模型做后期的运行维护管理等内容。在此模式下改善了传统实践教学仅服务于单一课程模式的特点，扭转了同一项目数据信息不连贯，后续内容与先导条件不对应，实践教学结束后不能实现项目的完备性与完整性等局面。

综上所述，基于BIM技术的3阶段+2×0.5实践教学创新模式的深化及应用，让实践教学过程通过信息化模型的建立得到可视化的模拟训练，并参与此模型的数据化分析，同时完成对项目模型造价成本的控制。参与项目其中并解决实际问题，在此项目中得到了多门课程综合实践的效果，最终实现高技能创新型人才培养的目标。

三、结束语

BIM技术使得建筑行业发生了巨大的变革，在这场技术变革的浪潮中高职实践教学模式的创新也必然会影响高职实践教学从观念上到方法上的变革。本文在借助BIM技术的背景下，对构建实践教学平台创新模式进行探究，以信息关联的项目为实践背景，基于项目模型的准确性，实现多门实践课程的高融合性实践教学过程，并展开项目连贯性较好的实践教学模式。在此随着信息化技术产业的普及与发展，依靠模型仿真技术，打破实训场地受限及工作面空间局促的现状，发展信息技术与高职实践教学有机结合的新领域。因此作为以培养实践技能为主导方向的高职院校，应该尽早助力BIM技术，开展创新模式，打破高职实践教学的发展瓶颈，推动国家实现BIM技术人才的基础储备，推进行业信息化技术水平的发展。

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