許 福 屠夢(mèng)成 李強(qiáng)偉 張藝源

(湘潭大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院，湘潭 411105)

引言

建筑信息模型(BIM，Building Information Modeling)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)出現(xiàn)后建設(shè)工程領(lǐng)域又一重要的技術(shù)創(chuàng)新。BIM利用數(shù)字化技術(shù)表達(dá)建設(shè)項(xiàng)目幾何、物理和功能信息以支持工程項(xiàng)目全生命期設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維護(hù)的技術(shù)、方法和過(guò)程。BIM對(duì)整個(gè)工程建設(shè)領(lǐng)域帶來(lái)了前所未有的沖擊和影響。

2011年發(fā)布的《2011-2015建筑業(yè)信息發(fā)展綱要》中明確把BIM作為支撐行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展； 2012年國(guó)家啟動(dòng)BIM標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，包括統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的7部標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始編制； 2014年7月，《關(guān)于推進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見(jiàn)》提出推進(jìn)BIM在工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)階段全過(guò)程的應(yīng)用； 2015年6月《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》明確了BIM發(fā)展目標(biāo)和各方的重要工作，極大地促進(jìn)了BIM的發(fā)展； 2016年8月發(fā)布的《2016-2020建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》提出，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強(qiáng)BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動(dòng)通訊、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力，建筑業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得突破性進(jìn)展，初步建成一體化行業(yè)監(jiān)管和服務(wù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)資源利用水平和信息服務(wù)能力明顯提升，形成一批具有較強(qiáng)信息技術(shù)創(chuàng)新能力、信息化應(yīng)用達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的建筑企業(yè)和具有關(guān)鍵自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的建筑業(yè)信息技術(shù)企業(yè)； 2017年2月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見(jiàn)》，意見(jiàn)指出加快推進(jìn)BIM技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)全過(guò)程的集成應(yīng)用。截至目前，《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51212- 2016)《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51269- 2017)《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51301-2018)等相關(guān)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相繼發(fā)布，《建筑信息模型存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)》即將出臺(tái)。BIM在工程建設(shè)領(lǐng)域的重要角色已經(jīng)充分體現(xiàn)，從業(yè)者掌握BIM已是大勢(shì)所趨。

土木工程專業(yè)現(xiàn)有的課程體系中，與計(jì)算機(jī)技術(shù)有關(guān)的大部分課程如計(jì)算機(jī)圖形學(xué)或CAD繪圖、計(jì)算機(jī)輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程管理等雖然在人才培養(yǎng)特別是實(shí)踐環(huán)節(jié)發(fā)揮了重要作用，但市場(chǎng)對(duì)于BIM人才的需求，已經(jīng)使得無(wú)BIM課程體系難以滿足行業(yè)進(jìn)步對(duì)于人才培養(yǎng)的需求。近年來(lái)，全國(guó)大部分應(yīng)用型本科、?？啤⒏呗毜刃再|(zhì)的學(xué)校已經(jīng)相繼針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)BIM的操作技能和基本應(yīng)用開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的理論和實(shí)踐課程[1]。已有研究探索了BIM在工程管理[2]、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程[3]等相關(guān)專業(yè)中的課程體系和人才培養(yǎng)模式； 另一方面，在土木工程相關(guān)專業(yè)課程中嵌入BIM[4]或考慮以BIM作為輔助教學(xué)手段[5]的研究也為土木工程專業(yè)BIM人才培養(yǎng)提供了較好的借鑒和參考。

研究型、教研型和研教型高校和上述學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)存在差異，特別是和應(yīng)用型大學(xué)、高等專科院校的區(qū)別明顯。作為培養(yǎng)高級(jí)土木工程專業(yè)技術(shù)人員的部分重點(diǎn)本科學(xué)校，在土木工程專業(yè)認(rèn)證大背景及產(chǎn)出導(dǎo)向教育(Outcome-Based Education， OBE)要求下，工程教育國(guó)際化對(duì)應(yīng)的學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求與課程體系密切相關(guān)，基于行業(yè)對(duì)人才BIM能力和素養(yǎng)的需求，相關(guān)的師資隊(duì)伍和支持條件及其支撐的對(duì)應(yīng)課程體系建設(shè)亟待加強(qiáng)，因而針對(duì)這部分高校的BIM課程體系建設(shè)是當(dāng)前土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)面臨的緊迫問(wèn)題。

本文梳理了國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)高校土木工程專業(yè)BIM相關(guān)課程的建設(shè)現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了美國(guó)相關(guān)高校及國(guó)內(nèi)通過(guò)土木工程專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證的高校最新的專業(yè)培養(yǎng)方案中BIM相關(guān)課程的開(kāi)設(shè)情況，并總結(jié)了存在的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的課程體系建設(shè)解決方案建議。

1 國(guó)內(nèi)外高校土木工程專業(yè)BIM相關(guān)課程開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外高校

各國(guó)政府和相關(guān)建設(shè)行業(yè)非常重視BIM的應(yīng)用價(jià)值。美國(guó)高校在BIM教育方面起步較早，主要通過(guò)開(kāi)設(shè)BIM相關(guān)課程、在碩士博士培養(yǎng)中設(shè)置BIM研究方向和舉辦BIM學(xué)生競(jìng)賽等方式培養(yǎng)BIM人才[6]。2010年的學(xué)術(shù)調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，美國(guó)超過(guò)70%的高校已經(jīng)將BIM以各種方式融入課程中，沒(méi)有設(shè)置BIM相關(guān)課程的受訪者中88%計(jì)劃增設(shè)BIM課程，其中97%會(huì)于不久即將BIM納入其課程中[7]。

為進(jìn)一步了解美國(guó)高校土木工程專業(yè)BIM相關(guān)課程的現(xiàn)狀，本文調(diào)研了9所美國(guó)代表性高校2020、2021學(xué)年(春、夏、秋學(xué)期)的已開(kāi)設(shè)和擬開(kāi)設(shè)的土木工程專業(yè)課程體系，這9所高校土木工程專業(yè)BIM課程名稱、內(nèi)容及相應(yīng)的學(xué)分(units)如表1所示。

通過(guò)對(duì)表1的調(diào)查結(jié)果可以看到，目前各學(xué)校土木工程專業(yè)課程體系中BIM的開(kāi)設(shè)方式、學(xué)分設(shè)置以及課程內(nèi)容各有不同。斯坦福大學(xué)、南加州大學(xué)、內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校和加州大學(xué)伯克利分校的BIM課程開(kāi)設(shè)情況較為全面，所開(kāi)設(shè)的課程和學(xué)分較多，課程體系基本涵蓋了從BIM基本概念、基礎(chǔ)建模、參數(shù)化建模及其應(yīng)用等方面的內(nèi)容，一方面注重學(xué)生的基本知識(shí)獲取，同時(shí)考慮了課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，BIM課程內(nèi)容貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，從基礎(chǔ)到高級(jí)課程，從理論到實(shí)踐教學(xué)，形成了較為完備的BIM人才培養(yǎng)課程體系； 麻省理工學(xué)院、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的BIM課程相對(duì)集中，因而課時(shí)和學(xué)分也較高，從課程設(shè)置和授課內(nèi)容來(lái)看，基本也涵蓋了從BIM基本理論、建模到項(xiàng)目實(shí)踐的全過(guò)程； 佐治亞理工學(xué)院、伊利諾伊大學(xué)厄本那香檳分校、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的課時(shí)和學(xué)分安排相對(duì)較少，課程內(nèi)容除了基本建模軟件介紹，更加側(cè)重于學(xué)生BIM理論和建模能力及在某些方面具體應(yīng)用BIM的能力培養(yǎng)。

盡管上述針對(duì)美國(guó)高校土木工程專業(yè)BIM課程開(kāi)設(shè)情況的調(diào)研只涉及了9所高校，但是具有一定的代表性，各高校均強(qiáng)調(diào)BIM建模的基本方法和理論，在此基礎(chǔ)上，不同高校對(duì)于BIM在土木工程領(lǐng)域不同環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用及應(yīng)用深度的培養(yǎng)各有不同的側(cè)重點(diǎn)。

1.2 國(guó)內(nèi)高校

表2收集整理了國(guó)內(nèi)26所通過(guò)土木工程專業(yè)認(rèn)證的重點(diǎn)高校土木工程專業(yè)BIM及相關(guān)課程的開(kāi)設(shè)情況。統(tǒng)計(jì)情況包括培養(yǎng)方案制定年度、與BIM尤其是工程圖學(xué)相關(guān)的課程和學(xué)分及建議開(kāi)設(shè)學(xué)期、BIM緊密課程學(xué)分、開(kāi)設(shè)學(xué)期、課程性質(zhì)、授課方式、畢業(yè)要求總學(xué)分和首次通過(guò)專業(yè)認(rèn)證的時(shí)間。

總結(jié)表2的課程建設(shè)情況可以歸納以下特點(diǎn)：

表1 部分美國(guó)高校BIM相關(guān)課程開(kāi)設(shè)情況

表2 國(guó)內(nèi)通過(guò)工程專業(yè)認(rèn)證的部分高校土木工程專業(yè)BIM及相關(guān)課程開(kāi)設(shè)情況

首先，各大高校土木工程專業(yè)基本保留了傳統(tǒng)土木工程培養(yǎng)方案中的制圖類基礎(chǔ)課程(畫法幾何、工程圖學(xué)等)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)類專業(yè)基礎(chǔ)課程(土木工程制圖、CAD等)。

其次，培養(yǎng)方案中，26所高校均開(kāi)出了BIM類課程； 開(kāi)設(shè)2門及2門以上BIM類課程的高校為4所，僅占15.4%； BIM類課程的學(xué)分總量區(qū)間為1-4學(xué)分，其中以2學(xué)分為主，BIM類課程學(xué)分約占畢業(yè)要求總學(xué)分的1%～2%； 11所高校的BIM課程開(kāi)設(shè)方式為理論+上機(jī)方式，其余15所高校的BIM課程以課堂理論授課為主。

此外，BIM類課程的開(kāi)設(shè)學(xué)期通常集中在大三、大四學(xué)年，一般學(xué)生已經(jīng)先修了制圖類、設(shè)計(jì)類課程，部分高校基本完成了施工類、管理類課程。相對(duì)于必修的制圖類基礎(chǔ)課程和計(jì)算機(jī)輔助涉及類專業(yè)基礎(chǔ)課的開(kāi)設(shè)門數(shù)(基本為2門及以上)和學(xué)分(3-9學(xué)分，以4-5學(xué)分為主)，BIM類課程的受重視程度明顯有一定差距。

2 BIM課程體系建設(shè)現(xiàn)狀總結(jié)及分析和討論

2.1 現(xiàn)狀總結(jié)

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外35所高校BIM課程體系的調(diào)研可以看到，相對(duì)于美國(guó)的部分高校而言，國(guó)內(nèi)通過(guò)工程專業(yè)認(rèn)證的各大高校最新的專業(yè)培養(yǎng)方案中，對(duì)于BIM課程的建設(shè)重視程度和開(kāi)課積極性不高，量化角度看主要體現(xiàn)在對(duì)課程性質(zhì)的確定(選修、必修)及課程學(xué)分權(quán)重的設(shè)置，如圖1所示。

圖1 國(guó)內(nèi)26所高校BIM課程性質(zhì)(a)和BIM與制圖/CAD類課程學(xué)分對(duì)比(b)

由圖1(a)可見(jiàn)，盡管26所高校均開(kāi)出了BIM課程，但22所高校以選修的方式開(kāi)出，僅有4所高校為必修方式，其中還包括南京工業(yè)大學(xué)將土木工程圖學(xué)與BIM基礎(chǔ)課合并開(kāi)出的情況。根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，方向選修課如果在較晚學(xué)期開(kāi)出，則學(xué)生選課的積極性不高。如筆者所在湘潭大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院土木工程專業(yè)開(kāi)設(shè)“建筑信息模型BIM概論”選修課程，選課學(xué)期為第7學(xué)期，2017級(jí)土木工程學(xué)生總?cè)藬?shù)為242人，最終該門課程選修人數(shù)僅40人，選課學(xué)生比例僅為16.5%。通過(guò)對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查和課后訪談，學(xué)生反映未選修課程最多的兩個(gè)原因?yàn)椤斑x修課學(xué)分已修滿”和“選修課不重要”。圖1(b)為BIM類課程與制圖/CAD類課程學(xué)分分布圖，從圖中的課時(shí)分布結(jié)果來(lái)看，目前各大高校對(duì)于學(xué)生的制圖能力培訓(xùn)主要仍以傳統(tǒng)的畫法幾何、土木工程制圖、CAD等為主，一方面這類課程一般在一、二年級(jí)作為必修開(kāi)設(shè)，同時(shí)配合大量的課后習(xí)題以及上機(jī)實(shí)際操作訓(xùn)練提升學(xué)生的二維制圖、識(shí)圖能力。

2.2 分析及討論

綜合前述文獻(xiàn)綜述及調(diào)研結(jié)果可知，當(dāng)前國(guó)內(nèi)BIM人才培養(yǎng)現(xiàn)狀有以下幾個(gè)特點(diǎn)及BIM課程開(kāi)出時(shí)存在的困難：

(1)高職、?？啤?yīng)用型本科院校土木工程、建筑學(xué)、工程管理等專業(yè)BIM教學(xué)開(kāi)展情況較好，且多以實(shí)訓(xùn)為主，部分高校甚至是以實(shí)際工程項(xiàng)目為主，側(cè)重于各類軟件的實(shí)際操作學(xué)習(xí)、建模及模型應(yīng)用等，而其他本科類院校(研究型、教研性或研教型)BIM課程體系的建設(shè)情況和人才培養(yǎng)模式相對(duì)滯后。

(2)通過(guò)了土木工程專業(yè)認(rèn)證的大部分高校的BIM課程授課形式以理論講授為主，缺乏實(shí)踐機(jī)會(huì)和實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)，少部分有上機(jī)操作學(xué)習(xí)的高校也僅限于部分基礎(chǔ)建模軟件如Revit等的操作，學(xué)習(xí)目的性不明確，缺乏系統(tǒng)性。

(3)盡管大部分高校在實(shí)踐教學(xué)所需的機(jī)房建設(shè)投入較大，但針對(duì)BIM課程的軟硬件投入相對(duì)較少。部分應(yīng)用型本科、專科、高職類院校建設(shè)了包含VR等在內(nèi)的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，投入了大量的人力、物力和財(cái)力用于學(xué)生培養(yǎng)，而其他高校因評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的側(cè)重點(diǎn)不同，加之基于BIM的科學(xué)研究大多為技術(shù)問(wèn)題，且涉及多學(xué)科交叉，需要教師投入較多的時(shí)間和精力進(jìn)行學(xué)習(xí)，而這部分工作往往很難得到評(píng)價(jià)指標(biāo)導(dǎo)向的高水平、前沿性科學(xué)研究成果，這也使得軟硬件投入不足、BIM師資建設(shè)落后，難以滿足基本教學(xué)條件要求。

(4)BIM課程體系建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)不明確，也較難統(tǒng)一，目前的土木工程專業(yè)國(guó)家教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)尚未明確BIM對(duì)于學(xué)生培養(yǎng)定位的作用，因而難以像其他傳統(tǒng)課程一樣形成有一定共識(shí)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

(5)BIM是涵蓋工程全生命期的復(fù)雜的多維數(shù)據(jù)信息模型、信息集成、協(xié)同工作以及可視化等理論和技術(shù)的綜合體，學(xué)生掌握BIM需要首先了解大量的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)、專業(yè)課程知識(shí)工程管理知識(shí)及信息化知識(shí)，學(xué)生初期培養(yǎng)的難度較大，效果也不會(huì)很明顯。因此，BIM教學(xué)不能照搬傳統(tǒng)CAD的教學(xué)模式，它既不是某個(gè)設(shè)計(jì)軟件所能代表的，也不是某種單一技術(shù)所能代表的[8]。

3 專業(yè)認(rèn)證背景下土木工程專業(yè)BIM課程體系建設(shè)的建議

《華盛頓協(xié)議》是一項(xiàng)工程教育本科專業(yè)認(rèn)證的國(guó)際互認(rèn)協(xié)議，旨在建立共同認(rèn)可的工程教育認(rèn)證體系，實(shí)現(xiàn)各國(guó)工程教育水準(zhǔn)的實(shí)質(zhì)等效，促進(jìn)工程教育質(zhì)量的共同提高，為工程師資格國(guó)際互認(rèn)奠定基礎(chǔ)。在這一大背景下，國(guó)內(nèi)高校土木工程專業(yè)的BIM課程體系建設(shè)一方面應(yīng)有針對(duì)性地安排相應(yīng)課程并進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)安排以支撐畢業(yè)要求，達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)OBE的基本理念； 同時(shí)，可參考國(guó)外尤其是BIM課程體系建設(shè)和教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展較早的美國(guó)高校，以期符合專業(yè)認(rèn)證的最根本的需求，即工程教育水準(zhǔn)的實(shí)質(zhì)等效。為此，筆者擬基于土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及OBE理念，就課程教學(xué)內(nèi)容和課程開(kāi)設(shè)方式兩方面對(duì)專業(yè)認(rèn)證背景下土木工程專業(yè)的BIM課程體系建設(shè)提出建議。

3.1 課程教學(xué)內(nèi)容

通過(guò)對(duì)上述調(diào)研的國(guó)內(nèi)26所高校土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，可以梳理出幾個(gè)關(guān)鍵詞，即：“基礎(chǔ)理論”、“專業(yè)知識(shí)”、“實(shí)踐能力”、“創(chuàng)新能力”、“組織協(xié)調(diào)”、“團(tuán)隊(duì)”(概括為宏觀層面的知識(shí)、能力、素質(zhì)等)和“策劃”、“勘察”、“設(shè)計(jì)”、“施工”、“管理”、“運(yùn)維”(概括為具體層面的對(duì)應(yīng)工程全生命期的職業(yè)技能和實(shí)踐能力)。盡管在專業(yè)認(rèn)證背景下的培養(yǎng)目標(biāo)為學(xué)生畢業(yè)5年左右應(yīng)達(dá)成的能力，但學(xué)生在校學(xué)習(xí)的課程體系和教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容應(yīng)能支撐畢業(yè)時(shí)的達(dá)成度，實(shí)現(xiàn)學(xué)業(yè)—就業(yè)的良好對(duì)接進(jìn)而為培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。另一方面可以看到，培養(yǎng)目標(biāo)中無(wú)論是宏觀層面還是具體層面所涉及的關(guān)鍵詞，都可與BIM的教學(xué)內(nèi)容有較好的對(duì)應(yīng)，如參數(shù)化建模、基于BIM的工程全生命期數(shù)字化管理等，因而，各高?？筛鶕?jù)各自的培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)性地選擇設(shè)置BIM的教學(xué)內(nèi)容并將具體的知識(shí)點(diǎn)與畢業(yè)能力要求進(jìn)行矩陣對(duì)應(yīng)，以支撐相應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)應(yīng)點(diǎn)。同時(shí)，應(yīng)注意土木工程專業(yè)認(rèn)證背景下土木工程專業(yè)BIM人才培養(yǎng)目標(biāo)與應(yīng)用型本科、?？啤⒏呗毜仍盒５膮^(qū)別，明確人才能力培養(yǎng)不能僅僅停留在BIM軟件操作、建模能力這兩個(gè)環(huán)節(jié)，而更應(yīng)該注重BIM信息的應(yīng)用、BIM項(xiàng)目管理、BIM專業(yè)集成能力[6]以及BIM新技術(shù)、新方法的介紹和終身學(xué)習(xí)、持續(xù)改進(jìn)的機(jī)制，才能真正較好地支撐畢業(yè)要求及培養(yǎng)目標(biāo)?；谏鲜鰧?duì)專業(yè)認(rèn)證背景下培養(yǎng)目標(biāo)的分析，參考國(guó)外高校及國(guó)內(nèi)部分高校的培養(yǎng)方案，建議BIM課程所涉及的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)涵蓋以下幾方面的內(nèi)容：

(1)BIM概論：基本概念、內(nèi)涵及BIM產(chǎn)生、發(fā)展過(guò)程和特點(diǎn)；

(2)BIM標(biāo)準(zhǔn)：IFC、IFD、IDM的意義和內(nèi)涵及國(guó)際、國(guó)內(nèi)相關(guān)BIM標(biāo)準(zhǔn)；

(3)BIM工具：BIM參數(shù)化建模、支持平臺(tái)、軟件的介紹和建?；静僮?；

(4)BIM應(yīng)用：信息集成、信息交互、協(xié)同設(shè)計(jì)的基本概念和應(yīng)用； BIM在工程項(xiàng)目全生命期各階段在各專業(yè)中的具體應(yīng)用體現(xiàn)方式和實(shí)現(xiàn)；

(5)BIM價(jià)值：BIM對(duì)工程項(xiàng)目各參與方的價(jià)值分析與體現(xiàn)；

(6)BIM綜合：基于真實(shí)項(xiàng)目的BIM綜合應(yīng)用；

(7)BIM未來(lái)：持續(xù)跟進(jìn)行業(yè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，培育終身學(xué)習(xí)的方法和態(tài)度。

3.2 課程開(kāi)設(shè)方式

已有研究中對(duì)BIM的課程體系建設(shè)提出了一些諸如植入式[9， 10]開(kāi)新課[11]等相應(yīng)的課程設(shè)置方式，并進(jìn)行了相應(yīng)的教學(xué)實(shí)踐，也取得了較好的教學(xué)效果。本文綜合文獻(xiàn)中的部分建議，結(jié)合美國(guó)高校BIM課程開(kāi)設(shè)情況和國(guó)內(nèi)26所高校BIM課程體系建設(shè)情況，總結(jié)以下三類課程開(kāi)始方式，并分析各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性，以期為各高校的BIM課程體系建設(shè)和改進(jìn)提供參考。

(1)植入式

植入式是指將BIM的授課內(nèi)容融合入已經(jīng)開(kāi)設(shè)的成熟的主干課程中，以成熟課程帶動(dòng)新型內(nèi)容，建議的植入方式和授課方式安排如表3所示。

表3 植入式BIM課程安排建議

不難發(fā)現(xiàn)，植入式課程體系設(shè)置中，BIM主線清晰，循序漸進(jìn)，對(duì)原培養(yǎng)方案影響不大，學(xué)生理論和實(shí)訓(xùn)結(jié)合，有利于提高BIM和專業(yè)理論綜合素質(zhì)； 學(xué)習(xí)方式較為靈活，學(xué)習(xí)目的明確； 教學(xué)方式多樣化，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)，學(xué)生BIM能力與市場(chǎng)接軌，符合人才培養(yǎng)OBE理念，因而對(duì)畢業(yè)目標(biāo)和培養(yǎng)目標(biāo)有較好的支撐作用。然而，植入式存在一定的難度，包括教材和參考資料、專業(yè)及專業(yè)方向各課程的連續(xù)性、連貫性及課程要求難統(tǒng)一； 對(duì)任課教師要求提高，對(duì)涉及的公共課和專業(yè)課之間的專業(yè)協(xié)同性、不同專業(yè)方向間的協(xié)調(diào)及專業(yè)要求要求較高； 對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)積極性、自主學(xué)習(xí)能力的要求高； 對(duì)軟、硬件條件要求高。由此可見(jiàn)，盡管植入式有諸多優(yōu)點(diǎn)，但組織難度較大，對(duì)學(xué)校的培養(yǎng)條件要求高。建議對(duì)師資充裕、專業(yè)全面的綜合性重點(diǎn)高?？梢越Y(jié)合自身?xiàng)l件及培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求進(jìn)行相應(yīng)的探索和實(shí)踐。

(2)替換式

替換式是指將原有課程體系中相應(yīng)的課程，尤其是制圖類、軟件學(xué)習(xí)類的課程替換為BIM相關(guān)課程。主要包括將計(jì)算機(jī)繪圖軟件類課程替換為BIM建模課程，將諸如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用、工程概預(yù)算軟件應(yīng)用等課程替換為相應(yīng)的BIM結(jié)構(gòu)正向設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)及BIM5D等課程。

這種方式BIM課程相對(duì)較為集中，便于教學(xué)安排； 同時(shí)教材選擇方便，涉及調(diào)整的授課教師少； 培養(yǎng)方案調(diào)整幅度不大； 學(xué)生理論和實(shí)訓(xùn)結(jié)合，有助于提高BIM和專業(yè)理論綜合素質(zhì)； 學(xué)生學(xué)習(xí)難度相對(duì)而言不大。同樣地，替換式對(duì)任課教師要求高； 同時(shí)因涉及專業(yè)方向不多，不利于學(xué)生全面掌握BIM在全專業(yè)中的應(yīng)用； 學(xué)生偏向于軟件操作，相對(duì)于其他類型高校土木工程專業(yè)學(xué)生的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不大。

(3)必修新課式

從前述對(duì)國(guó)內(nèi)高校BIM課程體系建設(shè)現(xiàn)狀的調(diào)研結(jié)果可見(jiàn)，目前各大高校以選修式設(shè)置BIM課程的方式較多，這種方式的弊端是學(xué)生對(duì)選修課積極性不高，且一般選修課的課時(shí)較少，難以支撐畢業(yè)要求，因而培養(yǎng)的人才與市場(chǎng)和行業(yè)需求有一定距離。必修式新課式的建議是在6、7學(xué)期分別開(kāi)設(shè)“BIM概論與初級(jí)建?！?2學(xué)分，16課時(shí)理論+16課時(shí)上機(jī))、“BIM綜合應(yīng)用”(2學(xué)分，4課時(shí)理論+28課時(shí)上機(jī))兩門必修課程，總學(xué)分為4，總課時(shí)為64。這種方式與斯坦福大學(xué)、南加州大學(xué)及福州大學(xué)的課程設(shè)置相似。這種課程設(shè)置方式BIM課程集中，因而便于教材選擇和教學(xué)安排； 同樣地，所涉及的授課老師少，對(duì)原有培養(yǎng)方案影響小，學(xué)生的重視程度會(huì)大幅提升，學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，學(xué)習(xí)時(shí)間集中，學(xué)習(xí)進(jìn)度快，有利于提高BIM理論和專業(yè)知識(shí)的結(jié)合及學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)。當(dāng)然，這種方式對(duì)于任課教師的要求最高； 此外，因?yàn)樯婕皩I(yè)多，跨度大，所以對(duì)學(xué)生所掌握的基本理論和知識(shí)結(jié)構(gòu)要求高； 盡管設(shè)置為必修課，但因?yàn)榭紤]到必要的選修課而將BIM課程開(kāi)設(shè)的學(xué)期靠后，所以學(xué)生學(xué)習(xí)組織難度較大。針對(duì)上述問(wèn)題，一方面可以通過(guò)學(xué)工協(xié)助加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)組織和課堂考勤考核，另一方面可以考慮適當(dāng)安排實(shí)務(wù)部門的專家結(jié)合學(xué)校老師進(jìn)行團(tuán)隊(duì)授課，并可以考慮MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂等先進(jìn)的教學(xué)手段，以提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

4 結(jié)論

本文調(diào)研了9所美國(guó)典型高校土木工程專業(yè)最新的開(kāi)課計(jì)劃，對(duì)相關(guān)的BIM課程內(nèi)容及開(kāi)設(shè)方式進(jìn)行了梳理總結(jié)； 調(diào)研了26所國(guó)內(nèi)通過(guò)工程專業(yè)認(rèn)證的高校土木工程專業(yè)BIM相關(guān)及緊密課程體系建設(shè)現(xiàn)狀，總結(jié)了國(guó)內(nèi)高校BIM課程設(shè)置的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題。參考美國(guó)高校課程先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合土木工程專業(yè)認(rèn)證OBE理念，提出了土木工程專業(yè)認(rèn)證背景下BIM課程教學(xué)內(nèi)容，并建議國(guó)內(nèi)各高校視自身特點(diǎn)將土木工程專業(yè)BIM課程以植入式、替換式和必修新課式三種方式開(kāi)設(shè)，同時(shí)分析了三種方式的優(yōu)點(diǎn)和局限性，對(duì)存在的局限性提出了相應(yīng)的建議解決方案。