工程管理專業B IM技能教學課程體系的構建研究

蔣杰

摘要：BIM技術是近年來興起的工程建設行業一項變革性的新技術，高校必須跟隨時代潮流建立新型的人才培養方案。文章主要著眼于討論以下問題，即如何在高校課程中加入BIM技能教學，構建完整的BIM技能教學課程體系，并對BIM技能教學課程的具體開設模式進行了研究。

關鍵詞：BIM技術；課程體系；工程管理

2015年6月16日，住房與城鄉建設部以建質函〔2015〕159號印發《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》，在《指導意見》的第三大條——發展目標中明確提出：“到2020年末，建筑行業甲級勘察、設計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業應掌握并實現BIM與企業管理系統和其他信息技術的一體化集成應用。到2020年末，以下新立項項目勘察設計、施工、運營維護中，集成應用BIM的項目比率達到90%：以國有資金投資為主的大中型建筑；申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區。”BIM（建筑信息模型）成為了我國建筑行業的熱門話題，在住建部決心大力推動的前提下，BIM技術毫無疑問地將成為工程建設行業從業人員必須掌握的專業技能，對大學生就業市場產生巨大的影響，進而對高校的人才培養模式和培養方案提出了新的要求。

1 BIM技術簡介

近十年來，在CAD 技術基礎上發展起來一種多維模型信息集成技術，也就是BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型技術，“BIM是在建筑生命周期對相關數據和信息進行制作和管理的流程”。其最大的進步在于將多個方面的工程信息如進度、質量、投資甚至于通風、光照等自然環境條件整合于一個虛擬建造的三維工程實體，使項目建設的所有參與方都能夠在數字虛擬的真實建筑物模型中操作信息和在信息中操作模型，從而實現在建筑全生命周期內提高工作效率和質量，以及減少錯誤和風險的目標。BIM具有可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性等特點。并可應用貫穿于項目決策、設計、施工、運營全過程。

BIM的出現，使得建筑工程不再是容錯性極低的一次性工作，而是可以進行多次的虛擬建造，得出最優的設計方案，最佳的施工計劃，創造最好的人居環境。并可最大限度地減少工程浪費、設計沖突，從而對項目管理三大目標進度、質量和投資均產生最優化效果。據Autodesk 公司統計，三維可視化可提高企業競爭力66%，減少50%～70%的信息請求，縮短5%～10%的施工周期，減少20%～25%的各專業協調時間。

正因為如此，住建部才會在國內CAD技術已經成熟的情況下，以較快的節奏推廣BIM技術。一個新技術的引入，除了要求原有產業升級之外，對于我國相關的專業人才培養也提出了新的需求，一個新的就業市場正在形成。筆者所在高校本科生2016年的就業已經產生了多個成功的范例。設計單位和施工單位正在大量培養和引進掌握BIM技術的人才，以適應政策要求和市場變化。BIM在國內外的建筑業中越來越受到重視，行業也需要越來越多能夠熟練掌握BIM的人才，但是，人才培養規模卻遠不能適應行業發展的趨勢。

2 高校BIM技能教學存在的問題

因為如上文所述的形勢所趨，各地均產生了BIM人才缺口，作為社會專業人才培養最為重要的陣地的高校，必須響應時代召喚，培養出適合市場需要的專業人才。如筆者所在工程管理專業，在三年前即開始廣泛推進針對專業教師的BIM培訓，并已經在現有本科學生中通過參加國內一些軟件廠商組織的BIM類學科競賽的方式對部分學生進行BIM技能教學，這些學生在就業時由于掌握BIM技能而獲得了極大的優勢，但是在實踐中仍存在以下幾個問題。

2.1 教學條件問題

從必備的軟硬件條件來說，BIM技能教學實質上主要內容仍然是軟件操作技能的學習，而且是成系列的新型軟件，完成三維建模、信息集成、虛擬建造等方面的工作。以使用最為廣泛的REVIT軟件為例，其硬件要求就明顯高于CAD，如果加上NAVISWORKS、MAGICAD等系列軟件，對計算機教學平臺的要求就更高，各高校原有的用于CAD教學的計算機機房普遍不能滿足要求，必須建設新的專用機房，在硬件建設成本上較高，且還需要購買大量新軟件。

從師資條件來說，目前國內BIM技術興起僅幾年的時間，我國東部城市起步較早，而西部城市則剛剛有所動作，具備進行BIM系列軟件教學能力的人員還比較少，且大量集中在一些軟件公司和培訓機構。仍以REVIT軟件為例，中國圖學學會已經開始推出一級BIM建模師、二級BIM高級建模師一類的技能考試。要承擔BIM建模方面的教學任務，至少需具備一級建模師的水平，如果要達到信息集成和虛擬建造的階段，則要求教師必須達到高級建模師的水平，這需要教師參加長時間的培訓，師資培養有較大的難度，且本較高。

2.2 教學設計問題

BIM技術畢竟是一項新技術，其內涵遠遠超過了CAD技術，對于這一新生事物，如何對本科生中開展教學，如何設計和建設課程，均有大量需要探討的問題存在。

在課程設置方式上，如果僅僅是建模教學，可以設置在學生掌握識圖技能之后開始，但是BIM技術中涉及的質量、進度、投資信息，則必須選擇在學生完成項目管理課程后進行。對于設計優化、碰撞檢測方面的課程內容，則必須在學生學習土木工程施工技術方面知識后方可開展。我們不可能在大四才開始進行BIM的教學，因為那時已經沒有時間了，我們也不可能在大一就大量開設BIM課程，因為學生缺乏相應的知識積累。

在課程內容的設計上，BIM技能教學的重點難點自然是大量新軟件的操作，因此必然要以培養上機操作技能作為基礎，上機教學也是必然的選擇。但是放眼望去，除了REVIT軟件建模算得上是與CAD一脈相承而無可爭議之外，其他如虛擬建造、信息集成、碰撞檢測等軟件多種多樣且良莠不齊，國內著名工程項目管理軟件公司如廣聯達、斯維爾、魯班等均推出了自己的BIM系列軟件，那么，到底BIM技能教學應選擇什么樣的軟件，是否要在課程中加入理論教學內容？

3 關于構建課程體系的思考

從前面的分析我們可以看出，BIM技能教學具有不同于其他課程的一些特點，例如知識的新穎、對教學條件要求更高、教學內容復雜且與工程管理專業其他課程聯系緊密等，這些都注定了在構建BIM技能教學課程體系的時候，不能再使用傳統的教學安排，在此筆者提出以下幾點需要思考的方向。

3.1 關于課程設置的方式和連續性

BIM技能教學內容是隨著專業課程的深入而逐漸展開的，不同的軟件對應著不同的專業內容，這就決定了BIM課程無法用一門課程就包含所有的內容。而最好的辦法莫過于分段教學，從BIM軟件在工程管理專業本科生各個學習階段中應該發揮的作用和對應的專業內容進行分段，從而保證BIM軟件操作與專業課程的對接，同時，也可以保證學生在學習BIM技術的過程中的連續性。

從目前國內對于BIM的應用研究可知，BIM技術已經普遍使用于設計、施工、運營維護各個階段，而對于BIM的課程教學也應該按照這些階段分別設置。對照當前工程管理專業課程，具體如表1。

這樣的內容安排也帶來了一個明顯的問題，那就是BIM類教學課程既然是與很多專業課程內容相對應，那是否可以將BIM技能教學直接植入到專業課程之中呢？事實上，在專業課程中運用BIM知識進行講解早已經被大量采用，我們所討論的問題是，是否應該將某一門專業課程中涉及的BIM技能，也就是對應的BIM軟件操作直接放到課堂學時，或者作為課程設計來安排。對此筆者所在專業教研室在進行培養方案制定時進行了討論和調研，其中存在的主要問題在于BIM技能教學是一種技能訓練，與一般的理論和實踐課程均存在較大的不同，如果將其內容放到專業課程的正常行課中開展，會沖擊課程的正常行課秩序。而且BIM技術往往是多門專業課程知識的集成，難以與某一門專業課程單獨融合，對教學內容的安排也會造成困難。

因此，BIM技能教學的最佳安排方式是連續多個學年開設的單獨設置的實踐類課程。讓學生能夠做到系統化、集中連續地學習某一種或者多種BIM軟件操作技能，并在學習過程中對專業課程中的理論知識進行一次溫習，達到相輔相成的目的。

3.2 關于課程內容的深度

BIM技能教學課程的內容相對比較統一，如上表1所示，在本科期間主要是講解各種對應軟件的操作技能，但是這里面存在一個問題，就是BIM教學的深度設置。明顯的一點是，課程深度如果很深，那么對于學時要求就比較多，培養方案的學時上限會沖擊到其他專業課程的學時分配。

以BIM建模為例，國內外在進行BIM建模教學時首選軟件是AUTODESK公司出品的REVIT軟件，REVIT學習要達到BIM一級建模師的水平，需要進行200小時的考前培訓。按照高校的規定，200小時即使折算為200學時，也相當于12.5個學分。如果要培養學生達到一級建模師的水準，我們將在BIM建模這一門課程上面就占用多達12.5個學分，這顯然是不可能的。從培養方案整體來看，BIM建模教學內容最多只能安排1～2個學分，也就是16～32個學時，這是不能滿足建模師培訓的要求的。

當然，我們也并非要在本科一年級就培養學生達到建模師的水平，大學課程本身應該以培養學生基礎理論和基本操作為主，深入的應用應該是學生在自我學習和實踐運用之中推進的。仍以BIM建模教學使用REVIT軟件為例，REVIT如果僅僅講解構件建模操作，與CAD和天正建筑軟件有較多的共通之處，學生學習內容相對較為簡單，可以在16～32個學時完成。但是如果要涉及族參數設計之類的高級應用則學時不夠，對于有需要加深學習的學生來說，可以自主學習或者參加相關培訓班。

因此，BIM技能教學課程內容宜以基礎理論知識和軟件基本操作為主，對于深入和具體的應用做到點到即止，為學生打開一扇大門，留出后面的路讓他們自己前行。

3.3 關于學生選課的自主性

工程管理專業是一個兼容性很強的專業，BIM技術毫無疑問是當前工程管理行業最新穎與最熱門的專業技能，學生需要在課程學習之外自行深入學習，這會耗費大量時間。從筆者所在專業教研室近期組織的關于BIM的一系列活動，例如技能培訓、學科競賽等可以看出，部分本科生對于自己未來學習和就業的定位并未將BIM學習納入其中。如選擇考研的學生，往往并不愿意將大量時間和精力放到BIM學習上。由于BIM技術帶有很強的實踐和操作性，還有部分學生更認可就業以后，在工作崗位上結合實際工程進行學習可以取得更好的效果。

由于以上原因，從高校課程設置上來講，按照當前趨勢，國家鼓勵加大選修課比例，給予學生更大的選擇空間，去選擇自己想要獲得的知識。那么BIM課程是否已經是工程管理專業所必不可少的專業基礎課程了呢？對于方興未艾的BIM技術來說，顯然還不到時候，BIM建模課程甚至還無法取代CAD制圖課程的地位。

因此，將BIM技能教學課程放入選修課體系更為合理，學生可以根據自己對大學學習生活的規劃來選擇修讀。例如近年來高校中開展的“第二課堂”，可以將BIM課程納入其中，由于是第一課堂之外的學生自主學習時間，更能夠利用好有限的資源，盡可能地滿足那些有需求、有學習愿望的學生自主選擇學習。

4 對于BIM技能教學課程體系設置的總結

綜合以上分析，筆者認為BIM技能教學課程體系的設置應遵循以下幾個原則：第一，BIM技能教學的開展應從師資條件、軟硬件條件的建設開始，在解決條件問題之后才能滿足課程開設的基礎；第二，BIM技能教學宜設置為單獨的、連續的多門課程，且分布在各個學年中，具體時間安排應與專業課程的開設時間形成對應，應在學生已經完成相應專業課程內容的修讀之后開設BIM課程；第三，BIM技能教學課程的形式應該是獨立設置的實踐教學課程，教師應選取型式比較齊全的實際工程圖紙，配合施工方案、進度計劃等進行教學；第四，BIM技能教學課程應該設置為選修課程，而不宜強行在基礎課、專業課中開設單獨的BIM課程，當然根據國內相關研究，在專業課程中使用BIM技能配合講授已經比較普遍；最后，BIM技能教學的內容不宜太深，以讓學生基本入門為目的，留下學習的空間，也避免占用學時過多的情況出現。

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