李駿 韓利紅 董萍

[摘? ? 要] 為響應國家提出的素質教育以及教育改革的號召，在傳統(tǒng)畢業(yè)設計的模式下不斷進行新嘗試和新探索，隨著建筑業(yè)相關從業(yè)技能的更新?lián)Q代，建筑信息模型（ BIM）或將成為從業(yè)人員的必備技能之一。文章對多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計進行深入的探索與研究，在本科生畢業(yè)設計的過程中創(chuàng)新的采用基于BIM技術的多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計的應用模式。

[關鍵詞] BIM技術;多專業(yè);聯(lián)合畢業(yè)設計;教學改革

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 03. 096

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼]? A? ? ? [文章編號]? 1673 - 0194（2020）03- 0233- 04

0? ? ? 引? ? 言

21世紀是以新技術、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點的多元化信息時代，不斷驅動人們以多維立體和全方面的角度對知識進行探索并且獲取多元信息。在這樣的時代背景下，我國工程教育迫切需要進行教育改革以培養(yǎng)出與時俱進的創(chuàng)新型、應用型的多元化科技人才。近年我國工程教育改革提出了許多創(chuàng)新的新概念，一方面要求設置和發(fā)展新型工科專業(yè)，另一方面推動現(xiàn)有工科專業(yè)改革創(chuàng)新，其目的是探索更加多樣化和個性化的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力的工程科技人才[1]。本科畢業(yè)設計作為檢驗大學四年教育成果的核心環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)畢業(yè)設計的模式基礎上，探索和研究新型模式既能培養(yǎng)大學生理論結合實踐的能力，又能培養(yǎng)他們多專多方面能力。

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）作為近幾年快速發(fā)展起來的建筑信息化的核心技術，是一種應用于工程設計建造管理的數(shù)據(jù)化工具[2]。通過參數(shù)模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞[3]。BIM技術是以建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為模型基礎，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息[1-3]。BIM技術推動技術革新，提供工程設計以及管理上的先進理念，國家住建部分別在2011-2015年發(fā)布了關于推進建筑信息模型等技術在工程設計、施工和運行維護全過程的應用，促使BIM技術滲透到建筑工程項目的各階段[4]，自2017年7月正式頒布并實施《建筑信息模型應用統(tǒng)一標準》，又使我國建筑信息化技術提高到了一個新的階段。

1? ? ? 傳統(tǒng)畢業(yè)設計模式存在的問題

在我國理工科類大學教育中畢業(yè)設計是學生綜合應用專業(yè)知識的核心環(huán)節(jié)，尤其在理工科類院校中畢業(yè)設計更是大學四年的成果演繹，經(jīng)過多方考察調研，我國大多數(shù)院校本科畢業(yè)設計環(huán)節(jié)普遍存在模式僵化和脫軌實際的情況，以至于畢業(yè)設計多流于形式化。

1.1? ?各專業(yè)之間聯(lián)合欠缺

一方面，各學科專業(yè)在課程設置上存在一定局限性，如專業(yè)課程學習方向上設置不合理，各專業(yè)課程學習期間銜接不合理，專業(yè)學習體系不夠完善等，這些都將直接導致學生在畢業(yè)設計的過程中暴露出對專業(yè)知識體系上缺乏必要的理論支撐以及健全了解。另一方面，一些畢業(yè)設計指導教師缺乏甚至尚無學科交叉的意識，在聯(lián)合畢業(yè)設計的期間未能形成高效的團隊相互協(xié)作力量，無法正確有效地引導學生對未來實際工作進行系統(tǒng)性了解，致使知識體系應用不完整，基于如此的畢業(yè)設計階段，畢業(yè)設計質量難以保證。

1.2? ?教學資源匹配有限

目前高校普遍存在著規(guī)模擴展與教學資源無法匹配的現(xiàn)象，一對多的畢業(yè)設計指導和軟件投入較少的傳統(tǒng)畢設方式難以適應新形勢下畢業(yè)設計要求以及激增的畢業(yè)生人數(shù)，除此之外，指導教師在畢業(yè)設計期間指導學生創(chuàng)新方面的精力有限，導致畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)成果產(chǎn)出率較低。

2? ? ? BIM技術在多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計中探索與研究

2.1? ?國內外高校BIM課程設置現(xiàn)狀

經(jīng)查閱相關文獻，表1為2013年美國高校工程類BIM課程設置模式調研[5]。調查結果顯示目前美國高校對于BIM技術普遍存在四類模式設置：①單一課程模式;②交互教學模式;③多課聯(lián)合模式;④畢業(yè)設計模式。根據(jù)所調研的美國高校工程類相關專業(yè)進行對比分析，可發(fā)現(xiàn)所有的專業(yè)課程幾乎都有BIM技術的應用，并且奧本大學畢業(yè)設計模式運用了BIM技術，科羅拉多州立大學也開設了BIM技術多專業(yè)聯(lián)合課程等[6]，故將BIM技術與多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計相結合的畢業(yè)設計模式教學改革是有例可循的，是可實現(xiàn)的。

目前，國內高校將BIM課程納入系統(tǒng)性正常教學環(huán)節(jié)的還較少，據(jù)了解BIM技術在高校的主要設置形式為：一是以研究BIM技術為主，通過項目或課題的方式立項研究，如清華大學軟件學院BIM標準研究課題和同濟大學的BIM技術研究項目;二是以BIM技術應用為主，通過短培集訓課程形式，如哈爾濱工業(yè)大學在國內高校中首次開設的“BIM技術應用短課”和華南理工大學開設的“BIM工程師培訓課程”;三是以介紹推廣BIM概念為主，一般是在相關專業(yè)課程，課程設計和畢業(yè)設計中引入BIM知識點。[7]此外，還有存在與企業(yè)共建等形式，如華中科技大學和同濟大學等。

隨著技術發(fā)展以及BIM行標的逐步出臺，相信相關行業(yè)以及國內高校對BIM的重視度將逐漸升高，就目前對于普通高校而言難以有相應的資金匹配以及教育資源投入去滿足立項研究以及大范圍推廣去開設BIM培訓課程，但在某些教學環(huán)節(jié)僅單一介紹推廣BIM概念和基本知識點，普及程度以及教學效果難以把控，對于學生而言又難以有較為深入理解以及一定量的實踐操作機會，未能達到真正的學以致用，故筆者將探索和研究基于BIM技術的多專業(yè)聯(lián)合的畢業(yè)設計模式。

2.2? ?基于BIM技術的多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計模式的意義

基于BIM技術又以BIM技術作為設計核心，開展與多專業(yè)聯(lián)合的畢業(yè)設計，可以很大程度上彌補傳統(tǒng)畢業(yè)設計模式中由于教學資源不匹配以及多專業(yè)緊密性差的不足，對于畢業(yè)生而言，不但可以有大量的跨專業(yè)的團隊實操訓練，還可以將BIM技術在專業(yè)設計范圍內活學活用，不僅僅只局限于本專業(yè)的學習，更多的是在跨專業(yè)、多專業(yè)中互學互補，為即將走上工作崗位做好銜接與鋪墊。探索與研究并且將BIM技術運用到多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計中，筆者認為有以下三方面重要意義：

一是避免信息孤立，各專業(yè)學科交叉協(xié)同。我們都知道一個建（構）筑物，是由建筑、結構、設備、能源、環(huán)保、管理等多個專業(yè)和系統(tǒng)構成的有機協(xié)調的統(tǒng)一體，各專業(yè)之間彼此融合，相輔相成，在一個總的目標下既獨立又合作地開展工作，但由于高校專業(yè)課程設置的局限性，對于學生一般采取的是分專業(yè)分學科開展教學，很少能開展多專業(yè)聯(lián)合教學，更談不上多專業(yè)聯(lián)合實踐，故筆者認為基于BIM技術，在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中可以很大程度上規(guī)避了專業(yè)課程設置的局限性所造成的弊端與短板，提升了畢業(yè)設計創(chuàng)新性和綜合的程度。

二是突破專業(yè)界限壁壘，各專業(yè)應用知識協(xié)同。傳統(tǒng)畢業(yè)設計是各專業(yè)學生對畢業(yè)設計進行獨立選題，并自行完成本專業(yè)內的設計要求，很少有多專業(yè)跨專業(yè)集成設計環(huán)節(jié)和機會，如此模式對于即將走上工作崗位的應屆畢業(yè)生而言有著很大的專業(yè)能力限制，故筆者認為基于BIM技術，可達到畢業(yè)設計選題涉及不同領域專業(yè)知識，畢業(yè)設計課題組由不同專業(yè)指導教師與學生組成團隊，圍繞相同項目課題和不同的設計內容，共同協(xié)作完成畢業(yè)設計項目，能真實地反應施工單位與設計單位在各專業(yè)知識以及設計技能之間的協(xié)調與配合的整體要求。

三是指導多樣多元，教學資源共享。依托BIM技術的多專業(yè)聯(lián)合的創(chuàng)新型畢業(yè)設計模式，對于學生而言可以很大程度上拓寬專業(yè)領域的知識面，對于指導教師而言是挑戰(zhàn)也是責任，需要指導教師不斷補充和突破跨體系知識以及自身業(yè)務水平。在同一個聯(lián)合畢業(yè)設計課題組中，不同專業(yè)教師對畢業(yè)生進行聯(lián)合指導，各自發(fā)揮專業(yè)所長;專業(yè)方向相同、不同聯(lián)合畢業(yè)設計課題組，相同專業(yè)教師組成小組，互通有無，相互督促、檢查，教學資源與信息交叉共享，避免教學資源浪費與基礎信息重復操作。

3? ? ? 基于BIM技術的多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計的實踐探索

高校在開展畢業(yè)設計模式的研究與探索上可基于現(xiàn)有的較為傳統(tǒng)的畢業(yè)設計模式，依托BIM技術綜合性強和實踐性強的特點，在畢業(yè)設計的內容中增加有關BIM的研究項目，將BIM軟件貫穿運用于畢業(yè)設計中，利用多專業(yè)聯(lián)合團隊以及實操案例作為設計背景，筆者認為在基于BIM技術的多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計環(huán)節(jié)建設時應該從以下幾個方面進行實踐建設。

第一個方面是在畢設組織模式上：一專多方面，跨界互通。基于BIM技術為載體的多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設計模式，力求突破較為傳統(tǒng)的畢設教學體系和設計模式所固存在的專業(yè)界限，畢設指導老師提供實操的工程建設設計案例，根據(jù)實際案例情況成立并聯(lián)合相應的多專業(yè)、跨學科的畢業(yè)生組建BIM小組，從案例選取、方案設計到畢業(yè)答辯共同參與，在專業(yè)上互通有無，資源信息跨界交流，不僅能在總體設計層面上有效地把握和規(guī)避傳統(tǒng)教學體系中單一專業(yè)個體學生所學專業(yè)知識的局限性，而且還能不斷拓展參與學生的專業(yè)視野面，利用BIM技術進行實踐設計時，為學生提供可視化、系統(tǒng)化的仿真模擬施工流程，在實踐操作中不斷拔高學生的實踐操作能力，也可以不斷完善建模的專業(yè)性以及完整程度。

第二個方面是在畢設教學內容上：多元化教學，橫縱聯(lián)合。畢設指導教師在畢設內容設計時，應該從設計總體上有明確的各種專業(yè)聯(lián)合的橫縱聯(lián)系，在建筑業(yè)中與之相互關聯(lián)的專業(yè)有建筑、電氣、暖通、土木、給排水等，為避免各專業(yè)參與學生的信息孤立和重復工作，必須在畢設教學內容上要使各專業(yè)學生明確自身專業(yè)領域在設計過程中的位置、作用以及參與的時間節(jié)點。橫向聯(lián)合各專業(yè)建模要求以及相對標準，縱向聯(lián)合跨學科、多專業(yè)，橫縱聯(lián)合對于畢業(yè)設計體系的完整性和效果有著顯著的提升。

多元化畢業(yè)設計教學體現(xiàn)于貫穿整個建模過程中，以土木工程專業(yè)學生為例，需要運用建筑力學、建筑結構、工程造價、工程管理等多門專業(yè)課程知識體系，利用BIM技術，將特定的設計案例所有的施工技術要求、圖紙、工程造價信息等相結合并構建模型，在畢業(yè)設計期間學生不僅要求能夠有效運用所學的相關專業(yè)知識，而且針對同一信息化模型項目，在與不同專業(yè)學生協(xié)作實踐的過程中，能夠系統(tǒng)全面地將活用專業(yè)基礎知識，達到就業(yè)水平。

第三個方面是在畢業(yè)設計效果上：體驗式設計，仿真模擬?；贐IM技術的畢業(yè)設計所提供的特定BIM模型案例均是已構建完成的建（構）筑物，BIM技術是通過對已經(jīng)存在的建構筑物進行三維翻模從而得到的仿真模型，學生對項目有了直觀體驗之后，再對仿真模型進行所要求的測試以及綜合優(yōu)化，通過直觀體驗和仿真模擬能讓參與學生更加地理解設計內涵和優(yōu)化思維。

4? ? ? 結? ? 語

隨著全球信息化進程的加快，建設行業(yè)的信息化應用也越來越受到重視，而 BIM 技術是建設行業(yè)信息化發(fā)展的載體，因此作為高校有義務也有責任將該技術盡早納入培養(yǎng)體系中，依托BIM技術，以多專業(yè)聯(lián)合的畢業(yè)設計模式，對于學生而言不僅能夠提高BIM的建模操作水平，還能拓展多專業(yè)間的相關知識和協(xié)調能力，培養(yǎng)具備BIM技術從業(yè)能力的專業(yè)人才。

主要參考文獻

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