高校BIM技術實踐教學應用的困境及對策

谷甜甜　宋笑宇　謝涵　王雙零　單玉佳

BIM概念自1975年提出以來，已逐漸應用于建筑工程各領域，我國也明確表示加快推進BIM技術的應用。2020年8月住房和城鄉建設部、教育部、科技部、工業和信息化部等九部門聯合印發的《關于加快新型建筑工業化發展的若干意見》，提出大力推廣建筑信息模型（BIM）技術。BIM技術的快速發展倒逼國內外學者將其引入教學，我國高校逐步推進BIM技術在教學中的應用，并取得了階段性成果。2013年后清華大學、四川大學和西南交通大學等部分高校先后成立了BIM工程研究中心，并開設了相關通識類課程，武漢大學、深圳大學等相繼開設BIM虛擬仿真實訓中心和BIM實驗室，以推進BIM技術實踐教學應用。但現階段，我國高校大都存在專業課程模塊化和實踐不充分兩類問題，亟須改革教學模式，破除教學困境，協同政府、企業、高校，充分認識BIM技術的優勢，立足于實際推進高校BIM技術實踐教學應用。

一、高校BIM技術實踐教學應用的現狀

當前BIM技術的高速發展對高校人才培養的速度和質量提出了新的要求，2019年，中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》強調加快信息化時代教育變革，統籌建設一體化智能化教學、管理與服務平臺，將BIM技術融入高校實踐教學是大勢所趨。BIM技術與教學的融合可通過構建基于BIM的虛擬仿真實訓中心、將BIM技術與現有課程體系相融合、開設BIM技術相關課程等多種方式進行。基于BIM技術實踐性強與綜合性強這兩大特點，我國高校綜合運用多種方式推進BIM技術與教學的融合并取得了階段性成果。

構建基于BIM技術的虛擬仿真實訓中心是高等教育信息化建設和實踐教學的重要手段，是培養高素質工程應用型創新人才的有效方案。實訓中心以BIM技術為核心，以工程實訓為背景，以具體工程項目為實訓案例，根據建設周期各階段BIM業務內容，設置實踐性更強的BIM一體化實訓課程，使學生深入了解項目的全生命周期。實訓中心課程體系包括建筑構造識圖、BIM施工技術應用、BIM造價管理、BIM全過程管理，通過不同的實訓課程，培養學生不同的專業技能，對標BIM工程師、技術員、造價員、項目管理人員等崗位的人才培養。

將BIM技術與現有課程體系相融合，破除了專業課程模塊化的問題，將二維學習模式轉變為三維學習模式。目前我國已有BIM技術和CAD課程、鋼結構橋梁、工程項目管理、工程造價、土木工程制圖等課程的融合教學模式。理論教學方面通過校內教學平臺、MOOC等混合教學方式。實踐環節采用項目驅動教學的方式，通過Revit、Navisworks等BIM虛擬建造軟件的學習，以工程實際項目為背景，讓學生自主建立項目模型，模擬工程項目設計、施工、運營全階段管理，串聯工程項目全壽命周期管理的知識和技能。

開設BIM相關課程可以充分利用三維模型的可視化，在模型中學習相關知識概念，在實踐中夯實相關理論基礎知識。BIM相關課程包括BIM基礎部分（CAD二維、天正CAD等）、BIM實務部分（Revit Arch、Revit Structure以及Revit MEP等）、BIM實戰部分（土建、機電、市政工程和園林綠化等）。BIM相關設計軟件是BIM技術學習的基礎，應首先進行BIM軟件培訓，學習BIM支撐下的Revit Arch、Revit Structure以及Revit MEP，實踐應用方面可通過民用建筑設計項目模擬進行項目資料識圖能力、項目環境設置、模型創建及應用方法等項目應用知識的學習，這樣在鞏固BIM理論知識的同時，將其運用到綜合實踐訓練，有效彌補了傳統教學的不足之處。

二、高校BIM技術實踐教學應用的困境

自2013年哈爾濱工業大學率先在國內開展《BIM技術應用》課程后，眾多院校開始將BIM課程納入選修或必修課程，但我國高校BIM教學建設仍處于初級階段，BIM人才培養的質量難以滿足BIM技術發展需要。現階段高校BIM教學困境可總結為以下四點：

1.高校對于BIM課程建設的重視程度不高、課程培養目標設置不合理

首先，由于現階段BIM類課程體系建設尚未有明確標準，國家現有的教育評估指標中也沒有對BIM課程設置的內容提出具體要求，使得大部分高校設立的BIM課程的培養目標和培養標準無法滿足真實的行業發展需求，對BIM課程的建設重視程度和開課積極性也不高，絕大部分高校的BIM課程學分僅占畢業總要求的1%～2%。其次，雖然大部分高校已經根據行業發展對BIM人才的要求調整了BIM課程培養目標，但其側重點集中于軟件實操類課程和基礎理論課程，并不深入涉及工程專業知識、軟件實現邏輯和工程應用方法。這樣的培養模式下學生能夠快速繪制出BIM模型，但是對于軟件實現和優化方法、項目的體系應用方法均缺乏認知，無法滿足行業要求的高素質、創新型、應用型人才標準。

2.缺少完善的BIM應用型人才培養課程體系

第一，課程理論和工程實踐結合不夠緊密，知識的靈活應用程度低。目前大部分高校開設的BIM軟件應用課程集中于設計軟件基礎操作教學，學生對于BIM建造管理和運營管理的功能缺乏認識。再加之高校教學過程中普遍采用BIM理論教學和相關應用視頻展示的方式，學生缺乏實際的項目應用，使得學生對于BIM技術仍停留在簡單操作，而不能實際應用的初級階段。第二，BIM課程與既有課程銜接不當，整體教學缺乏系統性和連續性。在既有傳統人才培養體系中短時間內很難增設完善的以BIM為核心的課程體系，很多高校現階段開設的BIM課程僅作為單獨的軟件學習類課程，學生難以將既有學科知識與BIM技術結合使用，整體教學缺乏系統性。第三，BIM技術課程知識點繁雜，教學難度大。BIM是涵蓋工程全生命周期的復雜多維數據信息模型、信息集成、協同工作及可視化等理論和技術綜合體，課程內容綜合了合同管理、施工技術、工程制圖、施工組織設計和項目管理等基礎課程知識。龐大的知識體系和繁雜的知識內容給教師的授課和學生的領悟能力都帶來了巨大挑戰。教師除了需要熟練掌握各個環節的知識，還需要注意各部分之間的系統性和邏輯性，避免知識體系離散。而學生不能清晰掌握課程問題中的工程具象，進而難以把握課程知識點間的聯系，缺乏對BIM技術的知識體系和內在邏輯框架的認識。

3.缺乏師資力量和基礎設施

師資方面，由于我國BIM起步較晚，目前很多高校教師在此之前并未對BIM技術進行過系統學習，對各類BIM軟件間的關聯了解和軟件操作熟練程度不夠。而部分可以熟練操作BIM軟件和應用的年輕教師和院校聘請的其他企業高級技術人才又缺乏教學經驗，教學效果往往并不理想。既懂理論，又懂操作，還具備項目實踐經驗的“雙師型”教師數量難以滿足高校目前需求，專業師資匱乏。此外，設施方面，現有高校原有實訓機房大多難以滿足BIM軟件教學要求，這在很大程度上會影響學生的學習效率和操作體驗。因此高校BIM實驗室需花費大量資金購買各種軟件。但高校經濟能力有限，高校之間又難以進行資源共享，使得大部分高校教學所需軟硬件投資不足，這在很大程度上限制了高校BIM教學和開發應用的深度和廣度。

4.學校與企業之間的交流合作明顯不足，缺乏有效的BIM人才培養體制

由于國家在人才培養方案上缺少法律和政策的支持，對聯合培養機制中對責、權、利的規定比較模糊，因此學校和企業間難以建立長期穩定的合作關系，缺乏和行業、企業的深入合作。目前高校的校企合作的主要單位為軟件公司、咨詢單位、施工單位，合作內容僅停留在共建實訓室、實習基地、推薦學生就業等方面。高校與建設單位、設計單位、科研院所的合作相對較少，學生仍然難以接觸到實際工程項目，缺少BIM技術實際應用機會。學校與企業之間的交流合作明顯不足，缺乏有效的BIM人才培養體制。

三、高校BIM技術實踐教學應用的對策

盡管目前BIM在高校實踐教學應用中存在一些困境，但是從長遠角度來看，BIM的未來發展趨勢是積極向好的。為使BIM技術在高校中的實踐教學應用能夠順利開展下去，推動應用型人才培養，提出如下幾點對策建議。

1.合理規劃課程設置，注重應用型人才培養

目前，各高校在BIM課程的開設上存在的問題主要是理論學習與實際應用不能相匹配。BIM本質上是一款涉及工程項目全生命周期的系列軟件，它與實際工程項目結合度較高。高校應在理論教學和軟件學習的基礎上，由淺入深地規劃課程進度，根據學生個人興趣及今后就業需求，按照專業類別進行課程設置。在學生對理論知識有了一定的認識之后，增加與實際工程項目相關的學習內容，將實際需求融入課程教育體系，讓學生多接觸實際案例，提高學生實踐應用水平。

此外，在當前高校課程安排下，學生對BIM的認知僅停留在設計階段的3D建模和施工階段的工程量化計算上，對后期的建造管理和運營管理的認識有所欠缺，不能做到對BIM的靈活應用。這就要求各高校在開設BIM課程時，制定完整系統的教學計劃。根據實際工程中的規劃、設計、施工、驗收、運營等一系列步驟來進行教學計劃的安排，向學生充分展示BIM技術在工程項目全生命周期中的應用，培養學生運用BIM技術進行協同管理的能力，適應市場需求，從而利用BIM技術解決實際工程中遇到的問題。

2.更新基礎設施建設，提高教師隊伍專業水平

BIM相關軟件對電腦硬件的配置要求相對其他建筑軟件較高，各高校現有硬件設施不足以支撐BIM系列軟件的日常教學活動。針對高校經費資金短缺這一情況，高校所在地政府應提供一定量的資金支持，用以對現有設備進行升級改造，保障教學活動正常開展。高校也可以與當地相關建筑企業進行合作，由企業提供高校設備建設經費，高校向企業輸送BIM技術優秀應用型人才，實現互惠雙贏。

此外，由于BIM相關課程在國內開展時間較晚，因此各高校在師資力量上普遍有所欠缺。為緩解這一現象，首先，高校內部需定期組織教師參加BIM相關培訓講座或專業論壇，提升教師對BIM理論知識的理解。其次，高校應鼓勵教師深入相關企業進行實踐活動，接觸BIM相關工程項目，提高實操能力。最后，可以從建筑企業聘請BIM專業技術人員作為校外指導老師，建立“雙師型”培養體系，提升教學團隊專業水平。

3.加深校企合作，建立完善的BIM人才培養體系

BIM技術人才培養與建筑企業現實需求密切相關。為避免高校培養人才與建筑企業需求不匹配，建議由政府牽頭，建立校企深度合作機制。高校派出教學科研團隊深入建設單位、施工企業、咨詢單位等建筑相關企業進行考察，了解在項目的不同階段實際所需人才類型，結合教學計劃有針對性地進行人才培養，保證教學體系適應行業發展進度，確保學生畢業后可直接進入工作崗位。同時企業也可以為教師及學生提供實踐場所，鼓勵教師及學生積極參與到實際工程項目中，應用BIM技術解決現實工程問題，提高教師團隊科研教學技能以及學生的BIM實際應用能力，從而建立從“校內教學”到“校外實踐”一體化的完整BIM人才培養體系。

【本文獲得教育部2021年第二批產學合作協同育人項目“高校土木類教師BIM應用能力提升項目”（202102463009）、教育部2021年第二批產學合作協同育人項目“基于虛擬仿真技術的房地產開發與經營課程改革項目”（202102629030）和中國礦業大學力學與土木工程學院一流專業建設項目“基于‘5+N競賽的工程管理專業產賽教協同發展路徑研究與實踐”支持。】

（谷甜甜，講師，博士研究生，研究方向：BIM技術研究。宋笑宇，碩士研究生，研究方向：BIM技術應用。謝涵，碩士研究生，研究方向：BIM技術應用。王雙零，本科生，研究方向：BIM技術應用對策研究。）