应用型本科高校BIM实验室的建设思路

作者:未知

  摘  要:应用型本科高校注重实践教学环节,强调学生实践能力的培养。该文以南宁学院土木与建筑工程学院实验室建设为例,阐述BIM技术在建筑行业中的广泛应用,以及对BIM实验室在建筑专业群中的必要性进行论证,着重在实验室建设、企业案例资源、管理方面进行探索;BIM实验室的建设对应用型本科高校开设建筑类专业的实验室建设具有一定的借鉴作用。
  关键词:BIM实验室  应用型高校  实验室建设方案  实验室管理
  中图分类号:G647                                  文献标识码:A                         文章编号:1672-3791(2019)04(b)-0140-02
  Abstract: The practical teaching link and the cultivation of students' practical ability are emphasized in applied undergraduate colleges and universities. Taking the laboratory construction of civil engineering and architectural engineering college of Nanning University as an example, this paper expounds the extensive application of BIM technology in the construction industry. And the necessity of BIM laboratory in architectural professional group is demonstrated, especially in laboratory construction, enterprise case resources and management. The construction of BIM VR laboratory can be used as a reference for the construction of architecture specialty in applied undergraduate colleges and universities.
  Key Words: BIM laboratory; Applied university; Laboratory construction scheme; Laboratory management
  近几年,高校越来越注重应用型人才培养,实验室是高校开展教学的重要场所,是培养应用型人才的主要阵地。笔者学校升本后提出了“应用型、开放式、新体验”的办学理念,该院为了培养符合地方经济发展需求的应用型人才,加大了实践教学的比例,但现有的实验室难以满足大量实践课程的需求,新实验室的建设迫在眉睫。近些年,BIM技术在建筑领域的应用越来越广泛,各高校也越来越重视BIM人才的培养,作为应用型本科院校,我们更注重学生对行业新兴技术的熟练掌握和运用,需要给学生提供一个良好的实践环境。因此,该院对如何找准BIM实验室建设的定位,并管理好实验室以不断提高实践教学质量、服务教师科研、服务地方经济是迫切需要研究和解决的问题。
  1  BIM技术内涵
  BIM技术是一项应用于设施全生命周期的3D数字化技术。它以一個贯穿其生命周期都通用的数据格式,创建、收集建筑所有相关的信息并建立起信息协调的信息化模型作为项目决策的基础和共享信息的资源。利用BIM模型解决了建筑项目全生命周期中多工种、多阶段的信息共享问题,实现了对建筑工程全生命周期中信息的全面管理。
  BIM技术的应用是建筑行业的又一次革命,是数字化信息存储与虚拟现实展现的一个绝佳手段,它不仅仅是一个技术变革的工具,也是管理变革的手段。作为一所应用型本科高校,人才的培养应紧跟建筑行业主流技术,主动适应社会对人才的需求。
  2  实验室建设的思路
  BIM实验室的建设,最终为土木建筑工程专业群人才培养方案中相应的课程服务。该校是应用型本科院校,要求学生具备较强的工程实践能力,因此人才培养方案中也更加适当加大了实践课时的比例。人才培养方案中实践课程体系的制定,以社会需求为导向,同时也考虑学生实际需要和学习基础。通过构建实践教学课程体系、对应的实验课程资源包建设和实验室软硬件设施建设,为学生提供良好的体验环境和实验环境;另外,BIM实验室的建设是一个系统工程,实验室不仅要满足教学的需求,也要满足科研的需求、学生创新创业、建筑信息模型(BIM)应用技能大赛等,不仅为学生的学习提供了良好的环境,同时也为教师的科研和实验提供了必要的支持,从而使实验室的建设真正落实“产、学、研、用”一体化的思想和模式,为提升学生BIM应用能力和社会竞争力做出贡献。
  3  实验室的教学服务
  实验室的建立首先应满足教学需求,同时应最大限度地提高其利用率。为尽可能满足教学方面的需要,实验室的软硬件配置也需要满足多门课程的教学要求。实验室应能开展BIM相关课程的教学、3D相关课程的教学,建筑设计系列课程的教学以及虚拟现实相关课程的教学等。
  4  实验室的研究方向   目前,我国将BIM技术应用于项目的全生命周期中的目标还远不能达到,实验室研究的方向主要是BIM技术在建筑项目各阶段的应用,针对BIM技术的特点,充分利用实验室开展各项应用研究,探索更多的应用。
  4.1 项目团队研究
  建筑设计过程中涉及到很多不同领域的知识,比如需要对建筑环境进行调研,需要建筑功能需求信息,需要专业人员进行建筑设计、虚拟场景搭建、交互设计等,因此,必须将熟悉不同领域知识的人员组织起来。然而在实际项目中,不管某一阶段人员多了还是少了,都可能带来返工率增加、设计周期变长、成本升高的风险。那么哪些阶段需要哪些人员?哪些人员需要全程参与?通过对目前建筑整体设计过程中,每个阶段的人员参与情况进行分析查找问题,从而对阶段人员配备进行优化,保证每一阶段工作顺利开展的同时尽可能降低成本。
  4.2 3D虚拟场景搭建研究
  当前建筑行业在方案设计阶段,建筑师主要是以Sketchup进行3D模型的创建,然后以三维效果图或动画的形式与甲方对接;在施工图设计阶段,方案设计阶段的模型需要与其他部门比如结构、给排水等部分进行对接,而不同专业使用的软件不尽相同,很可能造成对接困难。且当前习惯的作法是各不同专业会根据建筑专业的CAD图纸再绘制出自己专业的图纸。这些做法势必会产生大量重复性工作,造成各种资源浪费,周期延长,成本升高。因此,需要搭建一个能够贯穿整个建筑周期的3D虚拟场景,从而更直观地表达设计意图和效果。
  4.3 沉浸式交互协同设计研究
  BIM技术虽然是一种可视化的技术,然而这种可视化程度是有限的,即使可以从不同视角进行浏览,设计者依然是以一种置身事外的状态去观察推敲,且建筑设计不同阶段的设计人员无法实现协同工作,这也会造成工作量大,耗时长。如何能够更高效、准确地实现各方的协同设计呢?VR技术的引入可以弥补BIM视觉表现真实度的短板,借助VR的软硬件设备,实现一个沉浸式的交互设计环境。
  5  BIM实验室的管理
  实验室是高校开展实践教学活动的重要场所,需要对其进行合理充分的利用,根据课程设置来分配各门课程的实验时间、空间和教学人员,从而最大限度地整合实验资源,充分提升实验设备等实验资源的利用率。
  为方便有效地管理实验室,有必要指定专门的实验室管理员,负责对设备的管理和维护。管理员既负责硬件的管理,也负责软件的管理;还要负责对实验室设备的管理与维护;实验指导教师负责实验教学的开展,包括实验内容的安排和指导;实验教学中,教师和学生是一对多的关系,当师生比达到一定比例后,为确保实验教学的质量,还需要管理员协助专任教师,保证每个学生都能顺利有效地完成实验内容。多样化人员配备,能够保证实验室资源的充分利用,同时便于发挥各实验室、实训中心的优势,有利于综合性应用人才的培养。
  6  实验室建设的特色
  土木工程和建筑学两个专业方向一体化建设,有利于资源的节省,提高实验室利用率;实验室的建设,帮助学生把汲取到的理论转化为实际应用,有利于学生对知识的认知和理解。通过自己动手实践,激发学生的创新精神和学习动力,激发学生的学习兴趣,提高分析问题和解决问题的能力。在实验室通过实际工程案例及应用场景的再现,将理论与实践紧密结合起来,更便于学生掌握行业技术和发展动态,增加学生的社会适应性与竞争力,使学生能快速融入行业环境。
  服务科研、创新创业的高级应用。建立BIM虚拟实验室,为土木工程与建筑学的创新创业、项目实训、科学研究提供了必要的基础设施;借助校企合作平台,引入企业实际工程项目,随着平台的完善和实际案例的积累,教師和学生可以在该平台上进行其他行业的应用研究和项目方案设计等工作,一方面服务教师的科研,另一方面服务于学生的创新创业竞赛活动。
  参考文献
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  ①基金项目:2019年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“BIM+VR技术在建筑设计中的应用研究”(No.2019KY0949);2018年度南宁学院科研项目“BIM+VR技术在建筑设计中的应用研究”(项目编号:2018XJ32)。
  作者简介:左悦(1981—),女,汉族,辽宁盘锦人,硕士,讲师,研究方向:图形图像处理、计算机应用。
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