新工科背景下“BIM技術原理及應用”課程教學改革

摘" " 要：文章以新工科建設為背景，以學生發展為中心，著眼于人才培養的本質，積極探索信息技術與教育教學的融合。通過“專業教育與思政育人相融合，多專業協同育人，線上線下混合式教學，書證融通促發展，以賽促學、以賽促教及產學研協同育人”六步走戰略，以“BIM技術原理及應用”課程為例，開展BIM技術復合型人才培養模式的研究與實踐，解決教學過程中專業價值引領不足、各專業間協同性不足、BIM理論教學與工程實踐脫節、教學標準與人才需求標準不一致和師資力量與教學資源不足等問題，為社會培養和輸送BIM技術創新型和復合型人才，為推動行業高質量發展提供支持。

關鍵詞：新工科；BIM技術；復合型人才；培養模式；教學改革

中圖分類號：G642.0；TU241.7" " " 文獻標識碼：A" " " 文章編號：1002-4107（2024）08-0076-03

一、引言

隨著建筑行業的數字化轉型發展，BIM技術已經成為行業發展的重要驅動力。在新工科背景下，我國圍繞創新、全面和全周期工程教育的新理念，不斷開拓工程教育改革的路徑，積極推進教學改革創新[1]。從教育的視角看，為國家和行業培養并儲備具備高水平BIM技能的復合型人才，已成為當下關注的焦點[2]?！癇IM技術原理及應用”課程作為一門理論與實踐相結合的專業必修課，旨在讓學生掌握BIM技術的基本原理及BIM技術在項目全生命周期內的應用，培養學生的綜合應用能力和創新思維。“BIM技術原理及應用”課程融合了土木工程、工程管理、計算機科學等多個學科領域的知識，具有跨學科和實用性強等特點。通過系統學習，學生能夠更好地理解和應用BIM技術，提高工程項目的效率和質量，推動建筑行業持續進步。因此，課程在培養建筑行業未來領軍人才方面發揮著關鍵作用，是推動建筑行業持續創新和發展的重要基石。而如何合理設置“BIM技術原理及應用”課程的內容體系、教學模式、考核方式等成為當下亟須解決的難題。

二、“BIM技術原理及應用”課程教學現存問題

（一）缺少專業價值引領

隨著社會的發展，行業企業對專業人才的要求不再僅僅局限于專業技能，還要求其具備專業使命感和社會責任感。伴隨低碳、綠色、環保理念的提出，建筑業逐漸朝著“綠色建筑”“智能建筑”“裝配式建筑”轉變，這就要求建筑行業人員了解行業發展方向、國家政策導向及先進技術。但目前高校教學往往只進行知識講授，對于專業價值的引領不足，導致學生的專業自豪感不強，在今后面臨就業選擇時易跨行擇業。

（二）專業間協同性不足

現階段，BIM技術雖受到國家重視并得到大力推廣，但在高校教學中仍沒有形成以BIM技術為核心的課程體系。建筑工程的全生命周期涉及多個專業交叉融合，而在傳統教學中，各個專業有自己獨立的教學體系，專業間難以相互貫通、相互協作，導致在參與實際項目時易出現多專業間協同性不足、構件發生碰撞等問題。將BIM技術融入多個專業現有的課程體系是高校需要解決的一大難題。

（三）理論教學與工程實踐脫節

教學目標與人才需求目標不一致是目前高校教學過程中需要關注的問題。大數據、物聯網、人工智能技術的崛起，塑造了嶄新的工程業態，對工程人才的要求也發生了變化[3]。學生不僅要掌握扎實的專業知識，還要有實踐能力和創新能力。但受傳統教學思維的影響，教師在授課過程中往往更注重專業知識的講授，因此，當學生參加實際工程時，往往因實踐經驗不足，導致無法將理論知識應用到工程實際中，不能真正達到BIM復合型人才的標準。

（四）師資力量不足

許多高校對BIM技術的重視程度越來越高，但配套的教學設施及師資力量仍然不足。目前，對BIM技術進行講授的多為BIM相關軟件公司的操作人員，而能熟練操作BIM相關軟件且具備扎實的專業知識和豐富的實踐經驗的教師較少。因此，建立一支專業素質過硬、學術水平高、工程實踐經驗豐富的BIM教師團隊是高校亟待解決的問題。

（五）前置課程連接不緊密

“BIM技術原理及應用”課程內容與多門專業課程有交叉，需要“平法識圖”“房屋建筑學”等前置課程知識的支撐，但在傳統教學模式下，學生一般缺乏學習的自主性，難以主動銜接前置課程內容。在這種情況下，教師需在課堂上花費大量時間復習相關的專業知識，從而導致講課內容受限。因此，為了讓學生按時完成課程學習，教師往往選擇與教材案例相近的實訓項目，不再花費過多時間進行知識點銜接，學生也只會照案例模仿，主觀能動性及創新性不足，不利于應用能力和創新能力的培養[4]。

（六）缺乏以學生為主體的教學

在授課過程中，由于課堂時間有限，授課往往以教師講授為主，缺乏教師與學生間的互動及學生的自主思考環節，學生也只是被動地跟著教師的思路走，缺乏參與感。但BIM類課程要求學生掌握內核，能舉一反三，而傳統教學模式僅是“滿堂灌、填鴨式”的教學，無法激發學生的主動性和自主性，顯然達不到培養BIM復合型人才的目標。

三、“BIM技術原理及應用”課程改革策略

針對上述問題，文章提出“BIM技術原理及應用”課程教學模式的改革策略。

（一）融入思政元素，實現價值引領和塑造

BIM類課程作為新工科背景下與行業緊密接軌的技術應用型課程，對行業前沿及國家政策導向的關注顯得尤為重要[5]。因此，教師應在此基礎上，重塑“BIM技術原理及應用”課程的教學目標，充分利用課堂教學主渠道，將知識學習與價值塑造有機融合，深入挖掘課程內容蘊含的思政元素[6]。例如，通過展示建筑工程優秀案例，對學生進行建筑美育教育，塑造學生的審美觀念[7]；了解并掌握行業實時動態和國家政策導向，將“節能建筑”“綠色建筑”“智能建造”等先進理念滲透到課程教學中，增強學生的專業使命感和社會責任感；將行業最新動態、時政要聞補充進思政元素庫，形成育人體系，寓價值塑造于知識傳授和能力培養之中，實現專業教學與思政育人有機融合。實施方案如圖1所示。

（二）連接前置課程資源，助力知識互通

“BIM技術原理及應用”課程需要基于“平法識圖”“房屋建筑學”等專業課程知識進行講授。因此，教師可利用線上平臺，將前置課程的對應章節鏈接到“BIM技術原理及應用”課程涉及的知識點，幫助學生深入學習對應的知識點，同時，通過線上平臺統計學生的學習情況，并根據統計出的薄弱點，在課上有針對性地對個別前置課程的知識點進行講解，以便學生對課程內容有更深的理解。

（三）跨專業、跨學科協同的課程體系重構和優化

建筑工程項目全生命周期內涉及多個專業，多學科交叉融合，且培養復合型人才是當前新工科所倡導的一個重要理念。因此，“BIM技術原理及應用”課程教師應打破原專業界限和壁壘，聯合多專業的教師共同打造和構建學科交叉融合的人才培養新模式[2]。首先，以建筑學、土木工程、給排水科學與工程和工程管理4個專業為核心基礎，將不同專業和學科之間的課程進行銜接，培養學生協調各專業的能力；其次，融合信息工程、計算機科學與技術等相關專業，以BIM技術為主線進行“BIM技術原理及應用”課程建設，選擇多專業知識點融合的教學案例，由點及面，幫助學生將多專業知識點貫穿起來。同時，讓建筑學、土木工程、給排水科學與工程和工程管理4個專業的學生組隊，配合完成一整個工程項目的建筑建模、結構建模、機電建模和工程算量、方案比選等，培養學生的團隊意識。

（四）線上線下混合式教學，共享課程資源

“BIM技術原理及應用”課程涉及的操作要點多，且建筑工程項目圖紙復雜多樣，僅依靠課堂上的案例練習難以將知識點融會貫通。因此，教師依托超星學習通平臺，通過開展線上線下混合式教學，在各個環節配置相應的教學資源，打通課前、課中、課后全流程。課前通過學習通發布學習任務并進行線上答疑，同時上傳36個學習教程視頻及6套實際工程圖紙資料，引導學生提前預習、自主學習。課中發布優秀工程案例供學生借鑒，并發布小組任務，培養學生的團隊協作能力和溝通能力。課后上傳課堂的操作錄屏回放視頻及3個案例資源，并發布課后作業，使學生進一步鞏固該章節的內容，查缺補漏。同時，教師可根據課后學生線上評分及時調整教學方式，提高教學效果。實施方案如圖2所示。

（五）“1+X”書證融通培養復合型人才

按照國家“1+X”制度改革，將“1+X”證書融入課程標準，實現“BIM技術原理及應用”課程成績與BIM類職業技能證書無縫對接。教師可通過課上引入工程實例進行BIM建模練習，課下開展專業技能知識講授，同時通過學校的BIM應用技能報名考試點，組織“1+X”BIM技能一級考試培訓。當基礎班培訓結束后，擇優選擇部分學生進入提高班，進行BIM技能二級考試培訓，實現分層次教學。將BIM類職業技能證書的考取作為課程的過程性考核標準之一，能激發學生的主觀能動性，創新實施“多元融合、混合主體、過程導向、書證融通”的工學交替復合型人才培養模式。實施方案如圖3所示。

（六）以任務為驅動，以賽促教以賽促學

在“BIM技術原理及應用”課程各章節設置進階式應用任務，主動與核心專業課程建立聯系，不斷增加學習寬度和深度。教師應在講授知識的同時，布置實操任務，使學生學以致用，將理論知識應用到工程實例中，解決理論知識與實踐的銜接問題，最后以工程實例作為畢業設計內容，實現“模仿任務—實戰任務—綜合應用任務”的進階。同時，鼓勵學生參加全國高校BIM畢業設計創新大賽、“魯班杯”全國高校數字孿生創新應用大賽、“品茗杯”全國高校BIM應用畢業設計大賽等相關競賽，并在專業理論和技能上為參賽學生提供指導和幫助，實現以賽促教。通過參與競賽，學生提高了學習動力，培養了自主學習、團隊協作和語言表達等能力，鞏固了專業知識，提高了軟件操作熟練度，實現了以賽促學。實施方案如圖4

所示。

（七）搭建產學研協同的BIM實踐平臺

利用南陽師范學院與企業合作建立的聯合實訓中心，為學生提供實習場地，使學生對建筑工程構件及施工工藝等有更加直觀的了解，并進一步與BIM建模內容聯系起來。通過產教融合，有效聯合教育和產業體系，構建產學研協同的培養體系。一方面，通過校企雙方資源互補，教師可以實際建設項目為導向，引導學生進一步理解BIM技術在建筑全生命周期內的優勢，提高學生的項目管理能力，實現理論與實踐有機深化結合。同時，將合作企業提供的實際工程資料載入線上資源庫，并在線下同步教學，分小組完成項目，幫助學生將理論與實踐聯系起來，培養學生多專業協調的能力及項目全過程管理的能力。另一方面，教師可到企業接受培訓、掛職鍛煉，深度參與企業的BIM項目，豐富實踐經驗，進而更好地將理論知識與實際工程結合起來，進一步提高BIM教學能力。

四、結束語

文章在新工科和行業發展的雙需求背景下，以“BIM技術原理及應用”課程為例，積極探索信息技術與教育教學的融合。通過專業教育與思政育人相融合，多專業協同育人，線上線下混合式教學，書證融通促發展，以賽促教、以賽促學及產學研協同育人六步走戰略，進一步解決專業價值引領不足、各專業間協同性差、BIM理論教學與BIM工程實踐脫節、教學標準與人才需求標準不一致、師資力量與教學資源不足等問題，促進高校教育與行業發展緊密聯系，使“BIM技術原理及應用”課程成為培養具備高實踐力、高創新力、高競爭力的復合型人才的有力抓手。

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■ 編輯∕王力

收稿日期：2023-11-30" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 修回日期：2023-12-26

作者簡介：任" 懌，女，助教，研究方向為BIM技術的應用、巖土工程的治理與防護；丁軻，男，副教授，研究方向為BIM技術的應用、工程造價、工程管理；鄭文豫，男，副教授，研究方向為BIM技術的應用、土木工程施工技術。

基金項目：南陽師范學院實驗室開放項目“BIM+GIS在建設工程數字化管理中的應用”（SYKF2021067）