基于BIM技術(shù)應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)課程體系改革探析★

盛 黎

(浙江樹人大學(xué)城建學(xué)院，浙江 杭州 310015)

隨著信息技術(shù)的深度嵌入和廣泛應(yīng)用，制造業(yè)與服務(wù)業(yè)相互融合的新經(jīng)濟(jì)形態(tài)應(yīng)時(shí)呈現(xiàn)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能適應(yīng)以“新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式”為主導(dǎo)的“新經(jīng)濟(jì)”發(fā)展的需要，對(duì)人才的能力需求和工程教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)提出了新的要求。建設(shè)行業(yè)信息化水平低，建筑企業(yè)急需探索“互聯(lián)網(wǎng)+”形勢(shì)下的新生產(chǎn)、新管理模式，提升核心競爭力并實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，其重要前提是：一方面需要以BIM技術(shù)為載體，在傳統(tǒng)技術(shù)上加載物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新興科技技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用；另一方面需要培養(yǎng)大批緊缺型新興工程科技人才。BIM技術(shù)作為建筑業(yè)信息化提升的驅(qū)動(dòng)和載體，政府及主管部門始終堅(jiān)持支持和推動(dòng)，當(dāng)前已開始從單體建筑到園區(qū)城區(qū)，到智慧城市，逐步實(shí)現(xiàn)從建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工到運(yùn)維的全生命期的BIM應(yīng)用貫通，但是制約其發(fā)展的最主要因素之一是BIM人才的匱乏，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2020年，全國BIM技術(shù)人才缺口預(yù)計(jì)為60萬人。由此可見，在努力實(shí)踐“新工科”建設(shè)中，積極探索新興科技人才的培養(yǎng)創(chuàng)新和教學(xué)改革，為工程教育的精準(zhǔn)應(yīng)變奠定扎實(shí)基礎(chǔ)已經(jīng)刻不容緩，因此對(duì)于高校來說，將BIM技術(shù)作為專業(yè)教育信息化改革的切入點(diǎn)，是對(duì)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和BIM人才匱乏的集中回應(yīng)。本文結(jié)合“新工科”理念，就應(yīng)用型土木工程本科專業(yè)如何基于BIM技術(shù)的發(fā)展調(diào)整核心能力培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)課程知識(shí)體系，更新教學(xué)方法提出幾點(diǎn)建議。

1 BIM發(fā)展現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)痛點(diǎn)

BIM技術(shù)通過對(duì)建筑物的數(shù)字信息模擬，支撐多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)、模擬建造和精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維等產(chǎn)業(yè)鏈的透明和高效[1]。因此，BIM是建筑業(yè)以信息流引領(lǐng)技術(shù)流、人才流和資金流的典型體現(xiàn)，它正用全新的理念和專業(yè)的技術(shù)引領(lǐng)建筑行業(yè)的發(fā)展和革新。然而據(jù)資料顯示，在BIM應(yīng)用的推廣過程中，缺乏BIM專業(yè)人才已經(jīng)成為該技術(shù)在行業(yè)中應(yīng)用推廣的瓶頸之一[2-4]。BIM技術(shù)在國外的發(fā)展相對(duì)較早，各高校通過開設(shè)BIM方向?qū)I(yè)課程，設(shè)置碩博研究方向，組織BIM類競賽等方式著手培養(yǎng)BIM人才[5]。但在國內(nèi)起步較晚，雖然近年來，住建部為推動(dòng)BIM技術(shù)應(yīng)用頒布的政策日趨密集，說明BIM技術(shù)在我國應(yīng)用發(fā)展的緊迫性已經(jīng)很高，但是BIM的教學(xué)開發(fā)和利用仍滯后于行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展，大部分院校仍處于零星式探索階段，在較長時(shí)間內(nèi)未形成統(tǒng)一的BIM能力等級(jí)要求及專業(yè)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，難以指導(dǎo)院校設(shè)計(jì)融入BIM的人才培養(yǎng)方案和建立課程體系。這顯然不利于學(xué)生畢業(yè)后在信息社會(huì)中的發(fā)展，不利于BIM技術(shù)在我國建筑行業(yè)中的持續(xù)發(fā)展[5]。

2019年年初，建筑信息模型(BIM)技術(shù)員被人社部正式列為新職業(yè)崗位，同年1月24日，國務(wù)院發(fā)布《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》，明確提出在應(yīng)用型本科高校和職業(yè)院校啟動(dòng)“1+X”證書試點(diǎn)工作，BIM職業(yè)技能等級(jí)證書被列為首批首個(gè)試點(diǎn)證書。“1+X”(BIM)證書試點(diǎn)工作，引入BIM技術(shù)崗位的從業(yè)要求，由行業(yè)和高校聯(lián)合編制BIM職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和考核方案，正式開啟了BIM人才系統(tǒng)化培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)之路，相信隨著課程體系和課程標(biāo)準(zhǔn)的逐步開發(fā)并完善，必將涌現(xiàn)出一批走在BIM人才培養(yǎng)改革前沿的示范院校，帶領(lǐng)高校在BIM人才培養(yǎng)中迅速補(bǔ)位。

2 基于BIM調(diào)整核心能力培養(yǎng)目標(biāo)

在建筑新業(yè)態(tài)下，應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)的學(xué)生，今后從事的工作很可能會(huì)涉及BIM專業(yè)分析和BIM信息應(yīng)用等，其人才培養(yǎng)需要在傳統(tǒng)核心能力基礎(chǔ)上結(jié)合BIM能力培養(yǎng)。中南大學(xué)通過近五年對(duì)知名大型建筑企業(yè)的全面調(diào)研，提煉了五類人才培養(yǎng)的核心能力[6]，包括工程科學(xué)應(yīng)用能力、工程疑難解決能力、工程管理協(xié)調(diào)能力、工程技術(shù)創(chuàng)新能力、工程國際適應(yīng)能力。當(dāng)前BIM技術(shù)的應(yīng)用主要包含BIM建模、管綜檢查和深化設(shè)計(jì)、BIM工程計(jì)量與計(jì)價(jià)、BIM施工模擬和預(yù)建造分析、BIM施工進(jìn)度計(jì)劃、BIM5D工程項(xiàng)目管理等。在人才核心能力培養(yǎng)的調(diào)整中，需要在相應(yīng)的傳統(tǒng)核心能力上，補(bǔ)充或更新BIM技術(shù)能力，培養(yǎng)學(xué)生成為能適應(yīng)新業(yè)態(tài)、新需求下的理論知識(shí)與實(shí)踐能力兼?zhèn)涞膶I(yè)人才(見圖1)。

3 探索BIM教學(xué)改革的切入點(diǎn)和突破路徑

由于BIM技術(shù)貫穿于建設(shè)生命全過程，它需要在熟練掌握多種BIM軟件的基礎(chǔ)上，理解其BIM落地應(yīng)用的價(jià)值所在，通過與專業(yè)知識(shí)的融合解決項(xiàng)目的實(shí)際問題，而BIM人才培養(yǎng)需要與專業(yè)能力并行，連續(xù)遞進(jìn)式培養(yǎng)，需要為其架構(gòu)完整的知識(shí)體系和應(yīng)用體系，BIM課程體系若能完整嵌入培養(yǎng)方案，使得土木工程專業(yè)知識(shí)連貫和成體系，顯然最為理想，但從應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)來看，我們不可能突破傳統(tǒng)課程體系和知識(shí)架構(gòu)，因此留給植入BIM的空間就相當(dāng)小了，各類院校普遍會(huì)遇到傳統(tǒng)課程刪減不了，BIM課時(shí)無法加入的共性難題。BIM專業(yè)能力的構(gòu)建，需要以核心知識(shí)為基礎(chǔ)，擺脫以學(xué)科知識(shí)為中心的培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)換成以能力為導(dǎo)向的教學(xué)模式，在不改變傳統(tǒng)課程架構(gòu)基礎(chǔ)上，引入BIM更替部分課程內(nèi)容，形成BIM技術(shù)與核心專業(yè)知識(shí)的交叉滲透式學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生通過BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)將知識(shí)融會(huì)貫通，加深理解。

3.1 BIM實(shí)踐教學(xué)的模塊化設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)的全生命周期應(yīng)用和BIM復(fù)合型人才的需求，都必須基于各類專業(yè)人才對(duì)BIM實(shí)操技能的掌握，因此首先確定從三維建模—深化設(shè)計(jì)—施工應(yīng)用—工程管理各階段BIM實(shí)踐教學(xué)模塊的內(nèi)容，根據(jù)BIM軟件教學(xué)要求，分配合理的課時(shí)數(shù)，根據(jù)每個(gè)BIM軟件實(shí)操模塊需要儲(chǔ)備的專業(yè)知識(shí)，列出該模塊的前導(dǎo)課程和對(duì)應(yīng)植入的專業(yè)課程知識(shí)點(diǎn)，以施工應(yīng)用階段施工策劃BIM實(shí)操模塊為例，見圖2。

3.2 結(jié)合專業(yè)課程靈活植入BIM模塊，實(shí)現(xiàn)課程的BIM化改革

專業(yè)課程中植入BIM的方式主要分為兩類：一類是將BIM在工程中的應(yīng)用點(diǎn)與傳統(tǒng)知識(shí)相關(guān)聯(lián)，通過BIM軟件應(yīng)用，改變傳統(tǒng)知識(shí)的傳遞方式，使學(xué)生在軟件操作和項(xiàng)目應(yīng)用過程中，掌握相關(guān)理論知識(shí)，因此，理論講解課時(shí)不變，只需增加BIM實(shí)操模塊課時(shí)；另一類是把BIM模型或應(yīng)用BIM軟件的成果制作成教學(xué)資源，利用BIM輕量化云平臺(tái)做展示，成為全新的教學(xué)方法輔助手段，適用于各類專業(yè)課程中，對(duì)BIM師資要求不高，只需在理解BIM模型的價(jià)值和BIM軟件的功能實(shí)現(xiàn)方式后，找到傳統(tǒng)知識(shí)講解時(shí)能有效利用BIM模型和BIM軟件的結(jié)合點(diǎn)，使課程的BIM化改革走向落地。

3.3 依托BIM技術(shù)發(fā)揮項(xiàng)目教學(xué)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)

應(yīng)用型本科院校基本沿用以學(xué)科為中心的人才培養(yǎng)模式，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)所占比例，削減理論課時(shí)占比，但實(shí)踐環(huán)節(jié)較少圍繞實(shí)際項(xiàng)目展開，導(dǎo)致學(xué)生無法全面掌握項(xiàng)目建造全過程中的專業(yè)知識(shí)。BIM貫穿于建筑全生命周期，與專業(yè)知識(shí)有天然的融合性，因此以實(shí)際項(xiàng)目為載體，采用BIM實(shí)操模塊+傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的組合，利用課程設(shè)計(jì)周集中時(shí)間強(qiáng)化教學(xué)，一方面提升學(xué)生的BIM軟件實(shí)操能力，另一方面，通過BIM模型信息的傳遞和應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的工程全局觀意識(shí)，加深對(duì)設(shè)計(jì)、施工、管理各階段的理論知識(shí)的整體理解，提升綜合能力。

3.4 通過BIM促進(jìn)終身學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)

由于課時(shí)的局限性和BIM師資的普遍匱乏，目前大部分院校開展的BIM課程還達(dá)不到人才培養(yǎng)需求，而BIM課程內(nèi)容可以是跨越現(xiàn)有專業(yè)課程內(nèi)容，也可以是縱向上對(duì)所有專業(yè)課程內(nèi)容的進(jìn)一步深化，BIM從業(yè)者也將成為智能時(shí)代下操作性職業(yè)與專業(yè)性職業(yè)交叉融合的典型代表，作為應(yīng)用型院校的學(xué)生來說更應(yīng)迅速應(yīng)變、順應(yīng)行業(yè)變革，充分利用線上學(xué)習(xí)資源，自主選擇性學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)BIM軟件的同時(shí)，提升自己的專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)自身的終生學(xué)習(xí)能力。

4 結(jié)語

BIM作為一項(xiàng)建設(shè)工程項(xiàng)目全生命周期數(shù)據(jù)化技術(shù)正給建筑業(yè)帶來質(zhì)的飛躍，需要大量熟練掌握軟件操作和工程專業(yè)知識(shí)的BIM綜合人才。土木專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)應(yīng)該牢牢抓住產(chǎn)業(yè)變革的新機(jī)遇，主動(dòng)回應(yīng)行業(yè)需求變化，積極調(diào)整人才培養(yǎng)能力目標(biāo)、創(chuàng)新課程體系，在有限的課時(shí)空間內(nèi)，通過BIM實(shí)操模塊的構(gòu)建，靈活植入傳統(tǒng)課程或組合形成課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在開展BIM技術(shù)學(xué)習(xí)的同時(shí)，用BIM促進(jìn)專業(yè)知識(shí)的深化理解，使BIM成為理論知識(shí)銜接工程實(shí)踐能力的工具，推進(jìn)教學(xué)信息化進(jìn)程，提升應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量。