作者:陈彬 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/12/7 18:14:38
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一项技术背后的“供给侧结构调整”

 

2013年寒假,建筑信息模型操作技术培训在石家庄某高职学校如期举行。通常,该类技术的培养对象基本局限于公司企业和高职高专院校的技术人员,但这次却有一群特殊的学员来到了这里参加技术培训。

之所以说这群学员“特殊”,是因为他们一方面来自于距离石家庄千里之外的大连,更重要的是,他们既不是企业员工,也不是高职院校的老师,而是一群来自于全国重点大学——大连理工大学建筑环境与能源应用工程专业(以下简称建环专业)的老师。

他们为什么要千里迢迢来到这里,学习这样一项技术呢?

“我们不想留退路”

所谓建筑信息模型(Building Information Modeling,简称 BIM),是当今建筑行业的一项全新信息化技术,它通过数字化参数模型,整合建筑中的各类信息,在工程项目的全生命周期过程中实现信息共享和传递,便于工 程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为各方建设主体提供协同工作的信息化基础和平台,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作 用。

“BIM不同于以往的建筑信息化技术,它预示着建筑产业发展思路和发展模式的转变,”在接受《中国科学报》记者采访时,大连理工大学研究 生院副院长、建筑能源研究所所长张吉礼表示,传统的建筑设计是“流水线”式操作,“建筑师画完建筑图,把图纸交给结构师进行结构设计,然后再交给水暖、空 调、电气等专业的工程师进行设计”,但BIM的出现却让各种工序成为并行操作。在张吉礼看来,这是一种建筑工程设计理念、思路和设计过程的重组。

正因如此,目前国内众多建筑设计院对于能够掌握BIM技术的毕业生青睐有加,但遗憾的是,国内大部分高校仅仅将BIM看成一种工程设计工具性技术,这导致了国内高校整体应对该类人才需求变化的滞后。

“对BIM的单纯工具化看法,是对这项技术的一种矮化。我们需要正视建筑行业的这种新的需求,站在建筑新型信息化的角度,对我们原有的课程体系进行结构 性调整。”张吉礼说,正是基于这样的考虑,从2014年起,建环专业开始将BIM所蕴含的3D工程设计理念、原理、方法和技术渗透到本科教学。

值得一提的是,在该专业计划引入BIM时,其实是有两种考虑的。一是直接应用于教学;二是首先在科研中加以应用。经过争论,老师们选择了前者。“这是因 为科研若做不好,大不了失败。但教学是不允许失败的,一旦失败,学生的损失将无法弥补。选择从教学入手,就意味着我们不给自己留退路。”张吉礼说。

带着这份破釜沉舟的勇气,建环专业的老师们踏上了一条新的教改之路。

“从可以动的入手”

对于此次教学改革,老师们其实是有一个成熟思路的。“我们的思路是在立足传统课程体系的基础上,把建筑信息化的内容加入其中。从网络化、信息化和智能化的角度,将建筑的全寿命过程的理念及其对本科生的专业知识和素质能力培养要求引入课程体系。”张吉礼说。

然而,理念虽然有了,能实现吗?

为了能让理念落地,首先需要解决的是师资力量问题。而为了解决这一问题,2013年底,建环专业的老师来到石家庄,组织了一场针对BIM技术的集体学习,这也就有了本文开头的那一幕场景。

有了师资,下一步就需要解决上什么课的问题。“原有的课程体系是不能随便动的,我们只能从可以动的课程入手。”张吉礼说,为此,他们选择了一个“分步走”的模式。

所谓“分步走”,是指在大一学年,在制图类课堂上让学生初步了解BIM的基础概念;在大二和大三学年举办相关的系列专题讲座;大学四年级上学期,利用选 修课,及时将BIM建模等新内容引入正规的课堂教学;最后在大四下学期,将BIM技术引入毕业设计,让学生一人一题开展建筑及机电设备系统的BIM工程设 计。

“尤其在大四上学期,我们会在一些专业选修课的教学上引入BIM,让学生近距离感受到这项技术的魅力。”建环专业教师梁若冰在大四上学期 有一门“建筑能耗模拟”课程,此前这是一门含有大量数学公式、教师难教、学生难学的课程。“课程枯燥乏味,有时我在黑板上写公式,学生看着看着就睡着 了。”

然而,当她将BIM引入课堂后,情况发生了变化。“我的教学手段多了。”梁若冰说,凭借这项技术,她可以放视频,可以在电脑模拟各类建筑或部件的三维图像,甚至可以带学生“钻”到部件的内部;学生还可以动手设计、绘制三维BIM模型,增强学生体验。

“即使仅从教学角度,这项技术的应用也给了学生最大的好处,让他们对一些理念性的内容有了三维认识,让他对专业、对建筑及建筑内部的机电设备系统更加理解了,对培养学生系统化的思维能力非常重要。”梁若冰说。

“荒芜是给予繁荣的最大空间”

除了课程和教室外,建环专业还编制了相关教材,建设了BIM研究与实践教学基地。最终,这些努力的成果集中反映到了毕业设计中。

据统计,自2014年以来,该专业先后共有40余名学生利用BIM完成了自己的毕业设计和毕业论文。这些学生在教师评分中,成绩全部达到了80分以上,超过60%的毕业设计获得了优秀。“在所有优秀毕业设计中,绝大部分都是通过BIM完成的。”张吉礼说。

2014、2015年,建环专业连续两年有两位做过BIM毕业设计的学生被保送到同济大学攻读硕士研究生,师从同一位从事大空间建筑技术研究的老师。这位老师打电话给张吉礼:“这样的学生你们还有吗?能不能多送几个过来?”

需要注意的是,在这样优秀的教学成绩背后,其实隐藏着一个很重要的问题——既然这样一套技术既代表了建筑行业的潮流,又能给学生带来好处,甚至还有利于教师的教学,为什么国内开展相关教学改革的高校并不多呢?

对此,张吉礼表示,从某种意义上说,教学改革也是一种“供给侧结构调整”,调整就意味着改变。老师们是否愿意花时间学新的东西,是否愿意克服惰性,对自 己的课程内容进行吐陈纳新,是制约教学改革的最核心问题。把新的知识体系纳入课堂教学,也要挤占原有的教学内容,引入新内容还可能影响有的老师在教学上的 利益,大家是否愿意作出让步、牺牲?这些都是教学改革需要面对的基本问题。

“总之,老师愿不愿意作供给侧结构性调整,愿不愿意拿自己‘开刀’,愿不愿意真正花时间在本科教学上。这是教学改革能够成功的关键。”张吉礼说,很幸运,大工建环专业有这样一群愿意拿自己“开刀”的老师。

“目前我国在BIM领域的人才培养上的空白,并不会长久地成为阻挡BIM研究和应用的障碍,荒芜正是给予繁荣的最大空间。我们对于BIM技术的探索也不会止步。”梁若冰说。

 
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