以設計競賽為載體 推動基于BIM的土木工程專業課程改革

石曉娟　王邵臻　李金云

摘要：在全國掀起BIM技術應用的大潮下，作為人才培養搖籃的高校，如何培養出順應行業需求的BIM技術應用人才，是目前亟待解決的問題。本文以土木工程專業課程為例，闡述了以設計競賽為載體，將BIM技術融入專業課程改革，并對取得的成果及存在的問題進行分析。

關鍵詞：設計競賽；BIM；土木工程；課程改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）26-0089-02

一、BIM技術應用及人才培養現狀

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術作為繼CAD后建筑行業的又一次革命，在國內外掀起應用的熱潮。BIM是指創建并利用數字技術對建設工程項目的設計、建造和運維全過程進行管理和優化的過程、方法和技術。它以三維模型所形成的數據庫為核心，實現可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性。隨著BIM技術的應用越來越廣泛，BIM技術人才的缺乏日益凸顯。

高校作為人才培養的前沿陣地，一直在探索如何培養上手快、后勁足、適應性強的綜合應用型人才。國內許多高校也開始以BIM的應用推廣為契機，順應社會需求，將BIM技術融入專業課程教學。我校作為一所應用型院校，在土木工程專業教學方面也進行了一些探索。

近年來，一些BIM軟件的研發企業，以軟件推廣為目的，組織舉辦了各類BIM大賽，如廣聯達大賽、斯維爾杯以及歐特克公司的創新杯等。隨著大賽的連續舉辦，賽制越來越完善，影響范圍越來越廣，很多高校開始組織學生參與到大賽中。BIM大賽的開展，對高校BIM教學改革起到很好的推動作用。我校以BIM設計競賽為載體，也進行了基于BIM的土木工程專業課程改革探索。

二、建立多層面競賽架構

學科設計競賽是學生對所學知識加以梳理整合、進行實踐運用并有所創新的過程，競賽結果則是學生對知識掌握程度及運用能力的綜合反映[1]。通過參與設計競賽，也可對我們的教學效果進行反饋，反映了培養計劃、課程設置是否適用和合理。為此，我們建立了以全國BIM大賽為龍頭，以省級及地方性BIM賽事為重點，以校內建模大賽、制圖大賽及BIM技能大賽為基礎的多層面競賽架構。

三、完善多方位的保障機制

（一）建立完善的規章制度和組織體系

建立和健全各種獎勵、激勵機制，以制度的形式給予學生學分獎勵及指導教師在評優及職稱評審方面的傾斜政策；并成立專門的組織機構，完善相應的管理體系，由專人負責，統籌協調。

（二）設立設計競賽專項經費

通過設立設計競賽專項經費，保證經費的投入，做到專款專用，為開展系列賽事提供物質保障，從而大大激發學生的參賽熱情及指導教師的積極性。

（三）加強指導教師隊伍建設

對于指導教師隊伍建設，一方面是把校內教師送出去，通過培訓及企業實踐的方式提升他們的綜合指導能力；另一方面，是把校外專家請進來，定期舉辦一些專題講座，或聘為校外導師指導學生。通過送出去、請進來的舉措，提升指導教師隊伍的綜合水平。

四、以設計競賽為載體，推動課程改革

深化教學改革，更新教學方法和手段，提高教學質量，是教育工作者一直孜孜不倦探索的。通過參賽，學生可加強BIM相關知識和軟件的學習，對BIM的認識和應用得到很大的提升[2]。但參賽的學生畢竟是一小部分，只有把競賽反饋加以總結、經驗及成果予以推廣，存在的問題及時在日常教學中得到改進，才能使絕大部分學生受益。為此，我們以設計競賽為載體，嘗試把BIM技術融入專業課程，形成“學科競賽—科技創新—教學改革”的良性循環模式[3]。下面以土木工程施工課程為例進行探討。

（一）BIM技術在土木工程施工課程中的應用

土木工程施工是土木工程專業的主干課程，該課程旨在培養學生利用施工技術及施工組織原理解決施工現場實際問題的能力，是一門實踐性、應用性都非常強的課程。把BIM技術引入施工課程教學，采用案例教學法，可實現施工可視化仿真教學，使學生直觀感受現場施工的氛圍。同時，將施工現場布置、施工方案以及施工進度計劃在構建的BIM模型中體現出來，一方面可以讓學生了解相關的軟件應用，如Revit、Navisworks及Project等；另一方面，可加深對所學知識的理解，引導學生將所學知識與工程實踐結合起來[4]。通過調研發現，大部分學生會認可這種講授方式，學習效率大大提高，收到事半功倍的效果。

（二）BIM技術在畢業設計中的應用

畢業設計作為實踐教學的重要組成部分，其主要目的在于培養學生應用所學專業知識去解決實際工程問題的能力。土木工程專業的畢業設計內容涵蓋理論分析、結構設計及工程制圖等。BIM技術在此階段的應用，主要是采用BIM技術及操作相關軟件進行設計繪圖、構建模型及某方面的應用，并在答辯環節相應增加與BIM技術相關問題的比重[4]。以施工類基坑支護畢業設計為例，主要設計流程為：選擇支護類型→進行支護內力計算及穩定性驗算→編制施工方案→利用軟件三維建模及施工組織模擬→出圖及成果集成→準備答辯。

通過BIM技術在畢業設計環節的應用，得到學生的廣泛認可。大家普遍反映積極性提高了，趣味性增強了，不再像以前那樣“走過場”，真正做到學以致用。有部分學生在畢業后，還找到了BIM工程師這樣的工作。

（三）BIM技術融入其他專業課程的建議

BIM知識體系龐大而復雜，對BIM技術的應用應是系統的，涉及建筑設計、結構設計、管線設計、碰撞檢查、工程算量計價及施工管理等。單一課程無法實現BIM的全部應用，只有將BIM知識貫穿到現有的土木工程系列專業課程中，在現有專業課的理論和實踐教學環節中增加對應的BIM應用，形成多課聯合教學，才能收到比較好的教學效果[5]。在土木工程制圖、房屋建筑學等專業課程中引入BIM建模技術，培養學生的識圖、空間思維及建模能力。在工程項目管理、土木工程施工、工程概預算、招投標及合同管理等專業課程中，引入BIM全生命周期理論的應用，在三維建模的基礎上實現4D施工模擬和5D成本管理，可提高學生掌握BIM的實際操作技能。

五、教學成果

以設計競賽為載體，將競賽和日常教學相結合，既可推動基于BIM的專業課程改革，又能促進學風建設和學生創新能力的培養。在師資方面，師資隊伍水平得到提高，教師積極投身教學改革，已編寫出3套實驗指導書講義和6部土木工程應用型系列教材，發表論文20余篇，獲批校級及以上教改項目10余項，多人次在校級課堂教學評比中獲獎。在學生方面，參加各類競賽也取得不俗的成績，參加廣聯達主辦的第三屆全國高校BIM畢業設計大賽取得優秀獎；參加寶坻區首屆創新創業大賽榮獲二等獎，并順利進入天津市創新創業大賽決賽；參加第三屆全國高等院校學生BIM應用技能網絡大賽榮獲全階段獎三等獎；通過校內層層遴選，獲得三項天津市大學生創新創業訓練計劃項目等。

六、結語

以設計競賽為載體，將BIM技術融入土木工程專業課程教學，雖進行了一些有益探索，取得了一定成效，但不可避免地會遇到一些問題。課程改革不是一蹴而就的，它是一個逐步推進、不斷完善的過程。我們將繼續努力，不斷探索，適時總結，并加以推廣，以期培養出滿足行業需求的綜合應用型人才。

參考文獻：

[1]李蘇北.以學科競賽為載體 推動課程建設與學生創新能力培養[J].大學數學，2009，25（05）：8-10.

[2]李倩，王雪鋒.基于BIM的獨立院校土木工程專業多課程聯合教學研究[J].高等建筑教育，2016，25（06）：85-90.

[3]張兆強.以學科競賽為載體，培養土建類大學生創新素質的探索與實踐[J].中國科教創新導刊，2011，（31）：16-17.

[4]王建超，張丁元，周靜海.BIM技術在建筑類高校專業課程教學中的應用探索——以沈陽建筑大學為例[J].高等建筑教育，2017，26（01）：161-164.

[5]郝麗.BIM技術融入高校工程類專業教學的應用研究[J].土木建筑工程信息技術，2015，7（04）：108-111.