关于建筑方面本科论文开题报告范文与融入BIM技术的建筑类专业课程体系构建类毕业论文提纲范文

《融入BIM技术的建筑类专业课程体系构建》

该文是建筑方面有关学士学位论文范文与专业课程和建筑类和融入类毕业论文提纲范文。

［摘　要］该研究对BIM的内涵进行了分析,着重指出BIM的综合性；基于BIM技术搭建了教学平台,构建以理论教学和实践教学并重的两大支柱支撑的课程体系框架；以城市地下空间工程专业为例,建立了基于BIM技术的课程体系；针对课程体系与教学实施、改进教学方法、在课程中融入BIM技术进行了深入的探讨.

［关键词］BIM技术；平台搭建；课程体系

［中图分类号］　Ｇ６４２　［文献标识码］　A　［文章编号］　2095-3437（2017）11-0048-03

随着BIM技术的兴起,信息共享、无纸化施工和全过程管理逐步应用到了建筑设计、施工、管理和运营维护工程领域.BIM即建筑信息模型,BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具.BIM技术以三维数字技术为基础,三维模型所形成的数据库为核心,进行建筑模型的建立,并通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息.BIM技术作为一种创新的工具与生产方式,是继CAD之后建筑业的二次革命.[1]BIM作为设施信息的共享资源技术,通过建立数字化的BIM参数模型,涵盖与项目相关的大量信息服务于建设项目的设计、建造安装、运营等整个生命周期,实现了“模型等于图纸”“模型高于图纸”的目标,具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点.[2]

目前,国内外许多高等院校已经引入BIM,同时也引发了众多院校对建筑类专业课程体系构建的改变与讨论.我院近几年分步引入了部分BIM软件,建立了BIM开发实验室和地下工程虚拟仿真实验教学中心.借鉴CDIO,即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Imple?鄄ment）和运作（Operate）一体化课程设计的理念,搭建了融入BIM技术的建筑类专业教学平台,并围绕这一平台构建课程体系[3],对本科应用型专业人才培养有着引导和促进作用.

一、BIM技术的内涵分析

BIM是由查克伊士曼博士（Chuck Eastman,Ph.D．）提出来的.它是指将某个项目在整个生命周期内所有的几何特性、功能要求与构件性能的信息综合到同一个模型中,这些信息还包括施工进度、施工过程控制与管理信息.[4]即BIM应是建筑信息模型（Building Information Model）、建筑信息模型及其应用（Building Information Modeling）、建筑信息管理（Building Information Manage?鄄ment）三者的综合.美国国家BIM标准中强调BIM是基于公共标准化协同作业的共享数字化模型[5],可以用作设施信息的共享资源,成为设施全生命周期决策的可靠基础.

BIM是一种理念,信息作为资源是可以共享的,项目的参与各方都有信息共享的权利,这就为项目的参与各方提供了充分沟通、交流和协作的可能性.同时,信息是可以更新和修改的,通过项目参与各方的专家的讨论、交流和沟通,并且根据不同的要求对信息进行更新和修改.BIM是一种技术,是针对建设项目从设计、招投标、建造到运行一个完整生命周期所进行的建模、更新、管理和应用的技术,是由众多的设计软件（建筑设计软件、结构设计软件、设备设计软件、成本预算软件、施工管理软件等）组合而成的技术.BIM既是模型结果,更是过程.BIM具备了所有一切与该建设项目有关的信息,但BIM的功能主要在于针对建设项目的设计、施工和管理进行信息模型的开发、使用和传递,所以BIM更是过程.

由于建筑的复杂性和多专业之间的综合性,在施工中会经常出现大量碰撞问题和施工进度方案的不确定性因素,BIM软件提供了碰撞试错及可修补、改错功能.要合理地应用BIM技术,必须具备扎实的工程技术专业知识,还要有一定的创新思维,敢于突破一般性思维的界限,敢于尝试.

二、基于BIM技术的教学平台与课程体系构建

(一)基于BIM技术的教学平台搭建

针对工程教育的特点与BIM内涵,建筑类专业人才培养目标要求掌握工程勘察、规划、工程材料、结构分析与设计、工程测量、施工组织和工程概预算、工程监理等方面的基本技术和知识,能够从事工程规划、设计、施工与管理工作.而BIM技术能够连接建筑生命周期不同阶段的数据、过程和资源,是建筑设计、结构设计、建筑环境模拟、工程造价和施工管理等多专业的集成.[6]通过建立BIM虚拟仿真平台,让学生在校内外有网络的地方实现自主学习、应用BIM,实现创新性教学模式.

以城市地下空间工程专业为例,我们搭建了以BIM为基础平台,理论教学和实践教学两大支柱并重并相互支撑,由创新活动连接的实践与创新能力培养的课程体系框架,如图1所示.

(二)以ＢＩＭ技术为平台的课程体系的构建与实施

1.课程体系的构建

目前,国内外常见的BIM课程设置方式有新开设的BIM课程和在现有的专业课程中植入BIM两种,[7]我国大都用第二种方式.第二种方式在植入BIM内容时,要根据现有专业课程的实际情况进行植入.

根据城市地下空间工程专业知识的构成,能够植入BIM内容的课程包括建筑制图、房屋建筑学、施工组织与概预算、城市地下规划与设计、城市地下空间开发利用、地下工程结构、地下结构可靠性、隧道工程、地下管网、工程项目管理等.如图2所示.

课程植入BIM的方式主要是BIM课程、建筑制图+CAD设计、BIM软件与建模方法、BIM+房屋建筑学、BIM+地下工程结构、BIM+施工组织与概预算、基于BIM的地下工程施工模拟、BIM+城市地下规划与设计、基于BIM的工程项目管理、基于BIM的地下管网模拟、BIM+隧道工程、基于BIM的地下结构可靠性分析等.

在实践中我们利用BIM的三维化、参数智能化等优点,培养学生的空间思维,使学生建立对建筑的整体概念.依照“理论+实践+职业技能+案例”的教学设计思路,建立了基于BIM的课程体系,如图3所示.

2.融入BIM思想的教学实施过程

（1）从认知BIM开始培养探求兴趣.从新生入学的专业介绍开始,有意识地培养学生对BIM的兴趣,让他们在BIM实训室里观看BIM的强大功能,了解BIM技术在城市地下空间的发展趋势和应用途径,理解学习BIM技术的重要意义.将专业课程所涉及的地下工程建筑设计、结构设计、配套安装设计及施工现场布置等案例信息模型进行三维立体展示,通过向学生提供真实的情境,介绍专业的性质、培养方向、培养目标及主干课程等.实践中,我们把教师由“讲授者”“指导者”的身份转换成“参与者”和“管理者”,由学生自主进行设计,教师参与共同讨论、提供建议,让学生充分发挥自身的想象力,[8]培养学生分析解决问题和协同工作的能力,以及初步的项目目标制定、概念描述、项目发展管理能力.

（2）实施BIM教学不断线.从大学一年级的制图课开始,有针对性地加入BIM基本课程,并结合后续的专业基础课、专业课,采取“BIM+某一课程”的形式由浅入深地让学生熟悉BIM重要软件的使用方法,指导学生逐步运用BIM的3D、4D、5D技术,构建三维空间模型进行工程描述、时间维度描述,模拟施工的整个过程以及进行施工预算等.在实训过程中,由教师先行提供案例,让学生了解BIM在地下建筑设计过程中的应用,通过BIM建模,仿真模拟地下建筑施工、施工管理、质量管理、进度管理、成本管理等活动,了解BIM在地下建筑施工和管理过程中的应用,实现工程测量、测量实习、建设法规、建筑施工技术、房屋建筑学、建筑力学、建筑制图与识图等建筑类课程实验及实训模块共享.通过建筑结构仿真实验、建筑施工技术仿真实训和建筑工程施工工艺仿真,将上述专业主干课程进行有机结合,这就较为系统、全面地梳理了学生的专业知识,改善了上述课程的教学效果,在专业知识和实践技能之间建立了有效联系,提高了学生的实践能力.

（3）强化BIM的实际应用.在课程设计和毕业设计中强化BIM的运用,充分利用BIM技术平台,结合在实际现场中所看到的工程施工情况,进行优化设计施工方案的拟订.[9]以实际项目业务案例为主线,以任务为驱动,进行团队实战.整个体系的设计遵循螺旋式教学模式,由单项技能到综合技能,实现BIM技能的累积与提高.推动学生以BIM的视角及思路进行课程设计、毕业设计或大作业,挖掘BIM价值,通过毕业设计对BIM在教学中的价值进行提炼,进而真正让BIM技术在高校教学中得以广泛应用.对城市地下空间工程专业的毕业设计,我们采取了必须运用BIM的硬性规定,强化学生对工程项目生命周期及其过程任务管理的了解,并能有效地理解技术、经济、管理、法律等在项目生命周期中的应用过程.

（4）培养大学生的创新创业能力.从培养学生的创新创业能力入手,以创新型人才培养模式改革为切入点[10],以提高学生的创新创业能力为目标,基于BIM技术构建与实施大学生创新创业训练计划,完善学生知识结构.基于BIM的三维设计技术可以集成各专业设计进行复杂设计评价和分析,在工程全生命周期内实现协同作业,具有高质高效的特点.组织学生开展基于BIM的结构设计大赛,参加行业大赛,不仅加强了学生学习运用BIM能力,将专业知识和设计思维有机地结合起来,更能提高学生的空间思维和想象能力,培养学生的创新能力和实践能力.

（5）与相关的BIM培训机构合作,建立虚拟仿真实验教学中心.借助行业地域性资源优势,与建筑监理协会、建工集团、软件公司等单位积极开展深度合作,根据工程实践和行业要求,不断完善、拓展和开发虚拟仿真实验教学平台.BIM培训机构和行业企业有完整的BIM软件包,又有专业的BIM人才和大量的实战案例,与他们深度合作,可以弥补学校在购买BIM软件包上的资金不足,以及BIM实战案例、BIM专业人才等方面的短板.校内的城市地下空间工程、工程管理、土木工程、给排水科学与工程、建筑环境与能源应用工程等相关专业,均可共享实验设备及虚拟仿真实验教学平台.学校还可以利用这些教学资源,为建筑企业员工开展职业技能培训和继续教育,实现资源共享.

三、结语

随着BIM技术的不断更新换代和发展,培养适应社会需要的BIM技术人才,短短四年的大学教育是不够的,正如城市地下空间工程专业培养目标所述,要培养学生“具备不断学习的能力、适应发展的能力和创新能力”.大学期间也只是使学生学会使用BIM的基本能力,还需要学生在后续的工作中不断学习新知识、新技术.

本文只是以城市地下空间工程专业为例,对在课程体系构建中如何融入BIM技术提供一个思路,这个探索还需要在实践中不断地完善和补充.如何在建筑类专业课程体系中融入BIM技术,可根据各专业的性质、各高校的具体情况来开展探索.

［　参　考　文　献　］

［1］　郝丽.BIM技术融入高校工程类专业教学的应用研究［J］.土木建筑工程信息技术,2015（4）：108-111.

［2］　张尚,任宏,Albert P.C.Chan.BIM的工程管理教学改革问题研究（二）——ＢＩＭ教学改革的作用、规划和建议［J］.建筑经济,2015（2）：92-96.

［3］　吴艳英,陈海虹,吴锦行.基于CDIO工程教育理念的“画法几何及工程制图”教学研究［J］.大学教育,2015（1）：148-149.

［4］　Goldberg, H. E., The Building Information Model,CADalyst, Nov 2004. Vo1.21,56-58.

［5］　NIBS National BIM Standard Project Committee, National BIM Standard, 2006,retrieved from http:∥vllciE?鄄vttfil?鄄proaects/vbe?鄄net/data/What is the NBIMS.pdf,5-12.

［6］　刘照球,李云贵.土木工程专业BIM技术知识体系和课程架构［J］.建筑技术,2013（10）：913-916.

［7］　王芳,张志强.融合BIM技术的应用型土木工程专业实践教学平台的优化与应用［J］.高等建筑教育,2016（1）：155-157.

［8］　李楠,贾宏俊.基于BIM技术的土木工程专业实践教学体系构建［J］.科技创新导报,2015（27）:161-162.

［9］　陆红梅,王蕾,唐艳娟.基于实践能力培养的“土木工程概预算”课程教学改革研究［J］.大学教育,2015（5）:122-124.

［10］李勇,尚会超,王洁.实用创新型人才培养模式的研究与实践——以中原学院机械电子工程专业为例［J］.大学教育, 2013（5）：38-40+44.

［责任编辑：庞丹丹］

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