王斌
摘 要:本文探讨了新一轮建筑教育改革的人才培养方案中关于计算机辅助设计的一些想法。随着科技发展,建筑数字技术发展很快,新型建筑工业化是行业发展趋势。建筑学专业教学需要与时俱进,结合社会需要,推进建筑数字技术在设计过程中的应用,为迎接人工智能时代到来做好信息化建设的基础准备。
关键词:建筑教育;教学改革;人才培养;BIM
对建筑学专业学生的培养,要注重帮助他们在时代变迁、文化发展、科技进步的环境中对建筑的理解。学生在理解建筑的过程中,学院需要将当下建筑学发展与其各方面特点相结合,制定出适合学生学习、研究与发展的教学内容,给学生传授专业基础知识、专业技能应用知识以及提高学生研究能力的理论知识。
计算机辅助建筑设计早在20世纪90年代初就已成为建筑学教学的一门应用基础课程,该课程注重培养学生对软件的操作应用。随着“甩图板”、电脑设备普及,大量建筑专业应用软件应运而生,建筑业对计算机的依赖也随之加强。因此,高校在专业基础课程上又增设了建筑电脑渲染课,也培养出了大量的应用型“效果图大师”。随后,建筑绘图软件的简易化、可操作性加强,几乎每名学生都能做出很好的电脑效果图,市场不再需要多余的效果图能手,近几年几乎没有毕业生从事相关工作。
欧克特(AUTODESK)公司曾在中国推广BIM概念及其产品Revit软件,当时推广力度很大,主要在高校建筑院系和设计院里培训相关技术人员,结果有目共睹,既有经验又有教训。2017年,国家开始逐步在各大城市颁布“建筑工程信息模型应用统一标准”。新一轮“BIM热”席卷而来,有国家层面文件的促进,又有美国、英国结合NBIMS(国家BIM标准)建造出的大量实际工程,国内越来越多建筑开始应用BIM,人们对BIM又有了更进一步的了解。因而,目前社会对BIM人才的需求量极大,对专业合格人才的培养也就迫在眉睫。
清华大学马智亮教授说,社会对BIM人才的需求是多层次的。首先,高层次的人才。能做相关研究,发展BIM技术,这需要在研究生阶段培养。其次,应用人才。应用人才也可以细分,有的应用人才具有组织、管理、统领的作用,这种人才需要专业技术,作为应用人才得对其他的专业也有所了解。另外一种应用人才层次相对低一些,做一些基本工作,比如建立三维模型,而建立三维模型在过去是很难的事情,但是现在随着BIM技术的发展,建立模型很容易,高职高专的学生也可以很快学会使用软件来建立模型。所以对于人才的培养要分层次,要有明确的目标,要和课内学习结合好,这样才能因材施教,培养社会所需的合格人才。在将学生培养成为建筑师的过程中,要更多地重视应用能力的培养,其中包括对BIM的理解和相关软件的使用。如今社会建筑行业需要的是应用型人才,远远超过所谓的建筑师和设计师。
在制定出合格的BIM人才培养计划之前,我们要对BIM做出以下的正确理解:
第一,目前,建筑业在全球正处于日益加剧的困境中,可见建筑工业在节约能源方面扮演了一个关键角色,建筑工业有责任尽可能有效地利用地球资源,因此BIM的目的在于節约能源、保护环境。
第二,BIM本身不是一种技术,BIM应用带来的变革是一种工作方式的根本变革,也是一种文化的变革。不能太过关注短时间内BIM应用带来的经济成本的变化。BIM理念是需要长期坚持的,最终才会有源源不断的社会和经济回报。
第三,不管是CAD还是现在的BIM,都不是智能的,它们只是建筑设计的助手。但BIM可进入人工智能(AI)时代,系统可以代替人类智力劳动来做决定。BIM并不是遥不可及的高科技,但可以理解为下一时代到来之前的过渡时期的概念。
第四,目前我们应用深度比较浅,比如建模、碰撞检查、动画等工作,实际上深度还可以拓展。广度上BIM技术可以应用在更多阶段以及更多领域,实现全覆盖,BIM技术完全具备这个潜力。那么对于学生的培养,也要在BIM的广度和深度方面制定相应的目标。
第五,软件是应用BIM技术的基础,没有软件无法应用BIM。
一是Autodesk公司的Revit建筑、结构和机电系列;
二是Bentley建筑、结构和设备系列;
三是国内同行最熟悉的是ArchiCAD;
四是Dassault公司的CATIA,是全球最高端的机械设计制造软件。
第六,BIM实际操作关键在于在项目全生命周期内实现信息的共享,协同工作和其他技术集成应用。我国大型设计企业基本都拥有专门的 BIM 团队,但是,这些大多局限于设计或施工阶段的局部应用,还没有在建筑的全寿命期中的应用实例。目前中国BIM应用仍处于探索阶段,还缺乏BIM落地的有效途径。
通过以上对BIM的提炼理解,我们不难发现,BIM应用领域很广,对建筑专业BIM人才的培养任重而道远。BIM人才的培养需要在学好本专业知识的基础上学好BIM软件,将个人任务与信息模型技术结合,设立更多子BIM(模型)——任务信息模型。这有利于直接提高工程技术和管理人员的工作效率和质量,吸引更多人认识BIM、使用BIM。
具体从如下几方面实施:
第一,培养实施方式。教与学相结合,两条腿走路。一方面,制定符合学生应用能力现状的教学目标,另一方面,建立BIM实验室,培养院系相关教师或引进高素质的BIM人才,共同推进BIM教学的可持续发展,并逐步承接合适的工程,有利于实践经验积累和兴趣提高。
第二,根据教学计划拟定内容:
一是教学目的。本课程是建筑学专业本科生的专业辅助课程。本课程的任务主要是让学生学习Revit Architecture软件的基本使用方法,并使其熟练地将其运用于课程设计,创建基本的信息模型,同时在工程实践协同和软件二次开发方面培养出个别人才,为今后的进一步研究深造打好基础。
二是软件版本。Autodesk Revit2016版本。
三是教学对象。教学对象为本科三年级学生,该年级学生有基本的建筑专业素养,也有建筑软件操作基础,有较好的应用能力。
四是Revit软件教学(32+16学时):
其一,BIM概念认知、Revit Architecture界面认知。(2学时)
其二,教师示范学习构件建模。如轴网概念、墙与幕墙、屋顶、楼梯。(4学时)
(布置作业1:自行设计一100M2的卫生间)
其三,教师示范学习构件建模。如楼梯与坡道、楼板与屋顶、梁与柱子。(4学时)
(布置作业2:二年级小别墅设计翻模)
其四,教师示范学习场地建模方法。如楼板建平地、cad转换地形、平整地形、子面域、红线绘制。(4学时)
(布置作业3:自行设计场地,小别墅加地形,要求有道路、人行道、山地)
其五,检查和解答作业1、2、3中的疑问。(2学时)
其六,教师示范学习渲染。教师以其中一组的作业为例,示范渲染。(2学时)
(布置作业4:小别墅设计渲染)
其七,教师示范学习体量的基本概念。(4学时)
(布置作业5:自由设计高层体量,要求用体量生成平立剖)
其八,检查和解答作业4、5中的疑问。(2学时)
其九,教师示范学习族的基本概念。如族、族样板、族参数、嵌套族。(4学时)
(布置作业6、7:编辑一个屋架族;每人建课程设计模型)
其十,检查和解答作业6、7中的疑问。(2学时)
其十一,“自适应构件”建模。(2学时)
五是课程结合:
其一,在四年級与课程设计结合,跟随课程进度,每周指导学生2学时。(16学时)
其二,采用课堂讲授、实例解说、课程设计(与建筑设计课结合)、自学、讨论等方式进行。
第三,BIM实验室创建。BIM实验室致力于建筑三维设计、协同设计关键技术研究与BIM技术的应用推广,引进软硬件资源,开发相关课程,为相关专业学生提供更多的实训机会,提高学生的专业素养和综合竞争能力。
一是BIM实验室可提现有CAD机房建设为基础。
二是建筑设计套件——Autodesk Building Design Suite(BDS)、硬件。
BDS是目前市面上最强大、最全面的BIM解决方案之一,包含创建和管理BIM模型的所有软件产品,建立各专业BIM模型、施工模拟,包括Ecotect生态绿色分析、SUN日照分析。在单一的数据环境中可以满足建筑、结构、水暖电等相关专业的BIM模型搭建工作要求。
BIM是一个庞大的概念和系统,对于BIM相关软件的推广,最大的障碍是建筑从业人员的挑战和勇气。按照目前的教学方式,建筑学专业的教学难以满足社会上日益增长的建筑数字技术人才需求,因此,建筑学专业的教学需要改革,只有加强对学生建筑数字技术的教学与训练,才能满足数字时代的人才需要。
参考文献:
[1] 全国高等学校建筑院系建筑数字技术教学研讨会[C]. 2013.
[2] 李建成,面向建筑数字技术的建筑学专业教学改革刍议[A].数字技术·建筑全生命周期——2018年全国建筑院系建筑数字技术教学与研究学术研讨会论文集[C]. 2018.



