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基于 BIM 技术的智能建造专业实践教学模式探索

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2023-11-15 浏览次数:

一、课题题目介绍

本课题题目为《基于 BIM 技术的智能建造专业实践教学模式探索》,旨在通过探索和应用 BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术,改革和创新智能建造专业的实践教学模式,培养既懂工程又精通 BIM 技术的复合型人才,以满足建筑行业对高素质人才的需求。

二、研究背景与意义

随着科技的飞速发展和城市化进程的加速,建筑行业正经历深刻的变革。智能建造作为新一代信息技术与工程建造融合形成的创新模式,利用数字化、网络化和智能化的技术手段,实现建筑工程全过程的智能化、精细化管理和控制。智能建造旨在提高建造效率、降低成本、提升建筑质量和安全性,并推动建筑行业的可持续发展。

近年来,BIM 技术在建筑行业的应用逐渐普及,越来越多的政策强调全过程数字建造和全过程 BIM 应用。BIM 技术通过整合建筑项目的各种信息,实现设计、施工和运营的全生命周期管理,极大地提高了项目管理效率和准确性。然而,政策和技术的更新迭代不仅要求 BIM 专业人员持续学习,跟上新软件和算法的应用,还要考虑大量复杂数据的安全管理。BIM 技术融合了建筑工程、项目管理、信息技术等多学科知识,技术门槛高且对沟通协调能力要求更高,导致既懂工程又掌握 BIM 技术的复合型人才稀缺。

在这一背景下,本课题旨在探索基于 BIM 技术的智能建造专业实践教学模式,通过引入 BIM 实训平台,加快更新教具教材,运用数字化手段完成“教、学、考”一体化的教学模式,培养具备“学历+技能”双重保障的高竞争力建筑综合人才。这不仅有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力,还能培养他们的创新意识和综合素质,为建筑行业的数字化转型和可持续发展提供有力支撑。

三、BIM技术概念界定

BIM 技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具。它通过对建筑项目的物理和功能特性进行数字化表达,实现项目策划、运行和维护的全生命周期过程中的信息共享和传递。BIM 技术不仅仅是一个建模工具,更是一个集成了多方面信息的系统,能够在项目的各个阶段提供支持和决策依据。

1. 三维数字模型BIM 技术的核心是三维数字模型,这些模型不仅包含建筑物的几何信息,还包含与建筑物相关的各种数据,如材料类型、规格、成本等。这种三维模型使得项目各参与方能够在同一个平台上进行协作,提高了信息传递的效率和准确性。

2. 全生命周期管理BIM 技术覆盖建筑物从设计、施工到运营维护的整个生命周期,通过对各阶段信息的集成和管理,实现更高效的资源利用和更优的项目管理。全生命周期管理使得 BIM 技术能够在项目的各个阶段提供持续的支持,确保项目在各个阶段的顺利推进。

3. 模拟性BIM 技术可在施工前进行建筑性能模拟、施工组织模拟等,消除现场施工过程干扰和施工工艺冲突,保证施工质量。模拟功能能够在施工前发现潜在问题,提前采取措施,减少施工过程中的风险和返工。

4. 可出图性BIM 技术可根据需要随时进行三维效果图/二维平面出图,便于方案比较和设计/施工优化。可出图性功能使得设计师和施工人员能够更好地理解和优化设计方案,提高项目的整体质量。

四、国内外研究现状

国内研究现状

近年来,国内建筑行业对 BIM 技术的应用越来越重视。随着政策的推动和技术的不断发展,越来越多的高等院校和职业院校开始将 BIM 技术引入教学和培训中。高等职业院校肩负起培养既懂工程又精通 BIM 技术的复合型人才的重要使命。在“1+X”证书制度的大背景下,将数字化、智能建造等新趋势引入 BIM 教学,通过建立 BIM 实训平台,加快更新教具教材,运用数字化方式完成“教、学、考”一体化的教学模式,成为众多院校的选择。

例如,重庆大学建筑学部通过联合中建集团、广联达、林同国际等多家企业,从实习实训、研究创新、综合素养、人才就业等方面,共享共建一系列智慧建造全链条产学研协同育人实践基地,包括虚拟仿真可视化技术教学应用实践基地、建筑数字产业互联网创新实践基地等。这些实践基地为学生提供了丰富的实践机会,有助于培养他们的实际操作能力和综合素质。

国外研究现状

在国外,BIM 技术的应用和研究已经相对成熟。欧美等发达国家早在几十年前就开始将 BIM 技术应用于建筑项目中,通过不断的技术创新和标准制定,BIM 技术已经成为建筑行业不可或缺的一部分。

国外的高等院校在 BIM 教学方面也具有丰富的经验。例如,美国的一些知名大学如麻省理工学院、斯坦福大学等,已经将 BIM 技术纳入建筑学专业和土木工程专业的核心课程,通过系统的理论教学和丰富的实践操作,培养学生的 BIM 技能和综合素质。

此外,国外的一些行业协会和研究机构也在积极推动 BIM 技术的发展和应用。例如,美国建筑师协会(AIA)和美国建筑科学研究院(NIBS)等组织,通过举办各种研讨会和培训活动,推广 BIM 技术的应用和最佳实践,为建筑行业的数字化转型和可持续发展做出了重要贡献。

五、研究目标与内容

研究目标

1. 探索基于 BIM 技术的智能建造专业实践教学模式,构建适合高职院校的 BIM 实训平台。

2. 通过实践教学模式的改革和创新,提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。

3. 培养学生的创新意识和综合素质,为建筑行业的数字化转型和可持续发展提供高素质人才。

研究内容

1. BIM 实训平台的建设:研究如何建设适合高职院校的 BIM 实训平台,包括平台的架构设计、功能模块开发、教学资源整合等方面。

2. 实践教学模式的改革:研究如何将 BIM 技术引入智能建造专业的实践教学中,通过数字化手段完成“教、学、考”一体化的教学模式改革,包括课程设置、教学方法、评价体系等方面的创新。

3. 教学资源的开发与整合:研究如何开发和整合适合 BIM 教学的各种教学资源,包括教材、教具、案例、模型等,以满足实践教学的需求。

4. 学生综合素质的培养:研究如何通过实践教学培养学生的创新意识和综合素质,包括动手能力、解决问题能力、沟通协调能力、团队协作能力等。

六、研究方法与步骤

研究方法

1. 文献研究法:通过查阅国内外相关文献,了解 BIM 技术和智能建造专业的发展现状和趋势,为本课题的研究提供理论依据。

2. 调查研究法:通过问卷调查、访谈等方式,收集高职院校和建筑企业对 BIM 技术和智能建造专业人才的需求信息,为本课题的研究提供实践依据。

3. 实验研究法:在高职院校建立 BIM 实训平台,进行实践教学模式的改革和创新实验,通过对比分析和效果评估,验证本课题的研究成果。

研究步骤

1. 准备阶段:收集相关文献和资料,进行文献综述和理论分析,明确本课题的研究目标和内容。

2. 设计阶段:设计 BIM 实训平台的架构和功能模块,开发教学资源,制定实践教学模式的改革方案。

3. 实施阶段:在高职院校建立 BIM 实训平台,进行实践教学模式的改革和创新实验,收集实验数据和信息。

4. 评估阶段:对实验结果进行评估和分析,验证本课题的研究成果,提出改进意见和建议。

5. 总结阶段:撰写课题研究报告,总结本课题的研究成果和不足之处,提出未来研究的方向和展望。

七、创新点与预期价值

创新点

1. BIM 实训平台的创新:本课题将构建适合高职院校的 BIM 实训平台,通过集成数字化、网络化、智能化等技术手段,实现教学资源的高效整合和便捷共享,为实践教学提供有力保障。

2. 实践教学模式的创新:本课题将探索基于 BIM 技术的智能建造专业实践教学模式,通过数字化手段完成“教、学、考”一体化的教学模式改革,提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。

3. 教学资源的开发与整合创新:本课题将开发和整合适合 BIM 教学的各种教学资源,包括教材、教具、案例、模型等,以满足实践教学的需求,为其他高职院校提供可借鉴的经验。

预期价值

1. 理论价值:本课题的研究成果将丰富 BIM 技术和智能建造专业的教学理论,为相关领域的研究提供新的视角和方法。

2. 实践价值:本课题的研究成果将有助于提高高职院校智能建造专业的教学质量和水平,培养学生的创新意识和综合素质,为建筑行业的数字化转型和可持续发展提供高素质人才。

3. 社会价值:本课题的研究成果将推动建筑行业的转型升级和可持续发展,提高建筑项目的效率和质量,降低建筑成本,为社会的经济发展和民生改善做出贡献。

八、研究条件与保障

研究条件

1. 硬件条件:高职院校具备建设 BIM 实训平台的硬件条件,包括计算机设备、网络设备、服务器等,能够满足实践教学的需求。

2. 软件条件:高职院校具备相关的软件条件,包括 BIM 软件、教学管理系统、教学资源库等,为实践教学提供技术支持。

3. 师资力量:高职院校具备一支高素质的教师队伍,他们具有丰富的实践教学经验和专业知识,能够为本课题的研究提供指导和支持。

4. 合作资源:高职院校与相关企业、行业协会等建立了良好的合作关系,能够为本课题的研究提供实践基地、案例资源等方面的支持。

保障措施

1. 政策支持:国家和地方政府出台了一系列政策,支持高职院校开展实践教学改革和创新,为本课题的研究提供了政策保障。

2. 经费保障:高职院校为本课题的研究提供了充足的经费支持,包括设备购置费、软件开发费、人员培训费等,确保本课题的研究能够顺利进行。

3. 技术保障:高职院校具备相关的技术支持,包括专业技术人员、技术支持团队等,能够为本课题的研究提供技术支持和保障。

4. 管理保障:高职院校建立了完善的管理体系和机制,包括项目管理、质量管理、安全管理等,确保本课题的研究能够按照预定的计划和目标进行。

综上所述,本课题《基于 BIM 技术的智能建造专业实践教学模式探索》具有重要的研究价值和实际意义。通过本课题的研究,能够推动高职院校智能建造专业实践教学模式的改革和创新,培养学生的创新意识和综合素质,为建筑行业的数字化转型和可持续发展提供有力的人才保障。