劉梅 王彥明 衣振華

[摘 要]高校是培養(yǎng)與輸送行業(yè)后備人才的基地，隨著BIM技術逐步推廣和深入建筑行業(yè)各個領域步伐的加快，社會和建筑類專業(yè)對BIM人才需求量不斷增加?；趪鴥韧釨IM教學經(jīng)驗，針對在土木工程專業(yè)建立完善的建筑信息模型技術BIM課程教學體系和與企業(yè)及軟件公司共建BIM課程實踐教學平臺等關鍵問題，提出了一系列BIM教學改革建議。

[關鍵詞]BIM技術;教學改革;建筑行業(yè)

[基金項目]2020年山東大學教育教學改革研究項目、土建與水利學院教育體系“創(chuàng)新驅動發(fā)展”規(guī)劃項目“基于BIM的土木工程課程體系改革研究”（2020Y063）

[作者簡介]劉 梅（1978—），女，山東淄博人，博士，山東大學土建與水利學院副教授，研究方向為BIM技術在土木工程中的應用;王彥明（1968—），男，山東臨沂人，博士，山東大學土建與水利學院教授，研究方向為防災減災先進技術;衣振華（1972—），女，山東濟南人，博士，山東大學土建與水利學院講師，研究方向為鋼結構結構設計與疲勞損傷。

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）46-0-03[收稿日期] 2020-09-30

一、研究意義

BIM作為一項新技術，創(chuàng)新了傳統(tǒng)土木工程行業(yè)的設計和施工方法，帶來了新的思路。實踐證明，在工程中應用BIM技術，可創(chuàng)造極大的經(jīng)濟效益，并促使土木工程行業(yè)符合建筑業(yè)信息化、自動化發(fā)展的要求。將BIM技術引入土木工程教學，推廣BIM技術的應用，這對于提高專業(yè)教學質量和專業(yè)課程的教學效果有很大的幫助，可以培養(yǎng)更多的高端應用型人才，以適應社會發(fā)展的需要。土木工程專業(yè)BIM教學改革已在國內部分高校開展，但多數(shù)仍處于探索階段[1]。

建筑業(yè)采用BIM最大的限制因素是缺乏足夠專業(yè)的BIM技術人才，因此在高校開展基于BIM的教學改革符合行業(yè)發(fā)展大背景，具有重要的現(xiàn)實意義。

（一）緊跟行業(yè)發(fā)展，利于學生就業(yè)

一名合格的BIM人員，首先要具有豐富的建筑專業(yè)背景知識，對BIM技術有良好的理解和社會實踐應用能力，能夠與不同的專業(yè)工程師進行溝通和協(xié)調。開展BIM教學改革是為緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢，可以適當添加教學內容和實踐內容，有利于優(yōu)化擴展學生的知識面，激發(fā)學生的實踐創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出適應社會需求的高端人才，同時促進學生就業(yè)。從學生角度出發(fā)，學好BIM技術有利于提高就業(yè)競爭力和職業(yè)發(fā)展前景[2]。有利于優(yōu)化學生的知識結構，擴大知識范圍，增強學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)符合社會需求的高端人才，促進學生就業(yè)。從個體學生的角度看，學好BIM技術有利于提高就業(yè)競爭力和職業(yè)適應性。

（二）教學促進作用明顯，利于學校優(yōu)化培養(yǎng)方案

BIM作為目前土木工程行業(yè)最為流行的多維虛擬現(xiàn)實技術，具有較強的視覺渲染和空間表現(xiàn)能力，可以幫助空間想象力較弱的學生理解和使用。

土木工程專業(yè)社會實踐是教學環(huán)節(jié)中不可缺少的內容，但工地現(xiàn)場實習也面臨困難，或路途遙遠，或受氣候條件影響，或保證學生安全僅在安全區(qū)域觀察，而且現(xiàn)場實習所觀察的僅是項目某個階段的建造過程，不能全面體驗設計施工運營的完整流程。BIM技術可以對施工現(xiàn)場進行直觀、方便的模擬，將施工過程生動形象地展示出來，同時實現(xiàn)成本和工期的可視化控制。另外AR和VR技術的應用，使施工過程中的施工誤差等更直觀清晰，BIM技術彌補了現(xiàn)場實習的不足[3]。

（三）校企合作順暢，利于企業(yè)選拔人才

BIM技術方便校企共建培訓平臺，校企聯(lián)合可以為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供高質量的后備人才，縮短企業(yè)新員工的適應期，實現(xiàn)企業(yè)內訓的校園化，節(jié)省人力資源的管理成本。目前，根據(jù)BIM行業(yè)發(fā)展需求，BIM的人才主要分為BIM建模人員、BIM管理人員、BIM專業(yè)人員。根據(jù)行業(yè)需求，在高校培養(yǎng)模式中增加校企合作共建BIM技術培訓，有針對性的培養(yǎng)不同類型的BIM技術人才。

二、國內外的研究現(xiàn)狀

美國是BIM技術和虛擬設計與施工VDC的國家。近十年來，學術界和工業(yè)界進行了許多探索和應用，并取得了很好的研究成果。斯坦福大學、佐治亞理工大學等知名高校都設置了BIM課程體系，在BIM課程的開設、教學內容的設置和BIM實踐教學實驗室的建設幾個方面不斷進行探索與創(chuàng)新，有較為突出的表現(xiàn)與成果[4]。斯坦福大學分別開設了BIM和VDC的本科和研究生課程體系，以土木與環(huán)境系為主導，與建筑系和計算機系合作開設了BIM與VDC的相關課程，通過研討會、比賽、實踐等方式，為學生提供BIM和VDC的實踐學習機會。

新加坡高校的BIM課程推進工作得到了教育部門的大力支持，在BIM人オ的教育培養(yǎng)方面也取得了一定的成績。根據(jù)《2016年全球BIM教育報告》，新加坡有8所高等院校一共開設了30個全日制BIM課程，均以BIM的基本概念與理論，以及模型創(chuàng)建為課程核心內容;14個以實訓為主的BIM課程。這類課程以實際工程項目的規(guī)劃、設計、施工、運營以及項目管理過程中的BIM技術為核心內容。截至2018年，新加坡三分之二的大學在本科和碩士課程中設置了BIM課程教學，以BIM的基本概念和理論為教學研究內容。南洋理工大學和新加坡國立大學也成立各自的BIM中心，致力于提升有關BIM方向的教學與科研能力。

國內部分高校對實施BIM的教育體系的響應也十分熱烈，尤其是在2010年以后，很多高校都相繼成立了與BIM教育教學相關的研究組織與團隊，致力于BIM課程的學習與課程體系的研究。目前全國各地很多高校成立了BIM技術及BIM教學研究中心，例如同濟大學和上海交通大學的BIM研究中心、重慶大學的BIM教學研究中心和BIM工程中心、華中科技大學的BIM工程中心，等等。此類研究型組織一般是由具備學術研究能力的BIM專家或教授發(fā)起成立，兼具教學和科研的功能。

目前國內部分高校已經(jīng)開設BIM相關課程，本科階段土建類專業(yè)的BIM教學主要有以下模式：新開設一門有關BIM的課程;在現(xiàn)有的課程體系中融入BIM的內容。如重慶大學開設的BIM概論課程;哈爾濱工業(yè)大學開設的BIM技術應用課程;同濟大學在工程管理專業(yè)單獨開設的虛擬設計與施工課程，還在工程管理專業(yè)的其他專業(yè)課程中嵌入BIM模塊，結合多種BIM軟件就工程造價電算化教學及BIM技術進行研究;中南大學、四川大學、湖南大學等開展了BIM技術與虛擬仿真實驗教學;大連理工大學開設了BIM軟件課程等。

三、研究內容和目標

（一）研究內容

本文研究內容主要是建筑信息模型技術BIM課程教學內容的建設和BIM相關課程體系的建設。BIM相關課程體系建設可以分為兩種方式，一種是獨立的BIM課程，比如山東大學土建與水利學院土木工程專業(yè)在大三下學期開設的BIM建模基礎、大四上學期開設的BIM與5D施工課程等。另一種是在既有的專業(yè)基礎課或專業(yè)選修課等課程中植入BIM知識和技能模塊。在既有課程中植入BIM知識與技能有多種方法，如將BIM知識模塊嵌入課堂教學中;把BIM的技能模塊納入到課程大作業(yè)、課程設計、畢業(yè)論文或畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)。具體可植入的課程包括工程制圖、工程概預算、工程施工等課程。

BIM課程教學內容應符合培養(yǎng)綜合性相關專業(yè)人才的培養(yǎng)目標，遵循理論與實踐并重的原則。課程內容方面，除了融入BIM的基礎應用課程內容和相應的專業(yè)應用課程的內容之外，對于綜合性較強的課程[5]，還應在綜合性較強的專業(yè)培養(yǎng)方案中融入BIM的綜合應用知識與技能模塊;課程組織形式應以課程教學與實踐教學為主。BIM專業(yè)應用課程的BIM知識與技能植入方式建議如表1。

（二）研究目標

本課程體系建設應緊密結合學科前沿及BIM技術熱點問題，在教學與專業(yè)建設方面，著力進行課程教學內容的建設，通過課程講解、上機實驗、案例操作、理論與實踐考核等環(huán)節(jié)，旨在實現(xiàn)以下目標。

1.全面涵蓋BIM在建筑領域的前沿理論知識。通過該課程體系的學習，使學生能夠探討B(tài)IM在當前和未來建筑施工企業(yè)的作用，掌握BIM的相關技術及管理理論。

2.推廣普及BIM相關軟件在土木工程專業(yè)領域各方面的應用。使用BIM軟件工具建立、分析、設計，建立通用的建筑、結構的BIM模型，通過使用行業(yè)公認的BIM設計、規(guī)劃、施工、管理軟件，用于工程建設規(guī)劃設計、施工現(xiàn)場、造價控制等方面。

3.與實際工程相結合的BIM實踐教學。與校內外工程企業(yè)及BIM軟件公司合作共建BIM實訓課程內容，使學生具備組織實施和管理項目應用BIM的能力，實現(xiàn)BIM價值點的應用。在BIM模型中，實現(xiàn)專業(yè)建模、翻模、整合模型、4D和5D等多個應用點的價值，掌握BIM軟件中施工組織設計的理論與方法，達到工程項目施工過程模型管理與虛擬建造應用的目的。

四、基于BIM的土木工程課程體系的改革建議

（一）在土木工程專業(yè)建立完善的建筑信息模型技術BIM課程教學體系

由于BIM具有很好的交互性和更高的繪圖效率，以及與各專業(yè)的相互協(xié)作性，所以BIM課程體系以獨立開設的BIM課程和現(xiàn)有的專業(yè)課程中植入BIM技術兩種方式建立[6]。BIM課程體系根據(jù)不同的教學目標、不同的課程特點進行設置。

（二）與企業(yè)及軟件公司共建BIM課程實踐教學平臺

BIM擁有一項強大的模塊就是協(xié)同工作，通過與建造工程設計和施工過程中涉及的不同主體，如建造設計師、結構設計師、施工方、機械工程師、監(jiān)理工程師等協(xié)作，才能真正理解實際工程的構建過程。通過企業(yè)提供的實際案例工程，結合軟件公司提供的技術支持進行BIM實踐工程項目教學，提高學生BIM技術的操作技能。例如，廣聯(lián)達公司的施工模擬軟件可以實現(xiàn)教學、資源共享、作業(yè)提交、作業(yè)批改等操作，增加了學習的趣味性。

五、結束語

土木工程是一門應用性極強的學科，需要豐富的實踐經(jīng)驗與科學理論有機結合。基于BIM的土木工程課程體系改革旨在為在校學生搭建一個良好的應用實踐型創(chuàng)新平臺，使其充分掌握和熟練應用所學知識，在技術、經(jīng)濟、管理等專業(yè)基礎課的基礎上，掌握信息模型BIM技術，培養(yǎng)學生有效地從事BIM技術應用的能力。BIM的發(fā)展和應用對學校人才培養(yǎng)提出了新的需求，創(chuàng)建信息模型技術BIM課程體系及課程實訓教學體系有利于學校人才培養(yǎng)，具有較高的推廣意義。

參考文獻

[1]田莉梅，尹歡歡，張景華.BIM技術在土建專業(yè)的課程改革研究[J].土木建筑工程信息技術，2020（4）：114-118.

[2]史靖塬.建筑類專業(yè)BIM教學實踐創(chuàng)新基地建設思路探索[J].高教學刊，2020（24）：30-33.

[3]張啟照，張景威，焦艷菲.BIM技術在建筑類專業(yè)教學改革中的應用研究[J].四川建材，2020（7）：233-234+236.

[4]尹素仙.BIM技術融入建筑工程技術專業(yè)課程的教學改革與實踐[J].居舍，2020（20）：193-194.

[5]井珉，劉陽冰.基于BIM的實踐教學體系研究[J].教育教學論壇，2020（10）：279-280.

[6]張尚，任宏，Albert P.C.Chan.BIM的工程管理教學改革問題研究（二）—BIM教學改革的作用、規(guī)劃與建議[J].建筑經(jīng)濟， 2015（2）：92-96.

Abstract： As BIM technology is gradually recognized by domestic and foreign construction markets， the BIM era needs more talents to master BIM technology. Colleges and universities are the bases for training talents in the industry. With the gradual promotion and deepening of BIM technology in various fields of construction industry， the demand for BIM talents by society and construction industry is increasing. The reform of training high-quality professional BIM talents in colleges and universities has become the development trend. Based on BIM teaching experience at home and abroad， this article puts forward a series of BIM teaching reform suggestions for key issues such as establishing BIM course teaching system for building information modeling technology in civil engineering and building BIM course practice teaching platform with enterprises and software companies.

Key words： BIM technology; teaching reform; construction industry