BIM技術融入高校建環專業教學的實踐與探索

李志偉 李艷紅 成紅娟

[摘 要] BIM的快速發展需要大量專業人才。高校作為新型人才的培養基地，應為建筑業市場提供充足的BIM人力資源。蘭州交通大學環境與市政工程學院在BIM課程體系建設、師資培養和學生課程教學及實踐方面的實踐與探討，為高校BIM人才培養提供了參考和借鑒。

[關鍵詞] BIM技術;課程建設;教學;人才培養

隨著我國經濟的轉型發展，建筑業急需由傳統的高能耗、高污染向節能環保模式轉型[1]。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術的出現為建筑業的轉型發展提供了強有力的動力。BIM作為建筑全生命周期的數據管控工具，通過采用全新的5D模型，進行施工前模擬分析，可提高項目精細化管理和建筑工程效率[2]。2011年，中央和地方相關BIM政策、意見相繼出臺。強有力的BIM技術推廣政策對BIM技術的推廣影響積極，但人才的短缺成為影響BIM技術推廣的一個重要因素。高校作為新型人才的培養基地，應順應時代的發展。2014年起，我國高等院校開始重視BIM教育，如清華大學、上海交通大學、同濟大學、大連理工大學等相繼開設BIM相關課程、BIM實踐基地和工作室等[3]。許多學者也對BIM在建筑類工程專業的教學研究進行了實踐探索，為BIM教學研究提供了一些經驗。

一、BIM用于實踐教學中存在的困難

BIM技術作為建筑全生命周期的數字預演，對計算機硬件設施、設計人員的專業知識、施工人員的經驗及項目管理能力有很高的要求。BIM是一個龐大的系統工程，BIM技術更是需要高素質綜合性人才。培養一名合格的BIM專業人才并非一蹴而就，而是要循序漸進。BIM的高標準也對高校的BIM人才培養提出了挑戰。

1.課程體系建設。根據社會和國家的人才需求變化、學校的要求等，各高校在更新培養方案和教學計劃中，專業基礎和專業課程的學分和學時均有不同程度的壓縮，這對原有教學目標的制定和教學體系改革是個很大挑戰。把BIM技術引入到專業課程學習中，需要全體專業教師對BIM的認知和應用要有深刻的理解[4]。

2.師資培養。目前高校中BIM方向的復合型教學人才嚴重缺乏，培養自己的BIM教學人才迫在眉睫。然而，BIM師資的培養不僅要求有軟件應用能力，還應有實踐應用能力，且在師資培養方面存在培訓費用高和周期時間長的困難。

3.多專業協作。BIM技術是多專業協作的過程，并非某一專業就能將BIM全面掌握。規劃、建筑、結構、機電和管理等專業相互配套的BIM教學體系才能發揮BIM教學的最大應用效果。然而大部分院校這些專業并不在一個學院，存在協調教學的困難。

二、BIM課程建設及教學探討

如何將高校教育特點與社會BIM人才需求無縫銜接，是BIM技術人才培養的關鍵。筆者就蘭州交通大學建環專業近幾年在BIM教學實踐中的經驗進行分析，以探索普通工程類高校BIM技術人才的培養模式。

1.師資培養。本專業BIM師資的建設依托于校企合作。2015年前甘肅地區無BIM培訓機構，更缺乏BIM人才，因此BIM培訓具有巨大的市場。依托于市場潛力，2015年本校與當地具備較強機電安裝能力的企業聯合成立了蘭州交通大學BIM工程中心，企業出資完成工程中心計算機及軟件配置，具備BIM培訓資格的教師對企業員工進行培訓。校企合作方式不僅解決了教學中軟硬件及師資等問題，為當地培養了大量BIM技術人員，而且教師在對企業的培訓及BIM的項目合作中也提升了自身能力。本專業具備BIM培訓資格的教師也為其他教師BIM的學習提供了人力資源，BIM技術團隊建設順理成章。

2.課程體系建設。BIM的教學主要是開設新課程和植入式教學兩種教學模式。在最初引入BIM技術教學時，本專業以開設新課程為主。在未開設BIM課程時，也積極組織學生參加相關BIM競賽，但存在學習不系統、覆蓋面窄的現象。本專業2016年開設的專業應用工具軟件實訓課程為48課時，主要以BIM建模應用為主，保證了每一位學生在學習新技術中受益，為后續課程設計及畢業設計等實踐類課程應用打下了基礎。后續通過本專業掌握BIM技術的教師逐步指導其他教師對BIM的認知學習，實現專業課程中以BIM植入的方式進行講授，同時課程體系逐步改進，改變了傳統教學模式，提升了教學質量。

3.課程學習的方法。BIM強大的功能也為初學者帶來了諸多困難。在學習過程中應遵循一定的規律。學生基礎學習階段教師講授必不可少。在課程中，由于機電模型依托于建筑結構模型，在本校無建筑和結構BIM基礎公共課的情況下，基礎的建筑和結構建模講授必不可少，且占到32課時，機電模型講解占16課時。雖然機電模型占時較少，但有建筑和結構建模基礎，機電模型學習效率更高，且在目前BIM人才缺乏的情況下，全專業建模人才及模型建立操作流程掌握較之單專業應用更為重要，機電模型的高級應用則在實踐環節需加強鍛煉。通過課堂教學，學生能基本掌握在軟件操作層面各專業如何協同，這在自學過程中很難融會貫通。

4.實踐技能的培養。課程的講解只能教授學生一定的軟件操作能力，不能很好的在專業工程應用。實踐主要通過課程設計、畢業設計、實習和學科競賽等方面加強技能應用。其中，課程設計和畢業設計是學生的必修環節，能鍛煉學生在設計階段BIM的應用。但是，在選題上要合理。相較于傳統CAD繪圖，由于BIM三維技術的應用要比CAD難度大，同一設計圖紙內容工作量中，BIM的應用約為CAD的3倍，同一題目多位同學協同完成效果最好，既能體現團隊合作精神，又能相互交流高質量完成設計任務，能更多掌握BIM應用模塊。通過實踐階段鍛煉學生，能較全面掌握負荷分析、建筑及機電模型建立、出圖、碰撞檢查、管道優化及動畫漫游等能力。學生不僅具備暖通設計能力，還具備BIM基本應用能力。其次，參與BIM技術應用企業實習訓練以提升自身的工程實踐能力。本專業把BIM實習列入生產實習計劃范圍，學生申請或學校推薦三年級已修完BIM課程的學生暑期參與到BIM實習單位，在第七學期的前三周生產實習階段仍可在單位從事BIM技術實習，作為生產實習的考核指標。既保證了實習質量，也為學生提供了寶貴的時間參與到BIM實訓環節。BIM相關競賽多，學生參賽也能極大地調動學生的積極性。

三、結論

高校BIM人才的培養應以師資為基礎，課程建設為平臺，實踐環節為提高，從認知到學習到應用形成一個完整的培養模式。以本校建環專業為例，由于BIM課程的開設，學生對BIM的認知、興趣及應用明顯高于其他專業學生，主要體現為學生對BIM繼續培訓學習、證書考取及BIM大賽參與等積極性很高，也為學生尋找合適的工作提供了條件。本專業BIM課程的開設也極大地調動起其他專業學生對BIM學習的興趣。

參考文獻

[1]潘佳怡，趙源煜.中國建筑業BIM發展的阻礙因素分析[J].工程管理學報，2012，26（1）;6-11.

[2]陳美娟.基于BIM的工程項目管理信息化研究[J].商業經濟，2014（4）：87-88.

[3]韓風毅，林書帆.美國普渡大學BIM專業教學體系的探索及啟示[J].建設科技，2018，（372）;90-91.

[4]黃海生，吳丹丹.基于BIM的土木工程課程體系教學改革[J].湖北科技學院學報，2016，36（4）;75-76.