“1+X”课证融通的建筑设备专业BIM应用能力培养研究

摘  要：BIM技术应用不仅是建成BIM模型，更重要的是模型在设计、施工和运维等项目全过程的数字化应用。“1+X”BIM的高级证书考核重点也是模型的综合应用，因此，建筑设备专业人才培养方案中将BIM技术融于各专业课程中，尤其是注重提高实践教学效果。建筑设备专业课程体系中，先学习BIM技术理论和专业技术基础;待学生具备BIM建模基础能力后，结合专业课程知识，开展实际工程的BIM技术综合应用，提高工程协同能力和BIM综合应用能力。

关键词：1+X证书;建筑设备专业;BIM应用能力;课程体系;模型

中图分类号：TU17 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）27-0162-04

Abstract： The purpose of BIM Technology Application is not only to build BIM model， but also to digital application of model in the whole process of design， construction， operation and maintenance. The assessment of Advanced Certificate of "1+X"BIM is also the comprehensive application of the model. Therefore， BIM Technology is integrated into the professional courses in the training scheme of building facility specialty， especially the improvement of practical teaching effect. In the course system of building facility specialty， students at first learn BIM Technology Theory and professional technical foundation; After students have the basic ability of BIM modeling， combined with professional curriculum knowledge， the BIM Technology Comprehensive Application of practical engineering is carried out to improve the ability of engineering coordination and BIM comprehensive application.

Keywords： 1+X certificate; building facility specialty; BIM application ability; course system; model

2019年，国务院印发了《国家职业教育改革实施方案的通知》（国发〔2019〕4号），通知要求在职业院校、应用型本科高校启动“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点（即“1+X”证书制度试点）工作，建筑信息模型（BIM）职业技能成为首批试点领域之一。建筑信息模型（BIM）技术是将工程项目在全寿命周期不同阶段的工程信息、过程信息和资源综合于三维数字模型，由参与工程的各单位共建和共享，为各专业的工程设计和施工提供相互支持和协调，使各过程、各专业协同工作，保障工程按时完成。建筑信息模型（BIM）技术的普及应用正在改变传统的建筑行业，成为我国建筑业转型升级的重要推手。BIM 技术主要解决水、暖、电、通风与空调系统等的碰撞，优化管线设计、布置，深化设计图纸，为设备及管线预留合理的安装及操作空间，此外也应用于施工管理、预制构件加工与安装和工程量统计[1]。应用BIM技术可稳固，提升工程质量[2]。

各校BIM相关课程设置应满足行业所需BIM人才所需，应包含国内外的BIM技术发展趋势，并对原课程进行梳理，以建立优化的BIM课程体系。各专业应考虑将自己专业知识和BIM知识点进行系统的规划和有机整合，分析贯穿工程设计、施工、管理和运维的全生命周期中涉及的工作任务和教学目标，通过开设BIM课程或者将BIM技术融入到相应的专业基础课程或职业技能课程中，实现培养具备BIM技术应用能力的高素质技术技能型人才目标[3]。然而，建筑行业中必不可少的机电安装专业在BIM技术教育方面相对滞后，仅在单独课程中融入BIM内容，并未形成完整的课程体系[4]。

因此，研究如何将BIM技术有关内容融入建筑设备专业人才培养体系，将“1+X”证书必备知识融入专业课程体系，可以快速提高学生BIM技术应用能力，有助于进一步提升专业方面的综合素质，解决现有校内专业教育中BIM技术教学与专业课程教学“两张皮”的问题。

一、BIM技术目前主要的应用范围

设计院和专业建模公司是BIM各类技术需求中范围最广的一类企业。这类企业使用BIM技术的原因主要有两方面，一是业主要求，二是设计院拟通过BIM技术提高设计效率。设计类企业通常使用BIM 技术进行场地分析、建筑策划和方案论证等，可以进一步完善施工图设计，主要利用BIM技术进行建模、输入模型各类信息和建立参数化族库等，完成BIM模型的创建后，利用BIM模型进行节能分析、图纸绘制和管线综合检查等。

施工企业使用BIM模型的工程量、工序和工艺等工程信息资料，进行工程量、施工材料、施工人员、施工机械、资金及管理文件等方面的精细化管理，从而全面达到施工招投标、采购施工进度、施工质量和施工成本的管控。

运营维护企业使用BIM技术可以对设施设备等进行有效管理。比如，利用三维可视化功能，实现设施和设备的搜索与定位，并可以查询设备的安装、保养、维修和更换等各类信息。如果将BIM技术与物联网技术结合，可以更直观地对建筑物设施和设备运行状态、实时能耗和累计能耗等进行监测与分析，也可以直观地演示事故紧急处理预案。

二、BIM技术人员的能力要求

现阶段对BIM技术专业人员存在相当大的需求缺口，从目前多数招聘网站对需求BIM技术人员的技术多为要求有2～3年BIM相关工作经验，更有部分岗位没有必须要求应聘者有土木建筑或安装工程类的学习或工作经历。从这方面可以显示出目前对BIM技术相关人员需求量大，但人才十分紧缺;部分企业仅要求熟练应用BIM相关软件即可上岗，对土木建筑或安装专业知识不作要求。根据对部分企业的走访调查发现，在企业中，即使是具备相关软件操作能力的工程师，也存在不少欠缺工程实务相关能力的问题，以致于难以发挥出BIM技术的最大功效，对于BIM产业的深度应用也形成较大阻碍。

“1+X”证书中的BIM证书，分初级、中级和高级三类。分别为BIM建模、BIM专业应用和BIM综合应用与管理。初级要求掌握BIM软件操作和基本BIM建模方法;中级要求结合专业，应用BIM知识与技能的能力。高级要求掌握包括组织编制和控制BIM技术应用实施规划、综合组织BIM技术多专业协同工作、BIM模型及数据的质量控制及多种BIM软件集成应用等能力，并检查被考评者对BIM技术前沿和未来应用及潜在价值的认识能力。

在BIM建模的过程中，对设计方案和工程图纸的理解，以及工程师自身具备的工程专业知识与能力，是决定能否准确判断图面正确性，又能否确保模型正确性的必要条件;BIM技术的许多功能应用，是在熟练掌握BIM技术应用后，为更高效率、更低成本地设计、施工时，才会体现出BIM技术的用途与价值。因此，BIM专业人才应该具备较强的工程专业知识与能力。工程专业知识与能力是指有扎实的理论基础和参与工程实际的经验，并具有解决应用问题的能力。

三、培养BIM应用能力的课程体系改革

在建筑设备专业常规课程体系中，可以进行BIM相关技术学习的课程只有建筑BIM模型和安装BIM技术两门课程。但是对BIM技术人员的能力要求，不仅仅是一两门课程学习的软件操作，而是以BIM技术应用为辅助的专业知识体系应用。所以，既要培养学生专业能力还要培养学生的BIM应用能力，两者相辅相成，逐步融合，将BIM能力培养贯穿于专业教育，循序渐进，加强学生运用所学知识分析问题和解决实际问题的能力。融合BIM技术应用能力的主要专业课程见表1。通过改革设计的课程体系，可以提高学生有关BIM综合应用的能力，也进一步提高了学生的专业综合能力，主要体现在以下几方面。

1. 提高三维空间的识图能力。三维空间的识图能力是BIM应用最基本的能力要求，不论是建模工程师还是BIM应用工程师都需要具备。因此，培养学生的三维空间想象力是建筑机电安装类识图教学的主要任务之一，也是教学难点之一。在建筑设备专业课程体系中，将建筑概论与识图、建筑给排水、制冷与空调工程技术、通风工程、供热工程和建筑电气等课程学到的专业知识，在要求学生看懂建筑机电安装图纸的基础上，要求学生依据二维CAD图纸和相关规范，利用Revit软件做出有关课程中的设备、管线等。学生通过Revit软件翻样制作三维模型，可以更直观地看到设备与管线之间的空间关系，通过不同的视觉效果加强学生的感性认识，帮助其建立三维空间观念。在三维识图清楚的情况下，反过来可以更好地理解专业知识，极大地提高了学生的学习兴趣，减少了对三维识图的陌生与恐惧，最终提高了专业各门专业课程的学习效果。

2. 提高空间规划能力。空间规划包含两部分内容，一部分是机电安装工程施工时，拟建项目组织施工的主要活动区域的临时平面和空间的布置;另一部分是建筑机电管线排列布置与施工顺序。学生通过管道施工技术与资料管理、安装工程施工组织与管理等相关课程，学习对工程施工区域所有空间进行整体统筹和安排，对人员、材料和机械等要素进行有效组合和调配;通过BIM有关软件将区域布置、施工过程直观表示，掌握在建筑机电安装工程施工和设计过程中，各专业管线标高的协调，局部碰撞的解决，在施工前及时发现问题，并确定优化修改方案。

3. 提高施工管理能力。通过管道施工技术与资料管理、安装工程施工组织等相关课程，使学生掌握在机电安装施工过程中，施工管理人员针对施工内容、对施工场地、施工材料、施工机械、施工人员和施工方法作适当且有效的配置，以减少专业作业间时间和空间的冲突。在机电安装施工之前，利用BIM模型，根据机电安装工程的承包模式和机电安装要求谋划安装管理方式，理顺机电安装施工管理过程中各类问题，考虑解决问题的方案并寻找优化措施，避免机电安装施工管理受到外在因素干扰，保证机电安装工程管理的效果，确保施工管理措施在机电安装过程中发挥最大作用。

4. 提高施工协调能力。通常大型工程具有工程量大、技术复杂和参与方多的特点。在施工过程有建设单位、设计单位、监理单位和施工单位等参与单位，施工总包单位通常将专业工程分包给很多施工单位。施工过程是各施工参与单位相互信任和相互合作的过程。施工各参与单位之间如果没有良好的沟通和协调，各施工工序和相关专业的交叉配合与协调不到位，很容易出现结合部位的返工，直接影响工程的进度、质量和成本。建筑设备专业学生在学习管道施工技术与资料管理、安装工程施工组织等相关课程中，运用Navisworks软件在原三维模型基础上，增加时间轴，制订机电安装工程四维施工进度计划，使得在实际施工前，施工计划可以超前可视化的展示。能够应用BIM的施工模型，对工程各参与方、各专业的进度计划进行整合管理，全面、动态地掌握工程进度、资源需求以及供货商生产及配送状况，找到施工和资源配置中的冲突点，做到事前解决，以确保工期目标的达成。