STU课程思政案例35 | 王传林：建筑信息建模
建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM) 是土木工程专业一门重要的专业课，是土木工程学生综合运用专业知识的集合。课程是基于新工科专业改造的课程建设成果而设计。主要内容包括建筑信息模型发展历史、BIM软件建筑建模、自定义簇类型、BIM软件结构建模与分析以及基于完整工程案例的BIM协同设计等高级应用。通过各教学环节的学习，学生将树立科技报国的使命担当、培养精益求精的工匠精神、对传统文化的自信与认同感以及具备良好的职业道德；能够了解BIM技术的发展及未来使命，具备应用BIM技术进行建筑设计和结构分析以及基于BIM技术完成小型建筑工程项目的设计与实施；了解现行BIM行业规范及未来发展动向，为培养新工科教育体系下的卓越工程师打下坚实的基础。
章节 | 第一章 BIM基础知识 | |
知识点 | 思政要点 | 案例名称 |
BIM技术的特点和优势 | 发展道路自信 | 案例1：BIM技术在港珠澳大桥中的应用 |
BIM技术在应急管理中的应用 | 制度自信 | 案例2：BIM技术在抗击新冠肺炎疫情中大显身手 |
文化自信 | ||
BIM技术的发展及国内外差距 | 家国情怀 | 案例3：BIM技术国内外的差距在哪里？ |
主动学习 |
（一）案例简介
港珠澳大桥是“一国两制”框架下、粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海通道，全长55公里，设计使用寿命120年，总投资约1200亿元人民币。大桥于2003年8月启动前期工作，2009年12月开工建设，筹备和建设前后历时达十五年，于2018年10月开通营运。BIM技术在港珠澳大桥的应用与管理主要有：
1.路线线形设计
项目组将Autodesk Revit 软件与中交二公院自主研发的路线专家系统结合，利用路线专家系统的平面坐标、纵断面高程以及坡度计算等功能。
2.BIM多专业协同设计
拱北隧道BIM建模项目由结构专业、交通工程专业、防排水工程专业及路基
路面专业等四大专业协同设计完成。由于组成全专业拱北隧道BIM模型的构件较多。
3. BIM隧道设计流程
拱北隧道设计可以分为两类：工作井和特殊段建模，其BIM建模的主要流程有项目模板、标准构件、路线线形、横断面、管幕及附属构造，最后形成BIM设计成果。
4.BIM模型与出图
基于以上步骤，项目组完成了冻结曲线管幕、暗挖开挖断面345平方米拱北隧道BIM模型，以及东、西两侧工作井和周边主要建筑物拱北口岸BIM模型。
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（二）案例点评
1.适用范围
本案例主要适用于体现BIM技术在大型基建项目上的应用。通过本案例的讲解，引导学生认识到基建项目的“中国速度”以及BIM技术的强大性，加强学生对国家发展道路的认可及自豪感，并提高学生积极学习BIM技术的兴趣。
2.思政元素
港珠澳大桥因其超大的建筑规模、空前的施工难度和顶尖的建造技术而闻名世界。通过本案例的介绍，让学生了解到我国的基建能力和水平，增加学生对国家发展道路的自信和自豪。
3. 课程思政教学目标
通过案例学习，让学生了解到国家的基建情况，并增加学生对国家发展道路的自信。
（一）案例简介
2020年，一场突如其来的新型冠状病毒肺炎袭击了我们，这场战役打响后，全国上下紧急隔离，医疗物资严重短缺，病床更是一床难求。武汉政府决定参照17年前，北京小汤山非典医院模式，建造一座专门收治新型肺炎患者的医院。一座可容纳1000张床位的火神山医院，总共用了10天建设完成时间，2月2日正式交付，总建筑面积3.39万平方米。1月25日，武汉政府又加盖一所“雷神山医院”，2月5日交付使用。两所医院以小时计算的建设进度、万众瞩目下演绎了新时代的中国速度。
大家一定有个疑问，“火神山、雷神山医院”为什么能迅速完成?其实这两个医院的建设主要是采用了行业最前沿的装配式建筑和BIM技术，最大限度地采用拼装式工业化成品，大幅减少现场作业的工作量，节约了大量的时间。在10天建造工期中，BIM和装配式技术应用的三大关键点。
（1）项目精细化管理使用BIM技术保证施工质量、缩短工期进度、节约成本、降低劳动力成本和增加废物减少。提高建设项目管理效率和沟通协作效率。所有关于参与者、建筑材料、建筑机械、规划和其他方面的信息都被纳入到建筑信息模型中， BIM 4D和BIM 5D是基于模型的可交付成果，用于诸如构建等活动，存在能力分析、项目交付计划、材料需求计划和成本估算。
（2）仿真模拟，建筑性能优化利用BIM技术提前进行场布及各种设施模拟，按照医院建设的特点，对采光、管线布置、能耗分析等进行优化模拟，确定最优建筑方案和施工方案。
（3）参数化设计，可视化管控充分发挥了BIM+装配式建筑的优势，参数化设计、构件化生产、装配化施工、数字化运维，全过程都充分应用了BIM技术的优势，使项目的全生命周期都处于数字化管控之下，参数化设计、可视化交底、基于模型的竣工运维等等。BIM技术不仅提供有关建筑质量、进度以及成本的信息，还实现了无纸化加工建造。
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（二）案例点评
1.适用范围
本案例主要适用于体现BIM技术在应急管理中的巨大作用。通过本案例的讲解，引导学生认识到BIM技术的重要性及强大性，提高学生积极学习BIM技术的兴趣。
2.思政元素
2020年初突如其来的新冠疫情，让整个中国陷入了恐慌之中，但随后又让所有的中国人无比团结。特别是在党中央领导下，全国各地动员医疗力量支援湖北。作为土木专业，在抗击疫情战役中，我们也不会缺席。在武汉急需医院收治病人时，土木人也迅速出动。火神山在10天之内修建完成体现了“中国速度”，也体现了中国“举国体制集中力量办大事”的优势。通过此次事件，能够提高学生对我们自己的制度自信和文化自信。同时，也能认识到自己专业知识的重要性。
3.课程思政教学目标
（1）通过案例学习，让学生了解到举国体制集中力量办大事的好处，提升学生对于我国的制度自信与文化自信。
（2）激发学生的爱国热情，鼓励学生学习专业知识，并在国家需要的时候勇敢站出来并用专业知识尽自己所能帮助国家。
（一）案例简介
在英国，政府明确要求2016年前企业实现3D-BIM的全面协同。在美国，政府自2003年起，实行国家级3D-4D-BIM计划；自2007年起，规定所有重要项目通过BIM进行空间规划。在韩国，政府计划于2016年前实现全部公共工程的BIM应用。在新加坡，政府成立BIM基金并计划于2015年前，超八成建筑业企业广泛应用BIM。在北欧，挪威、丹麦、瑞典和芬兰等国家，已经孕育了很多主要的建筑业信息技术软件厂商。在日本，建筑信息技术软件产业成立国家级国产解决方案软件联盟。
在中国，无论政府还是行业巨头，对BIM的发展预期远不如上述国家明确乐观，对数字化目标和标准制定表述暧昧，但BIM趋势已经明朗。已经有很多招标项目要求工程建设的BIM模式。部分企业开始加速BIM相关的数据挖掘，聚焦BIM在工程量计算、投标决策等方面的应用，并实践BIM的集成项目管理。目前市面上最常用的一些BIM软件，比如Revit，Bentley，Tekla版权属于国外技术公司，在核心技术领域，国内的BIM软件公司还存在一定的差距。
相比国外，国内对BIM的政策支持更有力。前者是市场推进政策，后者是政策推进市场。2011年，住建部在《2011-2015中国建筑业信息化发展纲要》中，将BIM、协同技术列为“十二五”中国建筑业重点推广技术。2013年9月，住建部发布《关于推进BIM技术在建筑领域内应用的指导意见》(征求意见稿)，明确指出“2016年，所有政府投资的2万平米以上的建筑的设计、施工必须使用BIM技术”。2015年，政府正式公布《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》，把BIM和工程造价大数据应用正式纳入重要发展项目。上述政策无不表明政府对BIM、尤其对国内BIM发展的高度重视。
最后，也是最重要的一点，国内在建设工程体量方面远远领先世界，有更广阔的BIM应用空间。已有业内专家预言：“虽然BIM技术在国外应用已经有十余年历史，但最终将在中国取得突破性进展。”
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（二）案例点评
1.适用范围
本案例主要适用于讲解国内外BIM技术的差距。通过本案例的讲解，引导学生认识到BIM技术重要性及我们国家的短板，并激励学生主动、终生学习BIM知识。
2.思政元素
本案例主要是通过介绍我国与国外在BIM技术方面的差距，激发学生的家国情怀，希望能够学生的学习热情，并未祖国奋力补齐短板。
3.课程思政教学目标
（1）通过案例学习，让学生了解到我国在BIM技术方面的短板，希望能够激发学生的家国情怀并奋力拼搏，帮助国家在这方面补齐短板。
（2）让学生认识到BIM技术的重要性，激发学生主动学习、终生学习的态度。
图文来源 | 王传林
编辑 | 郭春兰
审核 | 洪秀秀 蔡玲如