BIM大背景下建筑施工技术教学改革探析

童振龙　徐媛媛

摘要：BIM技术以其可视化、协调性、模拟性、优化性等优点引发了建筑业的巨大变革，我国政府对BIM技术也进行大力推广，建设行业进入了BIM时代。《建筑施工技术》课程具有实践性强、综合性高、安全隐患大的特点，如何解决对工程现场陌生的学生能够有一个直观认识工程现场且又安全的教学实践环境，基于BIM技术的虚拟施工为《建筑施工技术》课程教学改革提供了新的思路。

关键词：BIM技术 建筑施工技术 教学改革

BIM技术的兴起，使《建筑施工技术》课程中引入了全新的概念——虚拟施工技术，即在融合BIM、虚拟现实、数字三维建模等计算机技术的基础上，对建筑建造过程进行三维数字化模拟，真实展现建筑施工顺序，使学生真实了解施工顺序和复杂工序的施工工艺，该技术能将真实的施工现场再现在课堂上，让学生身临其境，可提高学生的学习兴趣和学习效果。

一、《建筑施工技术》教学现状分析

《建筑施工技术》是建筑类专业的一门实践性、综合性较强的专业学习领域课程，除了必要的理论教学外，更要注重实践教学，综合运用建筑施工技术的相关理论解决工程项目中的实际问题。随着教学改革的不断推进和深入，《建筑施工技术》课程虽然取得了一定成就，目前的教学形式，结合多媒体教学技术，通过大量的图片、视频资料还原施工现场，提高了教学质量，但还是只是停留在理论学习上，缺乏实践教学，由于施工现场的环境复杂，安全隐患大，以及实训基地建设不完善等原因，很多院校的建筑施工技术实习流于形式，未能正常开展，不能很好地培养学生的动手操作能力。学习效果不够理想，学生毕业后不能较好较快得适应工作环境。

建筑行业具有的特性一分散、唯一、周期长，使得在仅有的、宝贵的工地实训时间，最多也就是一个学期是无法让学生接触到一个项目从图纸到成品的完整过程。如在有的工地，两三个月都在挖土方，学生从进场到结束，今天在工地挖土，明天来还是挖土，等土挖完实习期结束了；有的工地，混凝土基础工程施工近半年，什么都没有学完就结束了。这是现阶高职现场实习存在的一个弊端，接触了职业工程过程，但只是一点点而已。《建筑施工技术》课程的实践课程还有待改善提高。

二、BIM技术应用于教学的优势

BIM技术是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。高职建筑施工技术课程的主要任务是使学生熟悉和掌握施工流程和特点，掌握施工各工种之间的技术、施工的工艺原理以及施工组织。借助BIM软件，建筑施工课程可以在一定程度上实现“教师就是企业的项目经理，学生就是企业的员工”的环境模拟。BIM技术将以动态的三维模式模拟整个施工过程与施工现场，能及时发现潜在问题，对施工做出进一步的优化，其中包括场地布置、人员安排、材料准备、机械设备、空间冲突、施工存在的安全问题等。同时，4D施工模拟还包含了临时性建筑，大型机械设备（如起重机、脚手架、施工电梯等）进出场时间，为节约成本、优化整体进度安排提供了帮助。三维可视化功能再加上时间维度，可以进行虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。

虚拟施工技术利用虚拟现实技术构建虚拟施工环境，进行施工现场布置，比如道路施工、办公区域布置、生活区域布置、材料堆放、加工区域布置、大型设备安装布置。依据施工图纸及相关规范标准进行虚拟施工。完成动态三维模型成果，进而优化施工方案、为后面合理组织施工提供帮助，避免质量、进度、成本、安全等方面出现的问题。这样学生在建筑施工技术理论学习的基础上，教师通过BIM技术进行相应的实践教学，可较大程度的改善学生因建筑施工体量大、施工环境复杂、安全隐患大等因素无法实际操作进行实践的问题，同时大大提高了该课程的教学效果。

在施工组织、施工技术等课程教学中主要实现对给定项目能够利用所学知识，在BIM平台下预判施工过程冲突，编制施工作业组织图、计划表，进行施工现场布置，完成施工工序分析。通过BIM技术平台，学生可以在可视化的环境中检查按照拟定的施工作业的效果与不足，自查自纠，及时发现所学所编的不足，可以激化学生的主观能动性和角色参与感，提高学习兴趣，改善教学效果。利用BIM技术教学，使学生对实际施工情况有了一个直观的认识，实现了课堂教学与施工现场岗位任务训练及时互动，同时经过反复的虚拟施工，可以使学生尝试选择不同的施工工艺、不同的材料、不同的施工机械等对费用、质量、进度、安全等方面影响，加深对施工技术的认识。

三、BlM技术在《建筑施工技术》课程教学中的实践

1、应用BIM技术教学的方法与手段

《建筑施工技术》课程的传统教学方法难以使施工过程具体化、形象化，学生很难在有限的课堂教学中将所学融会贯通形成知识体系，而BIM技术在教学中的应用能较好地解决这一难题，应用BIM技术教学的方法主要包括以下三个方面：

（1）以BIM技术工程应用案例为理论知识载体，配以讲授等传统教学方式，实现边讲解边施工的教学环境。

（2）应用BIM软件实现施工技术应用技能合作性训练，通过人机互动使学生参与虚拟施工过程。

（3）应用BIM软件进行存在问题的工程情景模拟，教师鼓励并引导学生以团队方式参与讨论，用所学知识解决工程问题。

2、基于BIM技术的教学改革方向

（1）建立BIM实训室，大力推行信息化教学改革。实训室建设是目前高职院校在专业建设路线中必不可少的环节。但目前实训教学任务多集中安排在期末进行，导致学生在接受实践教学时已将所学理论知识淡忘，实训效果明显不佳。加之实训室建设投资巨大，设备利用率低，见效周期长，实训室的建立并未达到预期教学目标。

（2）优化人才培养方案，构建基于BIM技术的实践教學课程体系。应用BIM技术实施《建筑施工技术》课程教学须改变实践教学的从属地位。在人才培养方案制定过程中应根据能力培养目标建立完善的课程体系，使相应的理论教学成为实践教学的支撑和基础，从而使理论教学目标更为明确。同时，应用BIM技术实施建筑施工技术课程教学时完全可以做到将理论教学环节植人到实践教学环节中，不仅能够提高学生的学生兴趣，还可增强理论学习的教学效果，使理论教学与实践教学做到“无缝式衔接”。

四、结语

BIM技术在《建筑施工技术》课程教学中的应用，进一步丰富了多媒体教学内容，搭建BIM技术平台，将实习搬到BIM实验室进行，实现实践性教学课程的信息化、虚拟化。应用BIM在高职教学中对提高学生职业工作能力是必不可少、有效的手段。可以这么说，BIM在高职教学中应用是非常有发展前景的，BIM的全方位运用必然带来全方位信息化教学浪潮，也将是另一次革命。