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出版:课程教育研究杂志社
编  辑:课程教育研究杂志社
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我刊入选第二批学术期刊名单
期刊类别:纯教育、G4
国际标准刊号 ISSN 2095-3089
国内统一刊号 CN15-1362/G4
邮发代号:16-129
出版日期:每月25日

我刊投稿论文
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作者:程鹏环
  【摘要】本文分析了BIM技术在我国建筑行业的应用误区及其在高等教育领域推行的必要性,提出了基于BIM技术的测量实习教学模式,为工程管理专业中低年级BIM的教学进行了有益尝试。
  【关键词】BIM技术 工程管理 测量实习
  【基金项目】盐城工学院“十三五”规划课题(JY2015B23)。
  【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)04-0216-02
  1.引言
  BIM是Building Information Modeling的缩写,其中Building意为建设工程;Information则指项目全寿命周期中的各种信息及其所采用的各种信息化手段;Modeling指竣工模型模拟。可以说BIM即“建设模型模拟与信息化过程”。BIM技术渗透在项目建设的各个阶段,如图1所示。利用BIM技术以三维数字化方式对项目的物理特征和功能特性进行创新设计,可以减少浪费、节约成本,解决冲突、减少返工,实现项目的精确建造和全寿命周期优化管理,因而在建设工程领域具有高度的应用价值,将BIM技术引入工程管理高等教育领域势在必行。
  2.BIM技术的应用误区和困境
  BIM技术自2003由设计单位引入我国以来,尚未得到广泛应用和深度开发,只是被大型设计院作为一类软件在大型复杂工程中使用。国内仅有少数的公司开发了基于BIM的应用程序,这些程序主要集中在建筑设计和工程估价方面;由于没有统一的BIM设计标准,所以各个软件的通用性差,无法体现BIM技术优势。
  测量工作贯穿于项目实施的各个阶段,但目前尚没有针对测量工作的BIM通用软件。而传统测量技术和测量成果已越来越无法满足建筑行业发展的需求。
  ①目前项目实施各阶段所使用的二维地形图,专业地图符号繁多,土建专业人员识读困难;仅呈现抽象的地形地物平面信息,无法表现建筑物的色彩、材质、曲线等细部构造,无法在工程设计施工中直接调用,需要进行复杂的人工测量和计算才能使用地形图信息。
  ②用于建筑物变形和基坑监测的传统测量手段耗时耗力,成果主要以数字表格形式呈现,无法为工程技术人员指示危险变形区域和发展趋势,也无法显示施工对相邻建筑物、构筑物的影响,从而不能帮助技术人员恰当地制定处理方案。
  ③为打破传统测量手段的局限性,一些大型测绘仪器生产商开发了三维激光扫描仪,无人机倾斜摄影测量设备等,实现了地形地物数据的高速自动化采集;通过仪器自带的软件,能够建立大型建筑精密、细致的三维模型,可在三维模型中直接放样,并进行检查。但这些基于BIM技术的测量手段处于初步发展阶段,尚待成熟:后期处理工作量大;设备价格昂贵,扫描速度慢,受天气条件影响;自然地物模型欠逼真;不同厂商的软件互不兼容,难以实现数据共享和更新,无法发挥出BIM技术的应有优势。
  3.将BIM技术引入测量教学的必要性
  一方面,现代工程建设日益复杂,建筑技术日新月异,传统教学方式无法讲清楚。另一方面,中低年级的大学生没有接触过实际工程,对所学专业懵懵懂懂。学生对建造过程一无所知,却要求掌握其测量方法,显然是纸上谈兵。BIM技术能够提供可视化的教学环境,模拟整个建设过程,解决工程规划、设计、施工、运行的协同问题。借助BIM技术营造的虚拟教学情境,能够提高学生的空间认识能力和学习兴趣。在此过程中学生也能直观理解了各门课程和教学环节之间的联系。因此将BIM技术引入工程管理高等教育,并不能仅仅依靠开设一门课程来完成,而需要建立基于BIM技术的课程体系和实践教学体系。
  土木工程测量是工程管理专业的重要基础课程,测量实习是必修的集中实践环节。原有的测量实习教学,使学生较好地掌握了主要测绘仪器的基本操作技能,提高了数据处理能力和地形图测绘能力,并能够逐步总结实践经验,创造性地解决一些实地测量问题。但对照工程管理专业培养目标要求和行业需求,测量实习教学急需进行改革:
  ①测量不仅是工程管理专业学生应具备的基本技能,更是后续专业课程的一个知识平台,但由于学生缺乏工程背景知识,造成前后续课程脱节。学生进行测量实习时,尚未进入专业课学习阶段,对工程项目毫无概念,更对职业能力需求一无所知,只能机械地根据老师的指导进行建筑工程定位放线,对工程施工测量过程及其在工程建设中的作用无法深入形象地理解。进入专业课学习后,就逐渐生疏甚至遗忘了测量知识和技能。
  ②受教学条件及授课对象知识能力的制约,现有测量实习教学主要是培养了学生的测图能力,与工程管理专业的培养目标存在一定偏差。从规划设计阶段的地形图测绘与使用,到项目实施阶段的施工测量、竣工测量,再到项目运营阶段的安全监测。每个阶段测量的内容和要求均不相同,如何使低年级大学生获得全过程测量训练是摆在测量实习教学面前的最大难题。
  ③传统地形图的局限性与行业信息化施工、信息化管理的发展趋势不相适应。学生在测量实习中测绘的地形图是一种平面图,它所能表达和承载的建筑信息量小,无法反映建筑物三维特征,使用者更难以读懂;绘制在纸上的地形图无法进行实时动态修改、变更。
  4.基于BIM技术的测量实习探索
  如图2所示,测量实习前,指导教师首先与测绘公司技术人员共同制定了基于BIM技术的测量实习规程;实习伊始利用企业提供的GLS2000三维激光扫描仪等设备完成了土木馆设计建模和施工模拟;学生首先利用全站仪测图法完成2D地形图测绘,然后与技术人员一起进行3D建模;最后给学生观看了施工动画。
  ①在生产单位的协作下,将BIM技术引入测量实习教学,利用该技术虚拟建筑设计过程,模拟建筑施工过程,并进行安全监测仿真,使学生对工程建设全过程中的测量任务形成具象认识,主动思考各建设阶段的测量问题,能够利用所学土木工程测量知识和技能解决自己发现的问题。
  ②在专家指导下,利用BIM技术将学生测绘的平面地形图转化为三维建筑模型,指导学生在该模型上附加更多的建筑物信息,作为后续专业课程实践的素材,使学生形成一定工程概念的同时,使测量成为后续课程的平台。
  ③利用BIM技术优势,使贯穿于工程建设项目整个寿命周期的测量工作成为串联工程管理专业知识与能力的一条线索,使低年级学生更早地接触到建筑信息化、管理信息化概念。
  ④学校教师、行业专家、生产单位在测量实习教学中的密切合作,形成了全方位的优势教学资源,使学生能够掌握学科前沿及行业发展动态。
  5.结论与展望
  通过测量实习探索,收获颇丰:
  ①利用BIM技術优势和生产单位的资源优势,创设接近于工程实际的教学环境,从土木工程测量教学的角度培养工程管理专业中低年级学生的工程意识,大大激发了学生的学习兴趣和热情。
  ②在测量实习过程中的BIM技术演示和探索诱发了学生的创新意识、锻炼了学生的协作能力和工程实践能力,使之能更好地满足工作岗位对工程地质素养的需求,提高自身的核心竞争力。
  ③使测量实习教学达到一个全新的水平,与十三五期间建筑业发展趋势接轨。由于引入了建筑信息数字化模型,因此将使测量教学资源极大丰富。
  这只是初步的测量实习教学改革探索,由于设备数量和指导教师人数限制,目前还不能全面施行。短期内学校也不可能在某门基础课程中大量投入,因此校企合作、产教融合是BIM教学的必由之路。同时需要加强在职教师的BIM技术培训,建立工程案例数据库,以实现测量成果的数据共享;为后续课程提供虚拟实践环境;打造基于BIM技术的课程体系和实践教学体系。
  参考文献:
  [1]张静晓等.工程管理BIM教育课程建设与融合分析[J].工程管理学报,153-157,2016(6)
  [2]刘昌霖.3D激光扫描技术与BIM集成应用现状与发展趋势[J].科技信息,202-204,2014(5)

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