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应用型本科院校BIM技术人才培养模式探索

来源:杂志发表网时间:2021-08-20 所属栏目:建筑科学

  

  当前越来越多的普通高校为了培养出更多优秀的应用型人才,以顺应时代潮流满足市场的需求,开始逐渐向应用型大学转变。应用型大学是我国人才培养的重要基地,可以通过在高等院校开展BIM技术教学解决BIM人才紧缺的困境。

应用型本科院校BIM技术人才培养模式探索

  1 土建工程技术专业BIM技术人才培养现状及问题

  1.1 人才培养现状

  BIM技术理论起源于美国,在30多年的发展历程中,BIM的解释具有多样性,其可以从狭义和广义的角度进行解释。从狭义的角度来看,BIM就是一种三维参数模型,它所涵盖的信息准确、完整且协调性比较大,运用在设计和分析中;从广义的角度来讲,BIM强调的是建立完整的建筑生命周期信息数据库的过程,核心要点还是构建产品信息,它反映了项目方总体管理的概念。我国建筑业在过去几十年取得的成就有目共睹,与此同时,对BIM技术的应用也给予了更多关注。BIM技术在建筑行业中的应用可以改善传统的信息通信障碍,降低成本,并改善管理,提高生产效率。

  鉴于信息技术在建筑行业中的快速发展,很多高校的土木工程专业开设了BIM技术相关课程,以满足社会对BIM专业人才和产业发展的需求,从而让学生真正成为土木工程领域中智能建设的专家,真正理解和熟练应用BIM技术。经过这些年的潜心发展,各个高校逐渐建立了多种形式的BIM人才培训和技能培训模式,例如课程教学、研究中心、校企合作等,BIM人才培养模式已经慢慢从注重理论学习转向了实际应用。

  1.2 存在的问题

  1.2.1 教学设施不够完善

  应用型本科院校普遍缺乏资金,对于应用型大学而言,这是限制BIM教育发展的重要问题之一。因为运行BIM软件对计算机的配置要求极高,需要与之兼容的实验室,构建这些硬件设施需要一笔不菲的开销。例如Revit是建筑设计类常用的BIM软件,它对计算机设备的配置要求已达到图形工作站的水平,并且软件本身的成本也非常高昂。为了构建与BIM教育培训兼容的实验室,需要翻新原始设备,重新设计一些学习的硬件和软件,需要花费几十或上百万的建设资金。由于资金限制,许多本科学校无法完成实验室的建设,因此也就无法开展与BIM技术相关的教学。

  1.2.2 教学软件兼容性差

  不同的BIM软件制造商使用的技术存在很大的差异,导致各种类型的BIM软件彼此不兼容。BIM软件彼此不兼容,不具有统一的标准数据关系,学生在学习BIM技术时设置的建筑信息模型的数据无法互连,没有标准的数据介质,BIM数据无法整合,信息被阻断,这会对BIM技术的教学产生不良影响。除此之外,由于BIM的教学软件不一致,一些院校在BIM教学设施建设上也会遇到难题,影响了资金投入。

  1.2.3 重理论轻实践

  我国大多数院校都将教学重点放在BIM专业的理论教学上。在实践培训方面,由于学校、研究中心和公司三者之间的关系不紧密,学生仅仅停留在理论学习上,很难找到渠道在BIM项目中进行实践,那么就很难检验自己的BIM技术掌握情况以及存在的问题。另外,教师在教学过程中没有实际案例指导学生进行实操,也限制了BIM技术的发展。由于学校内部和外部的原因,导致目前一些学校对于BIM技术的教学普遍都停留在理论教学上,缺乏实践指导。

  1.2.4 师资力量不足

  在本科阶段讲授BIM技术的基本要求是建立具有BIM专业应用技能的师资队伍,师资力量是衡量教学水平的基础。但是,对于许多高校而言,大多数教师没有在BIM实践活动中获得深刻理解,缺乏对实践目的和意义的认识,并且缺乏应用BIM技术的能力,严重影响了在应用型本科院校中的BIM技术教学。BIM模型可以在整个项目生命周期中捕获大量的工程信息,这就要求BIM技术人员精通软件操作和设计,构建施工、运营、管理等能力,因此高校老师为了更好地进行教学,就应具备这些能力。提高BIM师资教学水平,首先应从提高教师的专业素质出发,促进BIM技术的有效教学。

  2 工程造价专业BIM技术人才具备的基本能力

  2.1 统合协调能力

  在项目施工过程中遇到沟通问题时,工程造价专业人才可以通过BIM技术所涵盖的信息与业主、施工单位等多方协调讨论相关问题,同时还可以进行高效的管理来预防问题的发生。在施工阶段对建筑物结构、设备和其他管道进行检测、分析和模拟,从根源上消除施工冲突并减少返工现象的发生;提高不同专业之间的沟通质量,并使用建模工具来实时匹配和调整设计内容;从模型中输出建筑物的管道设计和施工维护的方法,准确地将设计信息传送给施工方,从而使项目能够顺利进行;设计方与施工方通过BIM软件进行沟通,设计方通过BIM模型导出施工图,并且将相关信息传递给施工方,促使双方更好地协作,确保施工进度和质量;对设计项目进行详细评估,避免在细节上不符合设计目的,从而影响建筑物的质量和工程进度。

  2.2 风险评估分析能力

  在建筑施工过程中会存在很多潜在风险,会给建筑施工带来很大危害。所以,相关从业人员必须具备风险评估能力,从风险角度进行识别,运用BIM技术降低或消除各个环节的风险。

  2.3 动态项目排程的能力

  工程设计专业的BIM人才必须具有施工进度动态管理的能力,因为项目在施工过程中变更很大,项目进程容易受到风险作业的影响,而不同的承包商之间涉及不同的项目工程,这些都要求相关人才必须具备动态的调整能力。例如工程的吊桩进度与现有机器设备以及环境之间的配置,这都需要与相关的单位进行协调。同时,工程造价人员使用BIM工具进行计划和调整,并提供实时回应,运用3D模拟和4D排程与相关技术人员进行沟通,以提高工程进度和效率。

  2.4 相关技术工具应用能力

  BIM技术的应用涉及众多相关软件工具,例如Tekla Structures用于钢结构设计和钢筋选择,而Revit用于建筑相关设计、构造和电路的配置,除此之外,还有Archi CAD核心建模软件、Sketch Up项目设计软件、模型与碰撞检查系统以及4D仿真集成Navis works等。这些软件仅是一部分软件,所以BIM技术人才需要熟练掌握相关软件工具的操作和应用。

  2.5 结合BIM技术融入安全卫生管理能力

  将BIM技术融入安全与卫生管理中可以确保操作执行过程中工人的安全,同时还能提高职业安全与健康管理系统的性能。例如对于内置的BIM模型,可以首先确认安全设备的完整性和适用性,解决安全设备的接口问题和错误配置;使用视觉模型评估当前现场实施状况和识别现场危险,可以通过使用4D模拟、冲突识别、4D模拟来评估安全和施工问题;建筑物的框架是一个假设的项目,其中的工作面是施工人员与机器的工作空间区域,可以模拟施工人员在高空或其他地方不同时间段的危险程度;在安全假设项目中,还可以通过BIM模型对项目经费进行定量估计,这也是BIM技术人才需要掌握的能力之一。

  2.6 三度空间识图能力

  在工程项目启动前,多方人员依靠二维平面图进行项目规划交流。但是在使用规划平面图时,必须在设计师和实施者的脑海中重新创建三维对象,这可能会导致错误和信息空白,构成的三维模型存在差异,这也是传统工作模式的弊端之一。因此BIM技术人才要具备使用BIM工具、运用三维空间概念以及与3D可视化信息模型进行交互的能力。

  2.7 成本数量的估价能力

  传统的工程评估工作非常复杂,成本高昂且效率低下,工作人员应根据相关经验和能力来判断设计图中所有项目的面积、数量,并重视经常发生计算错误的问题。BIM技术人员应具有评估成本数量的能力,可以使用BIM工具评估项目,使用BIM建筑模型准确估计材料的面积和成本,创建建筑预算和相关表格,并快速创建项目成本计划,控制、核算、分析成本,从而有效提高成本控制能力。

  3 应用型本科BIM技术专业人才培养模式

  3.1 形成“院—系—专业—课程”体系

  统筹、整合学校所拥有的资源,在学院建立BIM技术应用平台,并完成BIM技术应用研究过程和实践;系部根据自身特点设置相关BIM课程,积极寻找企业合作,从而实施相关应用的教学和研究;建筑工程类涵盖所有BIM课程,建设完整的体系能增强BIM技术在学校以及整个应用型教育过程中的应用。在学校的教学过程中,不能单纯停留在书本知识上,可以积极引进行业的专业人士和企业家来学校兼职,并与学校教师共同开发BIM课程的教学和实践培训。企业的BIM技术专业人员除了拥有理论知识外,还具备丰富的实践经验,如果教师与企业从业人员一起授课,学生可以在理论和实践项目上获得双重学习,有效提升BIM技术的应用能力。

  3.2 更新课程标准和内容

  在BIM教学中引入新技术和新规范,构建学习资源库,一方面可以提高教师和学生对BIM技术问题的实际解决能力;另一方面可以提高学生的创新能力。BIM课程内容主要可以细化为六个基本模块:BIM软件运行能力建设模块、BIM系统生产能力建设模块、BIM系统应用程序功能建设模块、BIM项目管理功能建设模块、BIM业务应用程序创建功能模块和BIM业务功能建设模块。在对现有的专业课程内容进行数字化和智能化的转换时,BIM的相关知识将嵌入专业知识课程的教学内容中,创建专业知识课程资源库。师生使用MOOC、VR、AR等现代教学技术以及BIM教育和培训相互贯通,充分参与整个项目的建设过程,从而深度整合BIM课程在线教育教学资源。

  3.3 强化师资力量

  通过特殊教育、短期培训、技术研发创新、海外学习访问、讲座等多种形式培养骨干教师,提升他们的BIM技术教学能力。同时从企业中选聘优秀的BIM技术人员,丰富团队实力,并与建筑行业BIM领域中的知名公司进行合作,从而形成理论与实践并举的BIM教师团队。另外,提供针对团队教师的实践培训和技术才能的特殊培训,实施产教融合方案,拓展教师的专业技能,从学校培养BIM技术人才的目标出发,根据学校和教师的需求提供个性化培训,努力提高师资力量。

  3.4 教学与实践相结合

  除了BIM课程的常规教学外,为了充分培养学生的BIM专业知识及BIM实践能力,可以鼓励学生在实习期间进入建筑公司参与一个有价值的BIM项目。学校也可以通过与相关建筑公司签订合作协议或者与公司建立一个实训基地来帮助学生进行实习。另外,还可以鼓励公司引导学生积极参加一些应用BIM相关技术的各种大中型项目,这样既有利于学生巩固自己在课堂上所学到的BIM相关知识,还有利于提高自身的理论和实践能力,同时企业可以根据自身实际情况完善BIM相关技术知识和方法。根据1+X证书认证的需要,要求企业与学校产教融合下建设实训工程和进行教学改革,对有利资源进行整合和运用。在校企融合的大背景下,做好顶层设计,协调资源,为学校和企业建立实训基地提供有利条件。

  4 结语

  综上所述,通过对应用型本科院校BIM技术人才培养的现状和存在的问题进行分析,并提出相关改进建议,希望更多学者注意到BIM技术人才培养的重要性,从而进行更加深入的分析和研究,力求探寻更优的培养方案,改变目前BIM技术人才缺失的现状。

  参考文献

  [1]教育部教高函[2019]1号教育部关于公布2018年国家精品在线开放课程认定结果的通知[4]教育部, 2019.

  [2]陆鑫我国工程咨询企业BIM发展道路思考[J]中国工程咨询,2017(4).

  [3]刘红霞,赵峰基于BIM的工程管理专业人才培养改革探讨[J]建筑经济.2017,38(6).

  《应用型本科院校BIM技术人才培养模式探索》来源:《房地产世界》,作者:杨树仁

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