喻骁 龚赛博 陈裕帆 丁科竞 陆槽卿 王昭辉

摘要：建筑信息模型（BIM）作为一种全新的理念正在引起建筑业的广泛重视。BIM技术采用虚拟的模型和整合的信息平台去涵盖一个工程项目从设计到建造直至运营维护的全寿命周期中所有相关信息。随着BIM技术的认可和推广，建筑业急需高校顺应时代发展，培养出能够解决工程实际问题的BIM人才。本文针对国内高等院校BIM教育开展问题，在介绍BIM核心技术（计算机软件）的基础上，探讨建筑类高等院校BIM课程设置方案。

关键词：建筑信息模型（BIM）；可视化；信息技术；高等教育

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）42-0267-03

建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）技术，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，通过三维模型的建立，采用数字仿真信息去模拟建筑物所应具有的真实信息，让项目建设从过去的无从下手变为清楚可控。BIM技术不仅指建筑设计二维图纸到三维模型的转变，也不单纯地意味着一定规模的数据库分析，而是具有以下六个特点的一整套系统：①设计模型三维可视性；②各参建单位对同一项目信息的可操作性；③同一项目、不同参建单位信息的协调性；④项目信息修改的关联性；⑤项目信息处理的优化性；⑥项目信息在项目全寿命周期的可用性。

面对全球建筑行业逐步推进BIM技术的大势所趋，不管是建设单位、设计单位还是施工单位，都急需大量掌握BIM技术的专业人才。但是比起企业对BIM技术人才的急需状态，高校的BIM课程建设却大大落后了。很多高校对什么是BIM、BIM需要哪些专业软件做技术支撑都不清楚，更别提开设BIM相关课程了。本文旨在介绍BIM核心技术（计算机软件）的基础上，探讨建筑类高等院校BIM课程设置方法。

一、BIM软件的分类及对应专业

一般来说，按功能不同，BIM软件分为三大类：BIM环境软件、BIM工具软件和BIM平台软件。BIM环境软件负责项目相关基础数据的建立和查询；BIM工具软件是能利用BIM环境软件里的相关数据开展各种工作的应用软件，是BIM技术的核心；BIM平台软件是一个综合系统，能对各类BIM环境软件、BIM工具软件的数据进行有效管理，以使得项目各参建单位之间实现信息共享。

BIM环境软件里的数据是BIM技术得以开展的基础，因此BIM环境软件应针对建设项目建立统一的建模规范和相关文件管理规范。BIM环境软件目前并没有统一的专业软件，大多是企业（一般是业主）根据项目实际情况自主建立。

BIM工具软件可以分为两大类。第一类是BIM模型软件，包括项目方案设计软件、模型软件以及能和BIM接口的几何造型软件。第二类是应用BIM模型的软件，包括项目可持续分析、结构分析、机电分析、碰撞检查、模型检查、可视化、造价管理、运营管理、项目发布和审核等专业软件。

BIM平台软件着重于各种信息的处理及管理，所以与其说是软件，不如说是平台。在网络技术迅猛发展的今天，BIM平台的搭建主要考虑单机、局域网LAN和广域网WAN的信息传递及项目各参建方可接触信息的权限管理。

BIM环境软件和BIM平台软件一般可由计算机专业人员来搭建和处理，而BIM工具软件作为建设项目全寿命周期各阶段都要用到的系列软件，基本上覆盖了所有建筑类的子专业。其中针对建筑设计专业，相关的BIM工具软件有：Revit Architecture、Bentley Architecture、ArchiCAD、Sketchup、Rhino、Form Z、Affinity、Onuma Planning System、Navisworks、Digital Project、CATIA、3DS Max、Artlantis、AccuRender和Lightscape等；针对建筑结构工程专业，相关的BIM工具软件有：Revit Structural、Bentley Structural、PAAD、Robot、ETABS、STAAD等；针对建筑工程造价及管理专业，相关的BIM工具软件有：：Innovaya、Solibri、ArchiFM、PKPM-STAT、Onuma Planning System、鲁班、广联达、斯维尔等；针对建筑给排水和设备工程专业，相关的BIM工具软件有：Revit MEP、Bentley Mechanical System、TraneTrace，Design Master，IES Virtual Environment、博超電气、鸿业MEP系列等。

此外，BIM工具软件中用于核心建模的软件选择，基本可以按如下考虑：（1）民用建筑用Autodesk Revit；（2）工厂设计和基础设施用Bentley；（3）建筑事务所，ArchiCAD、Autodesk Revit、Bentley都可以；（4）完全异形的项目的可以选择CATIADigital或Project。需要注意的是，业主和其他项目成员的要求，也是确定BIM技术路线时需要考虑的重要因素。

二、高等院校BIM课程的设置探讨

高校BIM课程的设置，应根据各院校培养层次和专业设置等基本情况，与学校的人才培养目标、学科特色、课程培养方案保持一致。此外，BIM课程设置还应与BIM技术应用和发展需求相一致。对于大部分建筑类的本科院校，BIM课程按专业可分为四大类：建筑学专业、土木工程专业、工程造价与管理专业、建筑设备工程专业。高校的BIM教学应根据不同年级、不同专业的大学生学习能力和专业知识储备，进行综合培训及分阶段、分专业的BIM课程设置。

（一）针对大一学生

对于建筑学、土木工程、工程造价管理和建筑设备工程这四个专业，可以进行统一的基础课程教学。作为BIM前期先导课程，主要应开设建筑识图、制图规范等课程及基础类的计算机辅助制图软件如AutoCAD平台的操作培训，让学生掌握本专业手工及计算机软件绘图的规范和基本表达方法，培养学生的空间思维能力，为后期的专业BIM教学打下基础。

（二）针对大二、大三学生

大二、大三的学生具备一定的识图、制图能力和专业知识，可以采取讲座、会议、课堂教学和专业软件实操培训等方式，让学生了解BIM的作用、地位和发展，掌握相关BIM专业软件的操作。由于各专业的专业课程并不相同，不同专业的BIM教学可分开进行。

1.建筑学专业。建筑学专业的学生在该阶段有建筑史、建筑构造和建筑设计等专业课程。在专业课程教学中，可以引入BIM技术，利用BIM软件进行三维模型演示，鼓励学生在课程设计中使用相关BIM软件进行设计。建筑学BIM教学或实训课可以考虑以下两种软件：Revit Architecture软件和ArchiCAD软件。

2.土木工程专业。土木工程专业BIM课程的开设，应在学生学完房屋建筑学、力学、混凝土结构、土木工程施工等专业课程后陆续开展，可以涉及三维建筑信息模型建立、结构分析和计算、建设工程项目全过程管理等相关BIM技术和专业软件。通过课堂教学或实训，让学生掌握不同专业间的数据交换、结构计算以及从设计到施工全过程管理的BIM技术。对于三维信息模型的建立及结构分析与计算，BIM专业软件可以考虑以下两种：Revit Structure软件和PAAD软件。

3.工程造价管理专业。工程造价管理专业是融土木工程技术、经济及管理等多学科交叉的专业，具备多个学科的特点。对于造价管理，可以在学生学完工程计量与计价实务等相关专业课程的基础上，系统地开展BIM教学。国产品牌软件和国内各地定额规范的匹配性好，而国外类似软件几乎不能直接对接国内的定额。因此，工程造价管理方面的BIM专业软件，建议选用国产品牌进行教学。国内主流的造价管理软件有：鲁班（基于AutoCAD平台）、斯维尔（基于AutoCAD平台）、广联达（基于自主平台）、神机妙算（基于自主平台）等。这些国产品牌软件，即便是基于自主平台算量的软件如广联达、神机妙算等，都和各种建筑设计图对接良好。多数软件能直接导入建筑设计文件，免去用户的二次建模，提高建模效率，减少工程量偏差。

需要注意的是，相关造价和算量软件都要求学生具备较为全面的专业知识。BIM教育应以《土木工程施工》、《建筑结构》、《平法图集》等先导课程的知识为基础，从工程量计算、钢筋抽样、清单计价的角度出发，培养学生的BIM专业软件操作能力。

4.建筑设备工程专业。建筑设备工程涉及的分支专业较多，主要包括建筑给水排水、建筑电气、建筑设备等专业。在各专业完成了诸如流体力学、泵与风机、传热学、电工与电子等课程教学后，可以开设BIM专业软件实训课程。通过实训课程，让学生掌握使用BIM软件建模、管线的综合协同设计、管线碰撞检测、工程5D管理、虚拟施工等方面的知识和技能。由于涉及的分支专业较多，因此各分支专业对应的BIM专业软件也很多。国内的水暖电设备和电气分析软件品牌有天正、理正、浩辰、鸿业和博超等，国外的品牌有IES Virtual Environment、Design Master 和Trane Trace等。国内软件厂商对我国相关建筑规范对接较好，价格也相对便宜，不少厂商还对高校提供教学试用版。而国外的相关软件和我国建筑规范匹配性不太好，价格也较贵，因此，各设备工程分支专业的BIM教育，可以考虑选用国产品牌的BIM专业软件进行教学或实训。

（三）针对大四学生

对于各专业大四学生，应侧重培养学生综合应用BIM软件解决工程实例的能力。该阶段，各高校可以开设跨专业的选修课，对于学有余力的学生进行综合培养。教学或实训中可以工程案例的形式，引导学生以团队形式完成从设计、施工到运营管理的全方位BIM技术培训，培养学生的团队协作意识。此外，为激发大四学生学习BIM技术的热情，还可以鼓励他们参加各种BIM设计竞赛、BIM应用竞赛以及BIM认证考试。竞赛获奖或通过相关BIM认证考试，对于学生就业，也有很大帮助。

三、结语

BIM技术作为信息时代推动建筑业的新动力，是未来建筑行业的发展趋势。2015年，住建部出台的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》（建质函[2015]159号）提出：到2020年年末，以国有资金投资为主的大中型建筑、申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区，应集成应用BIM，且工程项目应用比率要达到90%。作为培养人才的重要基地，高等院校应响应我国政府的号召和建筑业持续改进的要求，承担起建筑信息模型化改革的重任。建筑类高等院校应开展相关BIM课程，使得学生具备在建筑企业及公共机构中应用、发展、管理及监控建筑信息模型全过程的能力。各高等院校可以根据自己的实际情况，选择适合本校的BIM课程，优化高校BIM人才培养模式，使高校BIM教育与企业BIM人才需求完美对接。

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