工程管理專業(yè)B IM技能教學課程體系的構(gòu)建研究

蔣杰

摘要：BIM技術(shù)是近年來興起的工程建設(shè)行業(yè)一項變革性的新技術(shù)，高校必須跟隨時代潮流建立新型的人才培養(yǎng)方案。文章主要著眼于討論以下問題，即如何在高校課程中加入BIM技能教學，構(gòu)建完整的BIM技能教學課程體系，并對BIM技能教學課程的具體開設(shè)模式進行了研究。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；課程體系；工程管理

2015年6月16日，住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部以建質(zhì)函〔2015〕159號印發(fā)《關(guān)于推進建筑信息模型應(yīng)用的指導意見》，在《指導意見》的第三大條——發(fā)展目標中明確提出：“到2020年末，建筑行業(yè)甲級勘察、設(shè)計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業(yè)應(yīng)掌握并實現(xiàn)BIM與企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術(shù)的一體化集成應(yīng)用。到2020年末，以下新立項項目勘察設(shè)計、施工、運營維護中，集成應(yīng)用BIM的項目比率達到90%：以國有資金投資為主的大中型建筑；申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)?！盉IM（建筑信息模型）成為了我國建筑行業(yè)的熱門話題，在住建部決心大力推動的前提下，BIM技術(shù)毫無疑問地將成為工程建設(shè)行業(yè)從業(yè)人員必須掌握的專業(yè)技能，對大學生就業(yè)市場產(chǎn)生巨大的影響，進而對高校的人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案提出了新的要求。

1 BIM技術(shù)簡介

近十年來，在CAD 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來一種多維模型信息集成技術(shù)，也就是BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型技術(shù)，“BIM是在建筑生命周期對相關(guān)數(shù)據(jù)和信息進行制作和管理的流程”。其最大的進步在于將多個方面的工程信息如進度、質(zhì)量、投資甚至于通風、光照等自然環(huán)境條件整合于一個虛擬建造的三維工程實體，使項目建設(shè)的所有參與方都能夠在數(shù)字虛擬的真實建筑物模型中操作信息和在信息中操作模型，從而實現(xiàn)在建筑全生命周期內(nèi)提高工作效率和質(zhì)量，以及減少錯誤和風險的目標。BIM具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等特點。并可應(yīng)用貫穿于項目決策、設(shè)計、施工、運營全過程。

BIM的出現(xiàn)，使得建筑工程不再是容錯性極低的一次性工作，而是可以進行多次的虛擬建造，得出最優(yōu)的設(shè)計方案，最佳的施工計劃，創(chuàng)造最好的人居環(huán)境。并可最大限度地減少工程浪費、設(shè)計沖突，從而對項目管理三大目標進度、質(zhì)量和投資均產(chǎn)生最優(yōu)化效果。據(jù)Autodesk 公司統(tǒng)計，三維可視化可提高企業(yè)競爭力66%，減少50%～70%的信息請求，縮短5%～10%的施工周期，減少20%～25%的各專業(yè)協(xié)調(diào)時間。

正因為如此，住建部才會在國內(nèi)CAD技術(shù)已經(jīng)成熟的情況下，以較快的節(jié)奏推廣BIM技術(shù)。一個新技術(shù)的引入，除了要求原有產(chǎn)業(yè)升級之外，對于我國相關(guān)的專業(yè)人才培養(yǎng)也提出了新的需求，一個新的就業(yè)市場正在形成。筆者所在高校本科生2016年的就業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了多個成功的范例。設(shè)計單位和施工單位正在大量培養(yǎng)和引進掌握BIM技術(shù)的人才，以適應(yīng)政策要求和市場變化。BIM在國內(nèi)外的建筑業(yè)中越來越受到重視，行業(yè)也需要越來越多能夠熟練掌握BIM的人才，但是，人才培養(yǎng)規(guī)模卻遠不能適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的趨勢。

2 高校BIM技能教學存在的問題

因為如上文所述的形勢所趨，各地均產(chǎn)生了BIM人才缺口，作為社會專業(yè)人才培養(yǎng)最為重要的陣地的高校，必須響應(yīng)時代召喚，培養(yǎng)出適合市場需要的專業(yè)人才。如筆者所在工程管理專業(yè)，在三年前即開始廣泛推進針對專業(yè)教師的BIM培訓，并已經(jīng)在現(xiàn)有本科學生中通過參加國內(nèi)一些軟件廠商組織的BIM類學科競賽的方式對部分學生進行BIM技能教學，這些學生在就業(yè)時由于掌握BIM技能而獲得了極大的優(yōu)勢，但是在實踐中仍存在以下幾個問題。

2.1 教學條件問題

從必備的軟硬件條件來說，BIM技能教學實質(zhì)上主要內(nèi)容仍然是軟件操作技能的學習，而且是成系列的新型軟件，完成三維建模、信息集成、虛擬建造等方面的工作。以使用最為廣泛的REVIT軟件為例，其硬件要求就明顯高于CAD，如果加上NAVISWORKS、MAGICAD等系列軟件，對計算機教學平臺的要求就更高，各高校原有的用于CAD教學的計算機機房普遍不能滿足要求，必須建設(shè)新的專用機房，在硬件建設(shè)成本上較高，且還需要購買大量新軟件。

從師資條件來說，目前國內(nèi)BIM技術(shù)興起僅幾年的時間，我國東部城市起步較早，而西部城市則剛剛有所動作，具備進行BIM系列軟件教學能力的人員還比較少，且大量集中在一些軟件公司和培訓機構(gòu)。仍以REVIT軟件為例，中國圖學學會已經(jīng)開始推出一級BIM建模師、二級BIM高級建模師一類的技能考試。要承擔BIM建模方面的教學任務(wù)，至少需具備一級建模師的水平，如果要達到信息集成和虛擬建造的階段，則要求教師必須達到高級建模師的水平，這需要教師參加長時間的培訓，師資培養(yǎng)有較大的難度，且本較高。

2.2 教學設(shè)計問題

BIM技術(shù)畢竟是一項新技術(shù)，其內(nèi)涵遠遠超過了CAD技術(shù)，對于這一新生事物，如何對本科生中開展教學，如何設(shè)計和建設(shè)課程，均有大量需要探討的問題存在。

在課程設(shè)置方式上，如果僅僅是建模教學，可以設(shè)置在學生掌握識圖技能之后開始，但是BIM技術(shù)中涉及的質(zhì)量、進度、投資信息，則必須選擇在學生完成項目管理課程后進行。對于設(shè)計優(yōu)化、碰撞檢測方面的課程內(nèi)容，則必須在學生學習土木工程施工技術(shù)方面知識后方可開展。我們不可能在大四才開始進行BIM的教學，因為那時已經(jīng)沒有時間了，我們也不可能在大一就大量開設(shè)BIM課程，因為學生缺乏相應(yīng)的知識積累。

在課程內(nèi)容的設(shè)計上，BIM技能教學的重點難點自然是大量新軟件的操作，因此必然要以培養(yǎng)上機操作技能作為基礎(chǔ)，上機教學也是必然的選擇。但是放眼望去，除了REVIT軟件建模算得上是與CAD一脈相承而無可爭議之外，其他如虛擬建造、信息集成、碰撞檢測等軟件多種多樣且良莠不齊，國內(nèi)著名工程項目管理軟件公司如廣聯(lián)達、斯維爾、魯班等均推出了自己的BIM系列軟件，那么，到底BIM技能教學應(yīng)選擇什么樣的軟件，是否要在課程中加入理論教學內(nèi)容？

3 關(guān)于構(gòu)建課程體系的思考

從前面的分析我們可以看出，BIM技能教學具有不同于其他課程的一些特點，例如知識的新穎、對教學條件要求更高、教學內(nèi)容復雜且與工程管理專業(yè)其他課程聯(lián)系緊密等，這些都注定了在構(gòu)建BIM技能教學課程體系的時候，不能再使用傳統(tǒng)的教學安排，在此筆者提出以下幾點需要思考的方向。

3.1 關(guān)于課程設(shè)置的方式和連續(xù)性

BIM技能教學內(nèi)容是隨著專業(yè)課程的深入而逐漸展開的，不同的軟件對應(yīng)著不同的專業(yè)內(nèi)容，這就決定了BIM課程無法用一門課程就包含所有的內(nèi)容。而最好的辦法莫過于分段教學，從BIM軟件在工程管理專業(yè)本科生各個學習階段中應(yīng)該發(fā)揮的作用和對應(yīng)的專業(yè)內(nèi)容進行分段，從而保證BIM軟件操作與專業(yè)課程的對接，同時，也可以保證學生在學習BIM技術(shù)的過程中的連續(xù)性。

從目前國內(nèi)對于BIM的應(yīng)用研究可知，BIM技術(shù)已經(jīng)普遍使用于設(shè)計、施工、運營維護各個階段，而對于BIM的課程教學也應(yīng)該按照這些階段分別設(shè)置。對照當前工程管理專業(yè)課程，具體如表1。

這樣的內(nèi)容安排也帶來了一個明顯的問題，那就是BIM類教學課程既然是與很多專業(yè)課程內(nèi)容相對應(yīng)，那是否可以將BIM技能教學直接植入到專業(yè)課程之中呢？事實上，在專業(yè)課程中運用BIM知識進行講解早已經(jīng)被大量采用，我們所討論的問題是，是否應(yīng)該將某一門專業(yè)課程中涉及的BIM技能，也就是對應(yīng)的BIM軟件操作直接放到課堂學時，或者作為課程設(shè)計來安排。對此筆者所在專業(yè)教研室在進行培養(yǎng)方案制定時進行了討論和調(diào)研，其中存在的主要問題在于BIM技能教學是一種技能訓練，與一般的理論和實踐課程均存在較大的不同，如果將其內(nèi)容放到專業(yè)課程的正常行課中開展，會沖擊課程的正常行課秩序。而且BIM技術(shù)往往是多門專業(yè)課程知識的集成，難以與某一門專業(yè)課程單獨融合，對教學內(nèi)容的安排也會造成困難。

因此，BIM技能教學的最佳安排方式是連續(xù)多個學年開設(shè)的單獨設(shè)置的實踐類課程。讓學生能夠做到系統(tǒng)化、集中連續(xù)地學習某一種或者多種BIM軟件操作技能，并在學習過程中對專業(yè)課程中的理論知識進行一次溫習，達到相輔相成的目的。

3.2 關(guān)于課程內(nèi)容的深度

BIM技能教學課程的內(nèi)容相對比較統(tǒng)一，如上表1所示，在本科期間主要是講解各種對應(yīng)軟件的操作技能，但是這里面存在一個問題，就是BIM教學的深度設(shè)置。明顯的一點是，課程深度如果很深，那么對于學時要求就比較多，培養(yǎng)方案的學時上限會沖擊到其他專業(yè)課程的學時分配。

以BIM建模為例，國內(nèi)外在進行BIM建模教學時首選軟件是AUTODESK公司出品的REVIT軟件，REVIT學習要達到BIM一級建模師的水平，需要進行200小時的考前培訓。按照高校的規(guī)定，200小時即使折算為200學時，也相當于12.5個學分。如果要培養(yǎng)學生達到一級建模師的水準，我們將在BIM建模這一門課程上面就占用多達12.5個學分，這顯然是不可能的。從培養(yǎng)方案整體來看，BIM建模教學內(nèi)容最多只能安排1～2個學分，也就是16～32個學時，這是不能滿足建模師培訓的要求的。

當然，我們也并非要在本科一年級就培養(yǎng)學生達到建模師的水平，大學課程本身應(yīng)該以培養(yǎng)學生基礎(chǔ)理論和基本操作為主，深入的應(yīng)用應(yīng)該是學生在自我學習和實踐運用之中推進的。仍以BIM建模教學使用REVIT軟件為例，REVIT如果僅僅講解構(gòu)件建模操作，與CAD和天正建筑軟件有較多的共通之處，學生學習內(nèi)容相對較為簡單，可以在16～32個學時完成。但是如果要涉及族參數(shù)設(shè)計之類的高級應(yīng)用則學時不夠，對于有需要加深學習的學生來說，可以自主學習或者參加相關(guān)培訓班。

因此，BIM技能教學課程內(nèi)容宜以基礎(chǔ)理論知識和軟件基本操作為主，對于深入和具體的應(yīng)用做到點到即止，為學生打開一扇大門，留出后面的路讓他們自己前行。

3.3 關(guān)于學生選課的自主性

工程管理專業(yè)是一個兼容性很強的專業(yè)，BIM技術(shù)毫無疑問是當前工程管理行業(yè)最新穎與最熱門的專業(yè)技能，學生需要在課程學習之外自行深入學習，這會耗費大量時間。從筆者所在專業(yè)教研室近期組織的關(guān)于BIM的一系列活動，例如技能培訓、學科競賽等可以看出，部分本科生對于自己未來學習和就業(yè)的定位并未將BIM學習納入其中。如選擇考研的學生，往往并不愿意將大量時間和精力放到BIM學習上。由于BIM技術(shù)帶有很強的實踐和操作性，還有部分學生更認可就業(yè)以后，在工作崗位上結(jié)合實際工程進行學習可以取得更好的效果。

由于以上原因，從高校課程設(shè)置上來講，按照當前趨勢，國家鼓勵加大選修課比例，給予學生更大的選擇空間，去選擇自己想要獲得的知識。那么BIM課程是否已經(jīng)是工程管理專業(yè)所必不可少的專業(yè)基礎(chǔ)課程了呢？對于方興未艾的BIM技術(shù)來說，顯然還不到時候，BIM建模課程甚至還無法取代CAD制圖課程的地位。

因此，將BIM技能教學課程放入選修課體系更為合理，學生可以根據(jù)自己對大學學習生活的規(guī)劃來選擇修讀。例如近年來高校中開展的“第二課堂”，可以將BIM課程納入其中，由于是第一課堂之外的學生自主學習時間，更能夠利用好有限的資源，盡可能地滿足那些有需求、有學習愿望的學生自主選擇學習。

4 對于BIM技能教學課程體系設(shè)置的總結(jié)

綜合以上分析，筆者認為BIM技能教學課程體系的設(shè)置應(yīng)遵循以下幾個原則：第一，BIM技能教學的開展應(yīng)從師資條件、軟硬件條件的建設(shè)開始，在解決條件問題之后才能滿足課程開設(shè)的基礎(chǔ)；第二，BIM技能教學宜設(shè)置為單獨的、連續(xù)的多門課程，且分布在各個學年中，具體時間安排應(yīng)與專業(yè)課程的開設(shè)時間形成對應(yīng)，應(yīng)在學生已經(jīng)完成相應(yīng)專業(yè)課程內(nèi)容的修讀之后開設(shè)BIM課程；第三，BIM技能教學課程的形式應(yīng)該是獨立設(shè)置的實踐教學課程，教師應(yīng)選取型式比較齊全的實際工程圖紙，配合施工方案、進度計劃等進行教學；第四，BIM技能教學課程應(yīng)該設(shè)置為選修課程，而不宜強行在基礎(chǔ)課、專業(yè)課中開設(shè)單獨的BIM課程，當然根據(jù)國內(nèi)相關(guān)研究，在專業(yè)課程中使用BIM技能配合講授已經(jīng)比較普遍；最后，BIM技能教學的內(nèi)容不宜太深，以讓學生基本入門為目的，留下學習的空間，也避免占用學時過多的情況出現(xiàn)。

參考文獻：

[1]住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于推進建筑信息模型應(yīng)用的指導意見[Z].2015-6-16.

[2]Kristen B，Kenneth S.How to measure the benefits of BIM-A casestudy approach[J].Automation in Construction，2012，（24）：149-159.

[3]葛文蘭，于曉明.何波.BIM第二維度——項目不同參與方的BIM 應(yīng)用[M].中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[4]王曉濤.建筑信息模型全面推廣需七八年[N].中國經(jīng)濟導報，2010-7-3（C01）.

[5]張尚，任宏，Albert P.C. Chan.BIM的工程管理教學改革問題研究（二）——BIM技能教學改革的作用、規(guī)劃與建議[J].建筑經(jīng)濟，2015，36（2）：92-96.