基于BIM-CDIO理念的應用型本科院校跨專業人才培養的研究與實踐

許珊珊 于秀娟 孟麗巖

[摘 要]信息化是當今社會發展的大趨勢，本文針對BIM技術的市場需求巨大與資源供應（即應用型本科院校人才培養）缺口的現狀，進行了基于BIM-CDIO理念的應用型本科院校跨專業人才培養的探索與研究。在傳統建筑行業培養方案的基礎上融入BIM技術，調整工程培養模式與教學管理體系，提出BIM-CDIO跨專業融合模式，使人才培養與建筑企業未來的縱向發展需求無縫對接，為多工種合作產業鏈培養和輸送全方位、跨專業、實踐型、卓越化的本科應用人才。

[關鍵詞]產教融合；BIM-CDIO教學模式；多專業協同

[中圖分類號] G642 ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2023） 01-0076-05

隨著現代信息化水平的不斷提高，虛擬現實技術在第四次工業革命中迅速崛起，BIM技術開始登上歷史舞臺，展現出了蓬勃的生命力，被深入應用到工程建設的各個領域，代表著未來現代化建筑技術發展的趨勢，推動了各行各業的穩健發展。與此同時，迅速增長的BIM需求與高校BIM人才培養缺口巨大的矛盾、學科專業單一、計算機軟硬件設施不足、高校培養與企業所需多專業融合和智慧管理型的人才銜接問題引起了社會的普遍關注。

2020年8月28日，我國住房和城鄉建設部、教育部、科技部、工業和信息化部等九部門聯合印發《關于加快新型建筑工業化發展的若干意見》。意見提出：我國應大力推廣建筑信息模型（BIM）技術，加快推進BIM技術在新型建筑工業化全壽命期的一體化應用；[1]全國政協委員王美華在提案中建議，高等院校可進行校企合作，加強高校土木類專業推廣 BIM 教學力度，增加系統課程，培養技術運用和軟件開發“二元型”人才；[2] 2021年3月4日，全國政協委員再次將BIM寫入兩會提案，深刻認識到BIM融合跨專業卓越人才培養的必要性和緊迫性。

我國政府制定的《中國制造業發展綱要（2015-2025）》中指出：傳統土木建筑行業需要積極轉型升級，朝著建筑工業化的方向邁進，BIM技術作為發展裝配式建筑的重要支撐。黨的十九屆五中全會審議通過《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》，明確了“建設高質量教育體系”的政策導向和重點要求，為未來5至15年的高等教育發展擘畫戰略藍圖，《建議》指出，要“提高高等教育質量，加強創新型、應用型、技能型人才培養”。 [3]

如何真正落實培養多專業融合、智慧管理型的人才，適應我國創新發展的需要，并在現有知識體系框架上融入不同高校、企業的相關合作，是現階段需要重點思考的問題。

一、基于BIM-CDIO理念的人才培養實施方案

（一）BIM-CDIO教學培養模式

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）。通過應用型本科高校跨專業人才培養與CDIO實踐教學理念的全面結合，將建筑信息模型BIM的管理集成化、協同高效化、過程信息化等優勢充分融入，從而形成BIM-CDIO教學革新模式。即：構思、設計、實踐、運作一體化，全面突出以理論與實踐教學相結合為基礎，以產品研發到產品運行為載體，提高高校學生學習主動性、積極性、創新性、高效性，從而培養具有實戰能力的、高質量、高水平的本科院校應用型人才。通過BIM-CDIO教學培養模式的研究與實踐，促進應用型本科院校跨專業高精尖人才培養的模式養成，推動建筑類行業的整體改革和技術創新，成為建筑類行業人才資源供應與應用型本科高校人才培養轉型跨越發展的重要途徑。BIM-CDIO培養模式見圖1。

（二）多層次跨專業實踐教學程序

依托現有校內實訓基地和校外孵化基地，校企多方進一步開發產教研融合創新基地，同時創建與產教研相配套的創新創業實驗室，以利于產教研活動的開展和創新人才的培養，構建適應社會發展的BIM資源供應與能力需求的多層次跨專業實踐教學程序，優化創新創業實踐教學內容，打造立體化、層次化的實際項目教學結構。以道路橋梁與渡河工程專業為例，其多層次跨專業實踐教學體系見圖2。

將社會實踐、課程實驗、課程設計、生產實習類實踐課程面向生產、管理、建設、服務一線，引導土木工程專業、道路橋梁與渡河工程專業、工程管理專業、建筑學專業、園林景觀專業、工程地質專業、工程測量專業、通信工程專業、物理學專業等多專業學生協同作業，優勢互補。以社會和市場需求為導向，注重學生應用能力和實踐能力的培養，強化綜合性、設計性、創新性實踐環節設計，構建分階段、多層次、校內外、課內外相結合的實踐教育教學體系，攻克企業生產技術難題，促進BIM產教研平臺的建立，實現BIM-CDIO跨專業應用型人才培養目標。

（三）“學歷證書+專業競賽證書+職業技能等級證書”制度

在應用型本科院校跨專業人才培養過程中，深入推進“學歷證書+專業競賽證書+職業技能等級證書”制度，優化理論與實踐教學結構，開發工程教育培養模式，大力培養“學歷證書+專業競賽證書+職業技能等級證書”卓越型人才。指導學生參加中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽、全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽、一帶一路暨金磚國家技能發展與技術創新大賽、黑龍江省高校“龍建杯”大學生創新創業系列大賽等國家級省級大學生創新創業大賽。以創新引領創業、創業帶動就業，形成應用型本科院校大學生高質量創業就業的新局面，最終達到以賽促學、以賽促教、以賽促創的效果。培養并組織學生考取中國圖學學會BIM初級建模師、BIM應用設計師、Autodesk Revit國際建模師、中國建設教育協會BIM等級證書、全國郵電信息人才裝配式工程師、綠色建筑工程師、全過程咨詢工程師等職業技能等級證書。提升學生職業技能能力，激發學生的創新意識，強化學生的動手實踐能力，持續展示應用型本科高校創新成圖載體的教學成果，整體增強應用型本科教育適應性，進而推動應用型本科院校科技成果轉化，促進“互聯網+”新業態形成，服務龍江經濟高質量發展。

2021年10月，組織我校跨專業團隊參加“一帶一路暨金磚國家技能發展與技術創新大賽之工程仿真創新設計賽項”。預賽環節中，團隊成員憑借扎實的知識儲備、中國圖學學會BIM高級應用證明以及對實際項目的BIM技術創新應用取得網絡評選第一、專家評審第十的優異成績。其中建筑施工流程設計和建筑實景仿真展示尤為突出，建模仿真包括建筑物的表象特征、材質參數、構件信息、管線綜合及結構形態的仿真模擬，建筑實景仿真在實體模型的基礎上進行場景渲染，真實模擬建造后建筑環境。決賽中建筑工程專業、信息工程專業與航空航天專業跨專業協同，以BIM技術支撐為基礎，對嫦娥五號進行三維信息模型搭建、場景渲染、AR動態全景展示，全面客觀地結合實際真實模擬，融合新一代交互方式——AR增強現實技術，對抽象、不易理解的空間信息直觀化和可視化處理，最終取得一帶一路暨金磚國家技能發展與技術創新大賽團體二等獎、優秀組織獎及優秀指導教師獎。此次仿真設計比賽中，充分發揮了BIM-CDIO教學模式跨專業培養的優越性，推動了“學歷證書+專業競賽證書+職業技能等級證書”的制度發展，同時對航天工業、建筑行業數字化以及信息化起到巨大的推動作用，使各專業融合創新與發展，為之后的創新設計提供新的發展方向。

（四）結合BIM技術推動產教研融合

創建由企業BIM技術專家和校內創新型教學團隊組成的校企產教研融合創新型教學團隊，選拔建筑工程專業、航空航天專業、道路橋梁與渡河工程專業、工程管理專業、園林景觀專業等優秀學生組建項目團隊。校企雙方以培養滿足社會發展BIM資源供應與能力需求的創新型人才為共同目標，制定跨專業人才培養方案，開發BIM創新教育課程。

校內創新型教學團隊深入企業就生產實際、技術創新、產品開發以及成果轉化等問題進行深入探討，開展學術交流會議、課題研究等合作，不斷提高教師的實踐技能和科研水平，深化產教融合，加強校園文化和企業文化的碰撞融合，營造良好的思政育人氛圍。探索“校內+校外”特色學徒制培養，強化學生的創新意識和創新精神，安排跨專業學生參與中融信托大廈新建項目、富錦市沿江景觀帶園林綠地工程等BIM綜合實際項目，引導學生進行自主、合作、探究式學習，強化學生的創新和協作等能力，實現應用型本科高校與優質企業雙向互認、縱向流動。

二、BIM-CDIO跨專業人才培養目標

（一）加強學生技能以及協作水平培養

通過BIM-CDIO教學培養模式的深入融合，采用多專業協調合作的教學方式，牢牢把握以全面提高人才培養能力為核心，跨專業實際項目配合為引導，加強學生專業技能水平培養、協作能力培養，構建更加多元的高等教育體系，推進應用型本科高校高層次卓越人才培養模式改革。

（二）為建筑行業培養高技術以及高質量人才

以理論教育為基礎，將BIM技術的實踐應用于產教融合中，指導學生進行課程設計、頂崗實習、參加實際項目，從而提高學生個人水平，培養學生專業素質，為建筑行業未來發展培養具有專業實踐水平、創新能力、創業能力的卓越應用型高技術、高質量人才。

（三）培養有發展潛能的應用型高級卓越人才

推行“學歷證書+專業競賽證書+職業技能等級證書”制度，帶領學生參加省級、國家級創新創業大賽，申請實用新型專利、獲得全國BIM技能等級證書；參加創新創業實踐學科大賽，培養具有一定基礎理論、知識面適宜、實踐能力強、綜合素質高、德智體美全面發展，具有社會責任感，富有創新精神，就業有實力，具有“雙創”（創新創業）能力，發展有潛力的應用型高級卓越人才。

（四）培養高素質的應用型人才

BIM-CDIO跨專業人才目標旨在將公司產業、學校理論、科研平臺相互配合，將各方面優勢全面顯現出來，從而形成強大的理論研究、實戰開發、生產一體化的先進培養模式，并在整體運行過程中將綜合優勢全面體現。將教育與實踐密切結合，實現教育改革、企業改革，利用優質教學資源與實踐機會，促進教學進步，提升教學質量，通過科教融合、產教融合等途徑，構建創新、協調、開放的高等應用型本科教育體系，實現應用型本科人才的培養。

三、產教融合實際案例

以哈爾濱中融信托大廈新建項目和富錦市沿江景觀帶園林綠地工程BIM設計項目進行案例分析，實施跨專業融合培養，土木工程專業、道路橋梁與渡河工程專業、工程管理專業、建筑學專業等多專業學生協同作業，研究分析典型的BIM-CDIO工程教育模式，優勢互補，以社會和市場需求為導向，注重學生應用能力和實踐能力的培養，強化綜合性、設計性、創新性實踐環節設計。

（一）哈爾濱中融信托大廈新建項目

項目組采用實際工程項目融合教學模式，中融信托大廈新建項目包括人防、室外道路、場地豎向、室外停車場、景觀、外網、屋頂花園等BIM設計內容。中融信托大廈BIM全專業應用涉及建筑工程、結構工程、機電管道線路工程、內部裝飾工程、外部場地鋪裝工程等多方面精細化建模及應用，將地下二層至地上三十四層進行BIM模型詳解。通過多種專業聯合，對工程量、工程造價、工程進度、工程實用功能進行合理驗算，對建筑進行美觀優化、精細渲染、動態模擬、實時監控，該項目的實施將助力哈爾濱新區發展成集現代金融服務、高端商務服務、資本運營管理、國際金融服務于一體的金融商務區，為加快哈爾濱新區建設發展注入新的動力，同時提升學生自身專業素養，創造一定的社會效益。

（二）富錦市沿江景觀帶園林綠地工程BIM設計項目

富錦市沿江景觀帶園林綠地工程項目包括綠化工程、道路工程、鋪裝場地工程、廣場工程、土方工程、電氣工程、雨水工程、污水工程、給水工程、景觀建構筑物工程、設施工程及其他工程共十二項BIM融合內容。通過綜合性實際項目聯合培養園林景觀專業、道路橋梁與渡河工程專業、土木工程專業、工程管理專業、建筑學專業等應用型人才。除此之外，該項目中應用地理信息系統GIS對整個沿江景觀帶進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述，對施工現場進行覆蓋式信息采集，并進行空三姿態計算，解算出施工場地的地形地貌位置信息模型，從而建立施工現場與設計方、各領導階層、各企業間溝通自由的科研管理平臺，促進各專業技術聯合，實現“1+1＞2”的顯著效果。同時，BIM創新快速整合測量數據，迅速掌握施工范圍內的地形、地貌，控制數據模型從而精確計算工程量并輔助施工放線，構建數字模型信息優化工程方案并減少成本控制死角。數字信息技術與施工現場結合作業，現場反饋數據展點繪圖并綜合 3D 動態顯示。將BIM-CDIO理念融入教學，實現跨專業應用型人才集中化培養，將有助于強化學生創新思維、創業思維及實踐應用能力的培養。

通過產教融合案例應用，使項目得到優化管理，提高超高層建筑空間利用率，縮短項目工期，減少項目變更，提高施工效率，降低施工成本，為應用型本科院校跨專業人才培養的研究與實踐提供了參考；為學生未來就業創業提供經驗保障，提高大學生就業創業成功率，為實現大眾創業、大眾創新提供范例，以市場導向為根本，多專業協同配合發展，為學生自身未來發展提供一定的經濟效益和社會效益。

四、主要創新之處

（一）采用BIM-CDIO教學培養模式

在基本教學模式中融合工程實踐教育，構思、設計、實踐、運作，將學生培養成為專業型、實干型人才，帶動教學體制的改革，推動建筑行業向數字化、智慧化發展。

（二）合理運用跨專業協同教學程序

合理運用跨專業協同教學程序優化理論與實踐教學內容，探索課程之間、專業之間有機聯系，促進土木工程專業、道路橋梁與渡河工程專業、工程管理專業、建筑學專業等多專業協同，優勢互補，培養綜合素質高的卓越型人才。

（三）推行“學歷證書+專業競賽證書+職業技能等級證書”制度

指導學生申請實用新型專利，獲得全國BIM技能等級證書，參加創新創業實踐學科大賽，培養具有社會責任感，富有創新精神，就業有實力，具有“雙創”（創新創業）能力，發展有潛力的應用型卓越人才。

（四）深化產教融合、校企合作，探索“校內+校外”特色學徒制培養

引導跨專業學生參與哈爾濱市中融信托大廈新建項目、富錦市沿江景觀帶園林綠地工程等BIM綜合實際應用項目，將計算機技術、云空間等與實踐教學融合，與智慧互聯、綠色建筑相結合，實現教學智能化、人才多元化、能力專業化的人才培養模式。

應用型本科院校跨專業人才培養的根本目標是提高綜合型人才的培養質量，在提高課堂教學質量的同時融入思政，發揮構思、創新、實踐、應用在教學中的作用。創新BIM-CDIO跨專業應用型人才培養模式是建設創新型國家及培養大國工匠對高等院校教育發展提出的歷史性要求。努力建設創新型科技人才生成的教育培養體系，提出BIM-CDIO教學培養理念，培養跨專業工程人才已成為經濟發展的戰略資源，是標本兼治、提高畢業生就業能力的重要途徑，是決定經濟發展水平、速度與質量的關鍵因素，是建設新時代中國夢的重要源泉。

參考文獻：

[1]侯海迪.BIM技術在新農村規劃中的正向設計應用研究[D].青島：青島理工大學，2020.

[2]蔣士磊，李勝強，何勇毅，等.應用型本科高校BIM人才跨專業協同培養的思考與實踐——以廣東石油化工學院BIM工作室教學為例[J].創新創業理論研究與實踐，2021，4（2）：184-186.

[3]宮培松，羅仁玉秋，熊峰，等.基于OBE-CDIO理念的工程管理專業BIM實踐教學改革[J].工程管理學報，2020，34（3）：153-159.

（責任編輯：劉潔）

Research and Practice of Interdisciplinary Talent Training in Application-oriented Undergraduate Universities Based on the Concept of BIM-CDIO

Xu Shanshan ? Yu Xiujuan ? Meng Liyan

（School of Civil Engineering and Architecture， Heilongjiang University of Science and Technology ）

Abstract： Informatization is the general trend of today's social development， and this paper explores and researches the cross-professional talent training of application-oriented undergraduate universities based on the concept of BIM-CDIO in view of the huge market demand for BIM technology and the gap in resource supply （i.e. talent training in application-oriented undergraduate colleges）. On the basis of the traditional construction industry training program， BIM technology is integrated， the engineering training mode and teaching management system are adjusted， and the BIM-CDIO cross-professional integration model is proposed， so that talent training can be seamlessly connected with the future vertical development needs of construction enterprises， and all-round， cross-professional， practical and excellent undergraduate application talents are cultivated and delivered for the multi-industry cooperative industrial chain.

Key words： Integration of industry and education; BIM-CDIO model of instruction; Multi-specialty collaboration