新工科背景下土木工程專業BIM技術課程群建設

摘" 要：BIM技術在建筑工程設計、建造、運維管理等多方面引發的深刻變革，讓其在建筑產業中的推廣應用已成為時代必然選擇，而BIM技術人才需求量也呈井噴式增長。該文從課程群的建設背景意義、建設目標、課程體系、校企聯合師資隊伍、產學研合作企業、BIM教學軟硬件體系及教學方法手段改革等方面，系統提出BIM技術課程群建設舉措，構建包含BIM技術概論、BIM建模應用技術、BIM應用與項目管理、BIM技術應用綜合實訓在內的“設計建模-管理應用-實踐實訓”的漸進式課程群體系，顯著提高人才培養質量和學生就業競爭力，育人成效顯著。

關鍵詞：新工科;建筑信息化;課程群;BIM技術;土木工程專業

中圖分類號：G642" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）04-0101-04

Abstract： BIM technology is now driving profound change in building engineering design， construction， operation and maintenance management， etc. The popularization and application of BIM technology in construction industry becomes the inevitable choice of Times. Also BIM technology talent growth spurt. Construction measures of course group of BIM technology are presented systematically， which includes construction background and significance， construction objectives， curriculum system setting， school-enterprise joint teachers team building， industry-university-research cooperation enterprises selection and reform of teaching methods， etc. Designing and modeling-management application-practice training progressive curriculum group system is established， which includes introduction of BIM technology， BIM modeling application technology， BIM application and project management， comprehensive training of BIM technology application. All the research above can promote the talent training quality and students'employment competitiveness， also achieve remarkable educational effect.

Keywords： new engineering; building informatization; course group; BIM technology; civil engineering major

BIM（Building Information Modeling）技術利用數字化手段（即各種專業BIM建模軟件），建立集成土木工程項目各項信息數據的建筑數據化、信息化模型，即建筑信息模型，并在工程項目全生命周期（策劃、運行和維護）中進行共享和傳遞，為工程各建設主體（設計、施工、運營等）提供工作協同，從而幫助工程師正確、高效地理解處理各種建筑信息，實現提高工效、降低成本和減小工期等目標。隨著國家大力推進國民經濟和社會信息化戰略舉措的深入推進，作為國民經濟信息化基礎之一的建筑業信息化必將獲得巨大發展，而建筑業信息化的重要內容之一即BIM技術的推廣應用，將極大促進建筑領域技術和管理水平的提高，轉變建筑業發展方式，推動建筑業跨越式發展。

近年來，建筑信息模型（BIM）技術受到黨中央、國務院及各級政府的高度重視。住房城鄉建設部陸續發布了《2011—2015年建筑業信息化發展綱要》[1]、《2016—2020年建筑業信息化發展綱要》[2]，指導推動建筑企業信息化建設，不斷提高信息技術應用水平。

2020年7月3日，《住房和城鄉建設部等部門關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》[3]，提出：加快推動新一代信息技術與建筑工業化技術協同發展，在建造全過程加大建筑信息模型（BIM）、互聯網、物聯網、大數據、云計算、移動通信、人工智能和區塊鏈等新技術的集成與創新應用。2020年8月28日，《住房和城鄉建設部等部門關于加快新型建筑工業化發展的若干意見》[4]。意見提出：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集成應用。

可以預見，BIM技術由于具有促進可視化設計管理及多專業協同設計，有利于推動數字建造、智能建造與精細化施工，適應建筑業工業化、信息化、智能化和綠色化發展等諸多優勢，已經成為建筑業轉型升級、提質增效的重要技術依托，發展前景廣闊，BIM技術人才需求也必將呈現前所未有的爆發式增長[5-6]。

然而，隨著BIM技術及其應用的不斷發展擴大，BIM技術人才的短缺已成為制約其應用發展的瓶頸之一。而高校由于自身科學研究優勢與積累往往側重于傳統土木工程技術領域，缺乏BIM技術人才培養所需的專業師資、教材教具、工程案例、匹配的教學方法手段和軟硬件平臺等資源，導致當前眾多高校BIM技術人才培養多呈現課程單一、未成體系等特點，無法滿足實際BIM技術人才知識體系培養要求[5-6]。因此，開展新工科背景下的BIM技術課程群建設研究與實踐意義顯著。

一" 課程群建設目標

課程群教學對象為土木工程本科專業學生，根據土木工程專業人才培養目標及課程群所支撐的畢業能力要求內容“能適應區域建筑業工業化、信息化及維護更新等發展需求”，同時結合住房城鄉建設部近10年發布的全國建筑業信息化發展綱要內容，將建筑信息化的重要舉措——建筑信息模型（BIM）技術作為東莞理工學院（以下簡稱“我校”）土木工程專業人才培養的重要內容。基于此確定了課程群建設總體目標為通過課程群系統的理論課程與實踐課程教學，使學生系統了解BIM技術研究和應用的現狀與發展趨勢，掌握BIM土建建模的方法與流程，以及BIM技術在項目設計、施工和運維中的管理應用，具體如下。

（一）" 知識與能力目標

幫助學生了解BIM技術的研究與應用的基本知識，明晰建筑業信息化的發展前景和重要性;掌握BIM基礎建模軟件的基本操作，具備應用Revit軟件進行BIM土建建模的基本能力，掌握BIM在項目設計階段的應用及優化設計要點;掌握BIM在設計階段、施工階段和運維管理階段的應用及BIM在項目管理中的協同，熟悉項目管理相關軟件及基礎操作。

（二）" 素質目標

培養學生的工匠精神、工程倫理意識、標準規范意識，自學意識與自學能力;理解土木工程師應具備的職業道德與責任使命感。

二" 課程群體系建設——構建“設計建模—管理應用—實踐實訓”的循序漸進課程群體系

按照上述課程群目標要求，BIM技術課程群課程體系如圖1所示。

（一）" BIM技術概論

知識與能力目標：了解BIM的基本概念和相關技術知識;掌握BIM在建筑行業的應用價值和應用流程;了解建筑工程領域主流的BIM軟件和工具;掌握BIM在工程應用的設計流程;初步認識主流BIM軟件的使用方法。

課程內容：BIM技術概述、BIM技術特點、BIM軟件介紹、BIM項目應用介紹和BIM市場發展等。

課程考核：綜合成績=3次課程思政作業×10%+2次理論作業×30%+期末考核論文×60%;主要考核學生對于BIM技術體系的構成及工程應用，常見軟件的類別、功能及應用等內容的認識和了解。

（二） BIM建模應用技術

知識與能力目標：了解BIM技術在建筑設計領域的優勢;能運用Revit基礎建模軟件創建地形、標高、軸網、墻、柱、梁、樓板、門窗、屋頂、洞口、幕墻和樓梯等構件的建筑實體模型;掌握Revit房間、面積和門窗等明細表的提取;了解Revit族的建立。

課程內容：Revit軟件的安裝、操作界面、建模流程;圖元基本操作;項目信息設置、構件類型屬性、結構類型參數設置;標高與軸網的繪制、標高的參數設置及工具應用;建筑條形基礎/獨立基礎的建模、杯型獨立基礎/樁-承臺基礎/擴大臺階基礎族的創建;結構柱的建模、異形結構柱族的創建;墻體、樓板的基礎操作方法、復雜墻體的制作與原理;Revit窗/幕墻的建模、萬能窗族的創建樓梯、屋頂的基礎操作方法、樓梯參數及Revit樓梯工具的應用;坡屋頂與老虎窗建模、常見的三種老虎窗的創建;正交/透視三維視圖創建、視圖范圍控制;房間面積、布圖與打印的基礎操作、面積標記參數設置;材質標記、房間標記、尺寸標記、材質標記參數設置;構件明細表制作、明細表的參數設置;Revit輔助建筑設計內容。

課程考核：綜合成績=3次課程思政作業×10%+3次上機實操作業×40%+期末課程設計×50%;主要考核學生應用Revit軟件建立房屋土建BIM模型的能力。

（三） BIM應用與項目管理

知識與能力目標：了解項目管理的基礎知識;熟悉BIM理論知識及BIM在建筑業的應用前景、應用價值和應用流程;熟悉BIM在項目管理中的應用與策劃;掌握BIM在設計階段、施工階段和運維管理階段的應用及BIM在項目管理中的協同;熟悉項目管理相關軟件Revit、Navisworks與廣聯達BIM5D及基礎操作;掌握Revit明細表提取、三維場地及漫游動畫制作等;熟悉Navisworks漫游、動畫、碰撞檢查及4D施工模擬，熟悉廣聯達BIM5D施工進度模擬、施工工序及方案模擬基礎知識及相關軟件操作。

課程內容：項目管理的基礎知識、BIM在項目管理中的應用與策劃、BIM技術在設計階段的應用、BIM技術在施工階段的應用、BIM技術在運維管理中的應用與協同。

課程考核：綜合成績=3次課程思政作業×10%+2次理論作業×10%+3次上機實操×30%+期末課程設計×50%;平時作業主要考察BIM應用與管理的相關理論知識內容;上機實操主要考察基于給定工程背景進行BIM建模實操應用，例如完成某多層框架結構建筑的Revit三維場地建模、三維視圖設計和漫游制作;期末課程設計則需要學生綜合應用BIM應用與項目管理理論知識與建模實操技能，針對給定工程進行Revit建模、明細表提取、三維場地及漫游動畫制作、碰撞檢查及4D施工模擬等。

（四） BIM技術應用綜合實訓

知識與能力目標：掌握BIM軟件在建筑規劃、設計、建造和管理中的應用。以實際工程項目為依托，掌握BIM建模、BIM碰撞檢查、BIM施工模擬、BIM渲染漫游、BIM算量、BIM協同管理和智慧工地等領域的實踐應用;通過BIM綜合實訓深層次理解建筑信息技術的應用，培養學生將BIM建筑信息技術應用于實際工程項目的能力。

課程內容：根據給定的工程背景及條件，學生分組完成一棟房屋建筑的BIM建模（土建模型必做，機電模型選做）、BIM碰撞檢查、施工模擬、BIM渲染漫游、BIM算量、BIM協同管理、智慧工地等BIM應用實踐。

課程考核：實訓綜合成績=課程實訓成果×50%+校企導師聯合答辯×40%+平時過程表現×10%，綜合考察學生的BIM理論知識及軟件操作、工程結構及預算理論知識、工程施工及管理知識、工程識圖繪圖、團隊協作與溝通交流等能力素質。

三 課程思政建設

在“大思政”的格局下，如何將傳授BIM技術專業知識/技能與學生作為公民的價值引領，以及作為工程師的職業道德和工程倫理相結合;如何將思政育人元素融入日常課堂教學中，是本課程群課程思政建設的重難點內容。為此，團隊對課程思政的核心思想進行深入研究，將教學目標、思政目標與教學方法互相耦合，構建BIM技術課程群內容與思政教育內涵有機融合的新模式。團隊依據《高等學校課程思政建設指導綱要》[7]要求，圍繞家國情懷、科技報國、知識產權保護、四個自信等課程思政元素，結合各課程知識內容特點，分別設計了3個思政育人的典型教學案例（思政映射與融入點），在傳授專業知識的同時，隱性植入思政元素（表1）。基于此，培養學生基本的工程素養、嚴謹的工作態度;增強學生的工程意識、標準化意識和貫徹執行國家標準的意識;培養學生認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風;理解工程師應具備職業及倫理規范。

四" 校企共建師資團隊

（一）" 構建“學校為主、企業為輔”校企聯合課程團隊

考慮我校BIM技術師資力量較為匱乏，現有教師BIM技術知識技能較弱，課程群建設初期與產學研合作企業組建聯合課程團隊，由學校具有BIM技術相關研究或應用背景的“雙師型”青年博士教師，與產學研合作企業BIM技術專家共同組成課程群教學團隊，將企業專家豐富的實踐經驗及工程案例背景，和校內青年博士教師扎實的理論功底、積極的工作熱情與軟件學習能力相結合，確保課程群的師資力量水平。

（二）" 全方位賦能校內師資能力提升

通過校企產學研課題合作、企業掛職交流、進修學習和輔導培訓等多種方式，提升校內青年博士師資的BIM技術專業知識能力水平;通過教師賦能工作坊、各類課程教學技能競賽等提升校內青年博士教師教學技能水平[8]。

五" 產學研合作企業

首先，產學研合作企業在BIM技術領域必須擁有強大的技術研究團隊與人力資源優勢，能夠為課程開設提供充足的技術與專家力量支撐;其次，合作企業市場運營良好，業務前景廣闊，擁有眾多的BIM實訓實踐項目平臺和工程案例;最后，合作企業具有良好的企業文化和市場信譽，富有社會擔當和奉獻精神，熱心高等教育事業[9]。基于上述原則，最終確定斯維爾、廣聯達等行業龍頭企業作為產學研合作企業。

六" BIM教學軟硬件體系構建

良好的BIM教學軟硬件體系是開展BIM教學的必要條件，硬件條件主要指能滿足上課人數需求的BIM機房，機房需配備足夠數量的高性能電腦及教學多媒體等硬件設施;軟件條件主要是各類BIM軟件，當前BIM技術軟件類型多樣，功能及技術特點不盡相同，要采購最新版主流BIM軟件，例如Revit、Navisworks、魯班、廣聯達等。我校分兩期建立了2間“BIM教學實訓室”，每間均配置有高性能計算機35臺、專用服務器1臺、多媒體投影設備、音響設備、網絡監控及電源穩壓設備等各1套，可供2個行政班級同時開展BIM課程教學;采購各類BIM軟件20余種，涵蓋建筑、結構及機電專業領域的BIM建模、算量、計價、場地布置與施工管理等主流BIM軟件。

七" 積極開展教學方法手段改革與創新

建立BIM技術案例庫，為理論教學構建豐富的應用案例載體，加深學生對相關理論知識的理解深度和學習興趣;建立BIM相關軟件基本件操作視頻庫，幫助學生更好更快地掌握BIM相關軟件操作;開展基于建筑全生命周期的項目化教學，通過某一工程案例貫穿整個教學過程，切實提高學生的實戰水平與實踐應用能力;以工程實際應用要求為標準，設立課程成果考核標準;邀請企業BIM專家組建課程考核評價小組等。

八" 結束語

BIM技術作為一種新的建筑信息化技術，正推動著建筑工程設計、建造、運維管理等多方面的深刻變革，BIM技術在建筑產業中的推廣應用已成為時代必然選擇。因此，開設BIM技術課程群十分必要和迫切。通過課程群相關課程的學習，使學生具備了從事BIM技術相關的工程設計、建造、運維管理等崗位的知識與技能，較好地迎合了建筑業轉型升級帶來的行業人才需求，有助于培養目標的達成和畢業生的就業工作。新冠病毒感染疫情期間，我校土木工程專業畢業生就業率始終保持在90%及以上，育人效果良好。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.住房城鄉建設部關于印發《2011—2015年建筑業信息化發展綱要》的通知[EB/OL].（2011-05-10）[2022-10-24].http：//www.gov.cn/gongbao/content/2011/content_2010588.htm.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.住房城鄉建設部關于印發《2016—2020年建筑業信息化發展綱要》的通知[EB/OL].（2016-08-23）[2022-10-24].http：//jst.sc.gov.cn/scjst/Backup17/2016/9/30/d6b2279bb5d2438a94ecb1d908bf88ad.shtml.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉建設部等.住房和城鄉建設部等部門關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見[EB/OL].（2020-07-03）[2022-10-24].http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-07/28/content_5530762.html.

[4] 中華人民共和國住房和城鄉建設部等.住房和城鄉建設部等部門關于加快新型建筑工業化發展的若干意見[EB/OL].（2020-08-28）[2022-10-24].http：//www.mohurd.gov.cn/wjfb/202009/t20200904_247084.html.

[5] 姚靜.BIM+VR技術在高校土建類專業課程教學中的應用探索[J].黑龍江教育（理論與實踐），2018（Z2）：71-72.

[6] 張樹江，韓杰，畢德純.融入BIM技術的建筑類專業課程體系構建[J].大學教育，2017（11）：48-50.

[7] 中華人民共和國教育部.教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

[8] 許莉，張挺.BIM技術在土木工程專業中課程架構的研究[J].高教學刊，2019（5）：89-91.

[9] 艾心熒，鄭愚，孫璨，等.土木工程專業人才培養方案改革與實踐[J].教育教學論壇，2021（40）：105-108.

基金項目：廣東省本科高校教學質量與教學改革工程項目“建筑信息化智慧仿真實驗教學示范中心”（無編號）、“BIM建筑信息技術科產教深度融合的路徑探索”（無編號）;東莞理工學院質量工程項目“校企共建課程《裝配式建筑結構設計與施工》”（201902059）、“土木工程虛擬仿真試驗教學示范中心”（202102001）;2021年東莞理工學院課程思政示范項目“示范專業（土木工程）”（20222503）

第一作者簡介：艾心熒（1986-），男，漢族，湖北枝江人，工學博士，副教授，系主任，碩士研究生導師。研究方向為結構健康監測、隧道開挖與上部結構相互作用、超高層建筑施工技術與管理。