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基于BIM5D的工程造价专业实训课程建设与实施

李芮
  
山海经
2023年21期
1.中国水电八局高级技工学校 2.湖南省水利水电建设工程学校

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摘要:BIM5D实训课程是工程造价专业学生学习项目精细化管理及综合应用BIM技术的一门实训课程。本文简要介绍了BIM5D技术的先进性和功能特效,分析了BIM5D课程的教学现状、存在的问题,以及在课程实施过程中的模型构建步骤和教学资源的整合和共享。在实践教学中,提升BIM5D技术在人才培养计划中的重视程度,组织学生参加各类BIM设计比赛,不断优化课程设计和教学模式,为BIM5D实训课程的实践教学提供参考思路。

关键词:BIM5D;课程建设;教学改革

工程造价专业的课程覆盖面广,操作性强,专业核心课程包括建筑制图与识图、建筑/安装/装饰工程计量与计价、广联达BIM、BIM5D、revit与navisworks、建筑施工技术、等[1]。传统的建筑制图课程使用CAD教学,只讲解二维平面,如今可利用BIM的三维建筑模型辅助学生更加直观形象地理解三维空间结构。建筑/安装工程计量与计价课程可利用BIM软件的管线碰撞命令,减少不同专业在同一个工作面作业、重复开槽、开洞等情况。建筑施工技术课程可利用BIM软件构建建筑施工现场布置、构件仿真模型,让学生更容易理解施工流程。

随着BIM技术的广泛应用,企业需要懂BIM、会BIM的技能人才,中职院校需要改革现有的课程培养体系,将BIM软件的学习融入到人才培养计划中。广联达BIM5D软件的操作步骤比较符合国内的施工流程,便于快速理解和动手操作,可以与广联达系列建模造价软件进行匹配。

BIM5D融合了建筑、结构、机电、给排水、消防等专业的三维模型,形成了三维模型+成本+进度的新型建筑信息模型[2](见图1)三大中心。BIM5D基于三端一云(PC端、WEB端、移动端、BIM云)服务,实现多部门多岗位协同BIM应用,帮助施工企业选择更加合理的施工方案,减少施工变更,缩短项目工期、从而降低项目成本。BIM5D可以实现管道碰撞检查、3D路径漫游、4D进度管理、5D成本控制及移动端查看应用等功能[3]。

一、BIM5D课程教学现状

(一)学生实践练习时间有限

在中职工程造价专业的课程教学中,学生在课堂中的实践练习时间受到约束,只有通过不断操作BIM5D软件,才能真正熟练掌握使用步骤。BIM5D学习需要用到加密锁,加密锁单价比较昂贵,这也在一定程度上制约了学生的课余练习。由于上机时间有限,再加上部分学生的计算机基础知识较薄弱,对于键盘的指法操作和快捷键绘制命令不熟练,也会导致模型创建的过程进度缓慢。

(二)学生对软件理解能力不同

近年来,学生缺乏主动学习的动力,基础知识掌握情况参差不齐,不同的学生对软件操作的理解能力不同[4]。部分学生在软件学习的过程中比较依靠教师的引导,利用网络进行信息检索的能力较弱,缺乏学习的自主性和积极性,BIM5D软件的实操效果较差。

(三)课程配套资源不充足

BIM技术作为一种新兴技术,BIM技术学习缺少与课程配套的教材,存在学期课时设置不当、欠缺项目全寿命周期的BIM集成管理、产教融合程度不足等问题。BIM5D课程的实际教学中均采用与软件配套的建筑结构模型、三维场布模型、时间进度计划、成本预算和合同预算文件、变更文件等,根据不同的功能需求,导入相对应的文件。虽然操作步骤逻辑清晰,但对模型、文件的依赖程度较高,很容易出现无法关联成功的情况,而且WEB端操作平台的浏览器插件对数据处理能力不足,导致这些配套的课程资源无法满足不同专业对于BIM5D的需求,与其他课程联系也不够密切。

BIM5D的文件大小大约在十几MB到几十GB之间,对计算机的硬件配置要求也比较高,需要高配置且运行稳定性能良好的计算机。除上述现状外,在正常操作的过程中,时有发生软件闪崩的情况,软件自身的稳定性和兼容性还有待提高。

二、BIM5D实训课程的实施过程

(一)基于BIM技术的教学仿真模型构建

BIM5D是以模型为基础,以BIM平台为核心,通过BIM三维可视化技术将建筑施工过程形象地展示出来,从而让学生在理解建筑空间的基础上熟悉项目流程。广联达场地布置软件和斑马进度计划软件作为学习BIM5D软件的基础,需要率先进行学习。

1.绘制施工场地布置图

按照文明施工和“四节一环保”的要求,应用广联达场地布置软件,尽量紧凑整洁地布置施工现场,合理划分功能区域,保证场地利用率达到90%以上。场布软件创建的BIM模型漫游动画可以将枯燥单调的二维平面图转化为立体形象的三维仿真模型,生动地演示土方开挖和回填的过程,拟建项目自下而上的施工动画,以及塔吊顶升动画。完成三维场地布置后,找准建筑物基准点,可以将建筑结构模型整合在场布模型中,确定出建筑总平面图布置。

2.绘制施工进度图

施工进度计划是统筹策划和安排各项施工过程的建造顺序,对创建的模型按照流水段进行划分,以此实现设定的工期目标。双代号网络图和横道图同步生成,利用前锋线直观反映计划与实际的差异,呈现出人工、材料、机械设备、资源信息,详细查看各项目总工期、各关键里程碑节点提前滞后情况,指导纠偏。

3.施工图预算的编制

利用BIM建模后自动提取的工程量往往与现有清单划分标准的匹配度不高,建议按照施工顺序进行组价工程量编制预算,在项目集成的时候可以更好地和划分的流水段进行匹配。选用广联达云计价软件,可以快速新建单位工程,导入预算文件,定额换算和各项费用占比一目了然,清晰直观地显示人材机各项的消耗情况,更加精准地指导成本核算和纠偏。

4.管控和集成

项目现场各岗位作业数字化信息只有集成到三维建造模型中,才能实现虚实结合的项目现场过程精细化管控以及数字化集成交付。BIM5D就是将场地布置信息、进度安排信息、资源信息以及预算成本信息整合到建筑模型中。

(二)教学模块整合与资源共享

立体化组合教学方式,打破了传统建筑施工教学章节的排列顺序,按照工程实际过程进行教学,例如先进行基础阶段的土方开挖和回填,之后进行主体阶段的拟建建造,最后是装饰阶段的室内外装修。通过在BIM5D软件平台中直接进行模型整合与时间进度管理,将施工现场的建造过程更加真实化,使学生了解“施工模拟”和“进度控制”对项目“成本控制”的作用。

课程考核标准以过程考核为主,期末测试提交实操案例结果为辅,在教学过程中充分利用网络公开课资源。

三、BIM5D实训课程的教学改革路径

(一)提升BIM5D技术在人才培养计划中的重视程度

对于工程造价专业而言,结合《BIM5D》的实际授课计划,将其配套的建筑模型图纸、进度计划文件和分部分项工程项目清单按照教学进度安排划分课时教学,并且注重融入新规范、新标准和新工艺[5],课程设置如图2所示。

要打破以往专业培训计划中的课程体系,及时更换高配置的硬件设备,增加与BIM相关的理论课程和上机实训课程的授课学时,加大对BIM相关软件的培训力度,让学生通过课堂学习和线下上机操作,不断深化掌握BIM技术。

(二)提高BIM5D师资队伍建设

加强对在职教师的BIM技术继续教育和相关讲座培训,重点培养BIM实践教学指导教师,不断提升其对软件信息的认知度和操作熟练度。在提高师资队伍建设的过程中,做好各项预期成果和奖励措施,为有才能的教师提供合理的发展平台。

为保证教学进度的顺利实施,在教学实践过程中着重加强以下管理:加强校企合作,邀请行业专家,运用先进的科学手段进行难题攻关,讲解行业标准和职业技术需求,深化学生的岗位意识;与行业企业共建BIM5D技能人才培养基地,由校内专任教师与行业工程师共同制作课件,成立课程教学团队,整合教学资源,将新工艺、新材料等工程实际内容融入课堂教学中。

(三)以赛促学,课证融通

强化专项训练,课前借助智慧课堂、学习通、云课堂等线上教学平台,发布BIM5D课程文件资源和视频资源,以及详细地操作步骤指南。以赛促学,通过组织学生参加BIM比赛,建立以国赛、省赛为目标,校赛为基础的多层次BIM比赛模式,提高学生学习BIM专业软件的积极性,在比赛中检验教学效果。鼓励学生努力考取“1+X”职业技能等级证书,建立起职业技能考核与专业教育互通的桥梁,强化技术技能人才主动学习的积极性和自主性。

四、结语

目前,BIM技术正在如火如荼地应用在新建的建筑施工项目中,职校教育工作者应认清形势,抓住机遇,探索BIM技术的教学信息化改革和项目集成管理是日后发展的新模式。根据实际工程案例,制定BIM5D专业培养计划,建立BIM校级教学团队,强化BIM技术的校企合作,通过BIM5D课程教学改革,培养一批能够在实际工程项目中灵活运用BIM技术的高素质技能人才。

参考文献:

[1]练志兰.基于BIM的工程造价教学平台的Revit课程设置研究[J].住宅与房地产,2018,513(28):256.

[2]焦迎春.BIM5D技术在施工阶段成本控制中的应用研究——以A项目为例[D].北京交通大学,2021.

[3]晋艳.基于工程实例的BIM5D实训课程教学改革研究[J].教育现代化,2019,6(79):64-65.

[4]林伯熔.基于工程实例的“BIM5D协同管理”教学改革研究[J].广西城镇建设,2021(10):3.

[5]刘承鑫,张明玉,周昊,等.基于BIM5D平台的项目管理应用[J].城市住宅,2020,27(1):2.

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