BIM技術的應用及研究現狀和建筑信息化課程實訓項目體系開發

劉芳語 ，馮曉利 ，劉 群， 伍川生 ，葉 卓

（1.四川現代職業學院，四川 成都 610000；2.四川華西海外投資建設有限公司，四川 成都 610000；3.重慶交通大學國際學院，重慶 404100；4.成都惟尚建筑設計有限公司，四川 成都 610000）

職業教育的教學標準源自產業、行業、企業，隨著建筑行業進入總承包、裝配信息化發展階段，對應專業的職業教育需緊跟行業步伐，抓住動態產業鏈脈搏，認真完善應用型人才培養方案。2019年，雙高計劃和1+X(BIM)首批試點工作全面鋪開，針對高職教育領域BIM人才缺乏、教學資源落后等現狀，高職院校技能型、創新型人才培養課程體系改革和崗位職培課程體系建設刻不容緩。當務之急，各院校在理清現有教學資源、認真研究行(企)業標準的基礎上，建筑類專業應及時將新技術、新工藝、新規范納入教學標準和內容中，重構BIM+項目載體課程體系，聚焦市場人才需求，鼓勵學生獲取多種職業技能等級證書，拓展就業、創業本領。只有建筑信息化課程體系落實計劃清晰、X試點工作重點突出，才能打造出技術技能人才培養高地，實現立德樹人等高質量發展。

1. 研究現狀及建設意義

國內外BIM方面的研究起于20世紀90年代，起初國內外專家學者高度關注的是其信息化技術、建筑產品模型等，工程實踐應用顯示BIM技術對于建設工程項目設計、實施和管理的質量和效率方面具有很大的提高作用，目前我國建筑行業對于BIM技術的應用已完成探索狀態，建設項目信息優化的方法大都是以BIM技術為核心來實現各項工作的數字化。梳理其發展歷程，饒曉文在2011年提出了基于BIM的各專業協同管理平臺模型。任寧在2013年提出將安全規則插入到BIM中，實現基于BIM安全風險的自動化分析并及時采取相關措施。鑒于全生命周期的建筑工程是一個復雜的應用系統，實現各環節建筑活動全覆蓋需要上百種不同的專業軟件，各專業之間的協同配合至關重要，BIM的解決方案是制定一套標準，建設之初清晰定義實際的工作流程和所需交互的信息，以構件為對象建模，帶有信息屬性的構件在不同軟件間傳遞，配合各項工作流程，零敲碎打、化繁為簡，簡稱BIM的“構件思維”，也是分布式BIM數據庫建立的基礎。

另外，建筑業本身的復雜性決定了BIM實施方式，BIM的“模式思維”體現于多方位參與、多角度切入、軟件多元化。

目前，多數建筑類專業人才培養課程體系仍停留在BIM軟件的使用層面，BIM技術的應用、BIM思維的培養尚未得到真正重視，長線發展必然無法適應行業發展需求。

因此，如何對與BIM密切相關的課程體系進行改革，如何將BIM技術融入培養方案，宏觀體系和微觀內容層面同等重要。以四川現代職業學院建設工程管理專業為例，該專業主要面向四川省成都市天府新區及其周邊建筑安裝工程企業、項目咨詢、監理、建設等單位，培養從事施工管理、項目管理、建筑信息化(BIM)技術、工程測量等工作的一線高素質技能型人才。根據學生認知及職業成長規律，將基于工作崗位的任務、BIM+項目貫穿在各環節的教學內容設計上，多層次夯實專業基礎，有助于全面提升學生的綜合素質。

2. 融入BIM技術的專業課程體系構建

傳統的教學以圖紙講解、施工現場學習為主，教學方式沒有充分利用信息化的便利，教學手段單一，知識的傳遞比較落后。BIM技術的實訓實用性很強，“BIM+project”課程體系可以將平面的圖紙更加立體化的展示，將建筑項目模擬到接近真實場景，即使不在建筑工地，也能整體的了解建筑的施工過程，能夠打造高效課堂，并廣泛運用于建筑施工、建筑造價等相關工程領域。

隨著第一批1+X(BIM)職業技能等級證書制度試點工作的政策發布、試點申報、深度開展，眾多地方高職院校建筑類專業已逐漸意識到及時引入新技術、新知識的重要性，前期BIM概論等基礎知識融入已初見成效。以工程造價專業為例，培養目標側重于生產第一線的應用型人才，要求畢業生能熟練準確地編制與審核工程造價，同時具備現場的施工管理、成本核算的能力。目前大多數院校工程造價專業教學內容更新較慢，缺乏結合工程運用的多學科知識的教育，導致學生掌握的專業知識滯后于專業發展，課程體系設置并不系統，部分開展院校也存在課程編排滯后、BIM教材真空、實訓室建設流于形式等現象。

BIM+項目載體課程體系的建設意義在于建筑信息模型(BIM)把以往用線條構件的信息傳遞方式轉變成三維立體圖形信息傳遞方式，實現信息傳遞的可視化。同類高校調研發現，目前絕大多數的院校建筑工程類專業課程如工程識圖、計量與計價等課程都使用的是二維平面的教學模式，教師大多利用ppT和黑板板書進行教學，學生參與度低，難以做到直觀教學，有些學生缺乏三維立體空間的思維能力。假如課程中引入BIM三維模型、充分利用課程與課程之間的交叉融合，將上述專業課程與《建筑CAD與BIM建?！氛n程中的三維立體教學資源成果進行共享，不但可以增強學生的直觀感知能力，還能夠幫助學生在立體的空間中感知內部結構、有效規避理論與實踐脫節現象。

2.1 搭建基于BIM技術的教學課程群平臺

信息作為資源是可以共享的，項目的參與各方都有信息共享的權利，這就為項目的參與各方提供了充分溝通、交流和協作的可能性，由此可見，BIM是一種理念。同時，信息是可以更新和修改的，通過項目參與各方的專家的討論、交流和溝通，并且根據不同的要求對信息進行更新和修改，由此可見，BIM是一種技術。BIM模型結果的功能主要在于針對建設項目的設計、施工和管理進行信息模型的開發、使用和傳遞，所以BIM更是過程。

通過建立BIM虛擬仿真平臺，讓學生在校內外有網絡的地方實現自主了解BIM、學習BIM、應用BIM，實現創新性教學模式。仿真實訓室和師資隊伍是搭建基于BIM技術的教學課程群平臺的主要影響因素，安排有一定相關經驗的教師參加相關的培訓、提升教學理念，組織教師參加行業間的交流以及相關的學術會議，引進相關的技術人才、行業精英人才來學校傳授經驗等，均有助于逐漸提升專業師資隊伍的水平。課程群平臺包含基礎課程群、應用課程群和實踐課程群。

BIM基礎課程群主要是介紹BIM的基本概念、原理和軟件應用等，筆者所在院校建設工程管理和工程造價專業通過《建筑CAD與BIM建模》、《工程識圖與房屋構造》(與X證書知識關聯見表1)等課程體現。BIM應用課程群主要是在已有的課程體系中融入BIM技術，實現相應課程的信息化、可視化、模擬化，建設工程管理和工程造價專業通過《建筑施工技術》、《建筑工程組織設計》、《建筑工程計量與計價》、《工程招投標與合同管理》等課程體現。

BIM實踐課程群通過課程設計或實訓，運用所學知識對具體的案例進行實踐操作，建設工程管理和工程造價專業通過《建筑信息化(BIM)管理》、頂崗實習、畢業實習等課程/環節體現。于實訓環節充分調動學生的動手能力，讓學生按課程地圖的既定路線將知識有效的串聯起來，快速掌握技術，植入BIM管理思維。

表1 《工程識圖與房屋構造》課程與X證書考核知識關聯表

2.2 構建BIM技術應用能力的課程體系

目前，國內外常見的BIM課程設置方式有兩種，一是新開設BIM課程，優先打造實訓硬件，二是在現有的專業課程中植入BIM，逐步滲透。多數高職院校限于實訓條件短缺，大都采用第二種長線構想的方式。根據本校目前的BIM實訓室條件，允許采用以上兩種方式結合進行植入課程教學。遵循“以能力培養為核心、對接職業標準(GB、1+X)、以項目為載體、以工作過程為主線等”四項課程體系構建原則，構建BIM+項目載體的“5X4”課程體系，其中“5”表示五層能力，包括：職業基本能力、行業通用能力(技術)、職業特定能力、職業領域(崗位)能力、職場工作發展能力；“4”表示四層體系，包括：理論課程體系、實踐課程體系、職業素養體系、創新創業體系。以四川現代職業學院建設工程管理專業為例，根據專業知識構成，BIM技術應用能力的課程體系包括：

《建筑CAD與BIM建模》——行業通用能力(技術)+實踐項目課程體系；

《建筑信息化管理》——職業特定能力+實踐項目課程體系；

《建筑工程計量與計價》——職業特定能力+實踐項目課程體系；

《建筑力學應用與結構》——職業特定能力+理論課程體系；

《建筑工程組織設計》——職業特定能力+實踐項目課程體系；

《工程識圖與房屋構造》——行業通用能力(技術)+實踐項目課程體系；

《建設工程法律法規》——行業通用能力(技術)+理論課程體系等。

以課程學分課時為橫軸，以課程設置學期分布為縱軸，可繪制該專業1+BIM課程地圖，直觀展示BIM技術應用能力培養方案。

2.3 開設與職業崗位對接的實訓教學模塊

隨著職業教育改革的不斷深入，建筑產業轉型升級，探索專業群與產業鏈對接、專業課程體系與BIM+項目載體對接無疑具有十分重要的現實意義。整合完善現有的實訓資源，開設與專業群職業崗位相應的實訓教學模塊，突出真實的職場氛圍，創設真實的工作環境。借鑒湖南交通職業技術學院經驗，計劃額外增設《BIM概論》課程，讓學生于專業課開課之初“先入為主”了解BIM技術，植入建筑信息化基本知識。另基于本校新建綜合大樓及學生宿舍建造全過程，合理利用本校資源，將BIM建模技術教學與傳統的CAD教學相結合，分上、下學期開設。

上學期，《建筑CAD與BIM建?！分饕槍ΧSCAD軟件的操作與二維施工圖紙的繪制。下學期，主要針對二維CAD施工圖紙的三維建模，通過實體建筑踩盤串聯學期間知識點，完成BIM三維建筑模型的成果轉化。以信息化教學為基礎，學期間不孤立講解，重點培養學生的實際應用能力。最終，學生可在第三學年施工現場頂崗實習環節，建立獨立的教學標準與考核制度，以信息共享BIM理念為指導，讓學生完成實際工作過程，從而形成職業綜合技能。

3. 教學實施舉措

以本校2019級建筑系為實施對象，按課程方案實施教改，從新生入學的專業介紹開始，有意識地培養學生對BIM的興趣，讓他們在BIM實訓室里觀看BIM的強大功能，了解BIM技術在建筑行業的發展趨勢和應用途徑，理解學習BIM技術的重要意義，進行“認知培養”。從大學一年級的《工程識圖與房屋構造》開始，有針對性地加入BIM基本知識，并結合后續的專業基礎課、專業課，采取“BIM+某一課程”的形式由淺入深地讓學生熟悉BIM建模軟件的使用方法，指導學生逐步運用BIM 3D技術，構建三維空間模型進行工程描述、時間維度描述，模擬施工的整個過程以及進行施工預算等，進行“實施培養”。

在頂崗實習和畢業實習環節中強化運用，充分利用BIM 5D技術平臺，結合在實際現場中所看到的工程施工情況，優化設計施工方案，校企雙主體“強化培養”。借助行業地域性資源優勢，與建工集團等單位積極開展深度合作，不斷完善、拓展和開發虛擬仿真實驗教學平臺，積極校賽選拔、省賽爭獎，校企雙主體進行“創新培養”。2019～2020年，四川省大學生BIM建模競賽團隊二、三等獎，1+X職業技能等級證書全國第二次考試合格率74%(超出全省平均36%)等成果說明教改方案初見成效。

4. 結語

本研究規避了傳統BIM類課程體系問題，結合了兩種課程設置方式，從“5X4”課程體系中深化設計了“基礎課程群、應用課程群和實踐課程群”三大課程群平臺，并在2019級進行試運行，旨在培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。今后教學探索中，項目團隊會緊跟行業發展、了解行業需求，及時、合理地修正人才培養目標，調配理論課程和實踐性教學環節，為培養滿足行業需求的新型人才而不斷進取。