基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構研究

趙維樹，孫道勝

(安徽建筑大學 經濟與管理學院，安徽 合肥 230601)

1 BIM+融入國內外高校教學現狀

1.1 BIM+在國外高校教學現狀

BIM是一種能夠對信息和數據進行傳遞與共享的工具，其主要應用于工程設計、建造、管理過程，并且能夠對建筑的數據化、信息化模型進行整合。BIM這一概念在20世紀70年代被提出，2002年美國Autodesk公司發表了一本BIM白皮書。2003年，美國聯邦總務署(GSA)發起了3D-4D-BIM計劃[1]。2007年，全美BIM標準(NBIMS)被全美建筑科學院NIBS所提出，日后被各國效仿。2013年，全美建筑科學院NIBS發布BIM指南，近些年來仍在持續更新。而在其他國家，例如英國、日本等國家BIM技術也有了持續長足的發展。近年來，隨著BIM應用的發展，BIM開始與其他先進技術以及應用系統相集成，即“BIM+”技術，其中包括BIM+物聯網、BIM+虛擬現實、BIM+人工智能、BIM+5G等技術[2]。

BIM+技術不僅在行業實操中取得了長足的進步，在理論研究方面也進行了不斷的探索研究。很多西方國家，如美國、日本等國家，將BIM+技術引入高校教學實踐研究當中，盡早培育BIM+高端技術人才。如斯坦福大學土木學院，開設BIM+設計管理課程，使學生更加系統化的了解BIM+技術在設計方面的應用。濱州州立大學，設置虛擬現實和能耗分析課程，將BIM+虛擬現實技術引入教學系統當中。

1.2 BIM+在國內高校教學現狀

2005年，中國引進了Autodesk軟件。2007年，建設部發布《建筑對象數字化標準》，BIM技術在國內開始加速發展。2011年，國內出現了第一個BIM研究中心。2016年，我國住房城鄉建設部印發2016—2020年建筑業信息化發展綱要，其中明確標明了BIM在建筑業中的中心位置，BIM技術在國內逐步得到重視[3]。與歐美國家相比，我國BIM技術發展較遲，在各高校中的應用貫徹的不夠深刻，但毋庸置疑我國建筑類高校都已開始正視BIM+技術，并不斷探索BIM+與高校教學的融合。如深圳大學開設了BIM實踐基地，使學生能夠在其中良好的學習研究BIM+技術。華中科技大學開設BIM方向的工程碩士專業，致力于培養高精尖的BIM+技術人才。

在文獻研究方面，BIM+技術融入教學實踐體系也有了長足的發展。如李娟芳、尚世宇等人提議將BIM+課程融入至大一、大二學生的專業學習當中，并針對大三、大四學生進行專題教學，并鼓勵學生參加BIM認證考試[4]。梁哨認為應結合BIM+技術適時調整培養目標，并運用計算機技術、VR虛擬顯示技術強化學生對BIM+技術的認知[5]。熊宇璟，嚴偉民提出應提升對BIM+技術教師隊伍的建設力度，并將工程施工技術與管理知識結合在一起，提高創新實踐的精神和能力[6]。陳利華、趙津婷等建議將工程管理類專業學生的實習模式轉變為校內—校外—校內的循環模式，首先在校內習得理論知識，再在校外培養實踐技能、社會服務能力和溝通技能等，最后回到校內，進行理論層次的提高，從而鞏固學生的知識技能[7]。

2 BIM+應用于工程管理類專業實踐教學的必要性分析

我國目前正在大力推進基礎設施建設，因此超大型工程項目的數量不斷增加[8]，我國的傳統建筑建造形式已經無法滿足日趨復雜、要求更高的工程結構形式，而BIM+技術的出現能夠實現項目的精細化以及集約化管理，從而達到節約成本、縮短工期的目的，由此能夠給企業和社會以及個人帶來巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。因此如今發展BIM+技術是大勢所趨，國家所向。

圖1 基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構思路

我國建筑行業的新需求也透射入國內各高校工程管理類專業教學當中，而現有工程管理類傳統專業實踐教學體系存在很多問題，如知識深度掌握不夠，工程管理高級人才十分匱乏；教學手段和條件相對而言較為滯后，絕大多數實踐能力的培養都無法實現，無法解決工程項目中存在的現實的技術經濟管理問題等。同時，按照新工科建設要求，必須堅持學生中心、產出導向、持續改進的工程教育理念，以繼承創新、交叉融合、協同共享為路徑,開展卓越人才培養、CDIO等人才培養模式，加大實踐教學能力的培養。我國工程管理類專業實踐教學體系發展遲緩。為此本科院校與時俱進，將BIM+技術融入工程管理類專業實踐教學體系，使學生掌握BIM+技術并在實際項目中將其充分應用，全面系統地改革工程管理類專業實踐教學體系，培養更多適合行業發展的高素質綜合管理人才，這對本科院校而言是可行且必要的。

3 基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構

3.1 基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構的總體思路

就目前建筑業發展的趨勢而言，工程管理類專業需要培養的是應用型、復合型高精尖人才，這些人才要能夠從事工程全壽命周期的管理。如何在教學實踐中培養工程管理類人才是工程管理類專業實踐教學體系重構的重點，并且要能夠把這些實踐課程很好的聯系在一起。工程管理類專業的實踐教學體系可以分為通識教育類、專業基礎類、專業類三個層次[9]。工程管理類專業是一門應用型很強的專業，特別需要提高學生的應用能力與創新能力，我校工程管理類專業共開設工程管理、工程造價和房地產開發與管理三個專業，如何有針對性地為三個專業的學生制定教學計劃是我校工程管理類專業實踐教學體系的重構的重點。基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構的總體思路是：基于工程項目全壽命周期對專業基礎類和專業類實踐教學環節的知識體系和教學內容進行重新設計，實踐教學體系應將相關知識融合在項目全壽命周期全部階段，如圖1所示。

3.2 基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構的主要內容

3.2.1 設置獨立的BIM實驗先導課程

改變先理論再實踐的教學理念，開設先于理論課程的實驗課程，實現理論來源于實踐的主導思想。BIM+技術本身涉及專業中的多門課程內容，但BIM模型本身的建模工作相對于未來應用而言較為簡單。同時BIM模型自身具有的可視化性、模擬性、可出圖性和協調性這四大特點，有利于初學者認識與理解，可以極大地提高教學效率和學生學習的積極性[10]。在各門專業課程中穿插 BIM教學，教師、學生不僅僅要經歷一個特定工程項目的諸多特征認識、熟悉的過程，而且可能需要運用不同軟件來不斷地重復完成煩瑣的建模工作，這樣會極大地浪費有限的教學資源，并且很難使學生在這一過程中得到質的提升。因此，獨立開設 BIM實驗課程，作為工程管理類專業學習BIM+相關知識的基礎先導課程，目的在于服務未來專業課程的開設學習，能夠集中各種教學資源，引發學生學習BIM的積極性和自主性，為后期其他專業課程奠定穩定的基礎。

3.2.2 建立“有機”的面對實踐應用的理論課程教學體系

實踐教學的具體實踐性體現在實踐教學環節的設定。理論課程學習的根本目的在于解決實踐應用問題。通過實現實踐課程建立的BIM模型，達到本專業課程體系各個方向的整合，將多門相關性較大、相關性適中、甚至相關性甚遠的課程有機地結合起來，建立“有機”的面對實踐應用的理論課程教學體系[11]。

3.2.3 將BIM+融入課程設計

課程設計作為檢驗學生對該門課程掌握程度的一種最有效、最直接的辦法，在教學過程中被廣泛應用。開設基于BIM+的綜合課程設計，整合相關專業基礎課程和專業課程的教學內容，包括項目管理、工程設計管理、施工進度管理、項目文檔管理、合同管理、質量管理等[12]。綜合課程設計包括兩個部分，一是模型和基礎知識模塊，通用于工程管理類所有專業；二是專業模塊，針對工程管理、工程造價和房地產開發與管理三個專業專門設置不同任務。綜合課程設計囊括了工程項目全壽命周期，完全包含工程管理類專業所有核心內容，具有整體性和研究性，能夠大大提高學生的實踐應用能力。

3.2.4 畢業設計開設BIM+方向選題

畢業設計能夠檢驗學生對大學期間所學專業知識掌握程度是否熟練，因此在畢業檢測中被廣泛使用。為了檢驗學生在本科四年的學習中是否對BIM+技術學習掌握良好，可嘗試在我校工程管理類應屆畢業生畢業設計的選題方向上，有針對性地開設BIM+技術的選題方向，如“BIM+技術綜合畢業設計”等。并根據工程管理、工程造價和房地產開發與管理三個專業人才培養的能力需求差異對“BIM+技術綜合畢業設計”進行改進，設置不同的畢業設計內容和要求。鼓勵學生對BIM+技術進行思考與研究，并培養學生綜合運用BIM+技術的能力，為今后的就業打下良好的基礎[13]。

3.2.5 校企合作

企業的實踐相比學校的學習，更具有針對性，在企業中進行實戰培訓，能夠快速培養學生的實戰能力，我校可積極與相關咨詢單位、設計單位、施工單位、房地產單位等進行洽談，創立長期穩定的校企合作平臺，一方面企業可以為優秀的學生提供實習崗位，另一方面學生也可以前往自身感興趣的實習單位進行有針對性的學習和實習，提升自我能力和實踐能力，并掌握多種BIM+集成技術[14]。校企合作還可以合作開展教師交流培訓、人才培養活動，促進基于BIM+的實踐教學體系落到實處。

4 基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構的實現

4.1 基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構的實現路徑

為了將BIM+技術充分應用于工程管理類專業實踐教學體系中，培養懂技術、懂管理的信息化高精尖人才，應運用CDIO的理念，讓學生能夠將課程之間進行有機聯系，主動學習BIM+技術的理論、實踐與經驗。CDIO的概念就是將構思、設計、實施和運行的理念運用到工程管理類專業實踐教學體系當中，融合進老師的教學和學生的學習中，進一步培養工程管理類專業學生的個人能力、實踐能力和工程系統能力。結合CDIO的理念，工程管理類專業實踐教學體系以大學生就業方向及崗位為導向，以BIM+技術為側重點，以本校工程管理專業培養為特色，并結合中東部地區區域特征，來培養工程管理類專業學生的個人能力、實踐能力和工程系統能力。

圖2 基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構的實現路徑

首先，可以通過工程管理、工程造價和房地產開發與管理三個專業的不同要求來區分三種專業的就業方向及崗位，并根據不同的就業要求制定切實可行且實用的人才培養方案。其次，將BIM+技術作為實施工程管理類專業實踐教學體系的側重點，深入研究BIM+技術的要點，結合BIM+技術切實地制定教學內容、改革教學方法，將BIM+技術貫穿于教學的方方面面，從而強化工程管理類專業學生的實踐能力培養。再次，將工程管理專業培養作為特色。我校是建筑類高等院校，我校工程管理專業是經過國家認真的王牌專業，擁有首屈一指的教學水平、資深的教師力量，因此應發揮本校優勢，以工程管理專業課程優勢平臺為基礎，以BIM+技術為側重點，以建筑工程行業發展趨勢為拓展實踐能力的方向，培養工程管理類專業學生的工程實踐能力[15]。最后，將中東部地區區域建筑工程行業特征與教學體系相結合，開展校企合作，實現產學結合的辦學優勢，從而靈活機動地培養工程管理類專業學生成為適應行業趨勢、技術能力過關的實用創新型人才。

基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構的實現路徑如圖2所示。

4.2 基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系運行的保障措施

4.2.1 BIM創新實驗室擴建

BIM是一門復雜虛擬的學科，其涉及的建筑工程知識非常抽象，內容晦澀難懂，純憑借課堂上老師的理論教學，學生很難深入學習其中要領。因此高校可創新建造BIM創新實驗室，利用多種BIM技術軟件如廣聯達建模算量軟件、Revit系列軟件、斯維爾等軟件[16]，將課堂理論知識應用到軟件當中，將抽象的知識轉變為現實且直觀的數據，從而迅速提升學生對BIM技術的掌握能力。

目前BIM已開始與其他先進技術或其他應用系統進行集成，此被稱為“BIM+”技術，其中包括BIM+物聯網、BIM+虛擬現實等技術，而在高校教學實踐體系中應與時俱進，將BIM創新實驗室進行擴建，將軟件和VR等技術集中于一體，并在現有BIM創新實驗室的基礎上繼續擴建，增加工程虛擬仿真教學(可視化)、工程沉浸式體驗(可交互)等功能，令學生能夠更加全面地學習BIM+技術，培養全面型的應用人才。

4.2.2 舉辦BIM+學科競賽

目前全國針對BIM的競賽主要包括“創新杯”建筑信息模型應用設計大賽、基準方中杯BIM大賽以及“斯維爾杯”BIM-CIM創新大賽等[17]。而現有的比賽基本都是單一針對BIM技術而展開的，極少存在針對BIM+技術的競賽，因此無法對學生掌握BIM+技術的水平做出精確測評，學生也無法了解自己在哪些方面有所欠缺。

由此我校可聯合安徽各大高校舉辦安徽區域BIM+應用設計大賽，設置BIM+物聯網、BIM+虛擬現實以及BIM+云計算等多模塊賽制，鼓勵學生開發多角度思維，熟練多種應用軟件，從而幫助學生開發思維。并且還可鼓勵各校學生在大賽中采取團隊協作、互利共贏的方式晉級，從而培養學生與人溝通交流的能力和團隊協作能力。競賽的賽制與內容，都與BIM+技術緊密相關，對于學生思維能力、學習能力、個人能力以及團隊合作能力的提升有很大幫助。

4.2.3 BIM+教學與科研團隊建設

BIM+技術較為復雜，具有一定難度，純憑學生個人學習難以掌握，因此需要專業的教師來指導學生如何去學習掌握。為了使學生對BIM+技術認識清楚并熟練掌握，需要培養專業教師在此方面的教學能力，專業老師需率先熟練掌握BIM+技術的理論以及實際操作。首先分析BIM+技術目前在本專業、本地區以及整個建筑行業中的應用情況，其次在此基礎上熟練BIM+其他先進技術或應用系統應該如何操作。

在專業老師充分掌握BIM+技術的理論及技術后，一方面應在課堂上教授學生BIM+技術的理論知識，另一方面應在BIM+創新實驗室中帶領學生熟悉各種軟件，并進行BIM+技術的實際操作學習，理論與操作相結合，能夠使學生更好更快地掌握BIM+技術。

BIM+技術與其他先進技術、應用系統相結合，模塊多維，內容復雜多變，因此需要建設專業的科研團隊，深入研究BIM+技術的多種應用可能性，并且應對科研團隊實現統一化、精細化的管理。

5 結論

目前，BIM+技術在國內外建筑工程行業中的應用越來越廣泛，同時在國內各大高校工程管理類專業實踐教學體系中起著越來越重要的作用，但BIM+技術與專業教學的結合還不夠完善，仍需進一步改進。因此，我校可以通過設置獨立的BIM實驗先導課程、建立“有機”的面對實踐應用的理論課程教學體系、將BIM+融入課程設計和畢業設計以及校企合作等途徑加強兩者融合。并通過擴建BIM創新實驗室、舉辦BIM+創新大賽以及加強BIM+教學和學科建設等方式來保障基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系的運行。基于BIM+的工程管理類專業實踐教學體系重構，充分發揮BIM+技術的滲透作用，進一步優化實踐教學教學體系、強化實踐教學環節，輔以組織學生進基地項目組、進專業競賽賽場，提高學生創新能力和實踐能力，進而對提升工程管理類專業實踐教學體系的水平將有很大幫助。