基于CDIO教育理念的BIM工程能力提升研究

陳嘉清，韋婷婷

（嘉興學(xué)院南湖學(xué)院，浙江 嘉興 314001）

1.引言

2017 年以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，致力于打造工程教育的中國(guó)模式，讓高等教育服務(wù)強(qiáng)國(guó)建設(shè)。在這一背景下，以人才培養(yǎng)為重點(diǎn)，要求依托產(chǎn)業(yè)需求創(chuàng)新工科專業(yè)的知識(shí)體系與結(jié)構(gòu)，尋求校內(nèi)外資源打造工科教育開放融合的姿態(tài)，打造一批兼具創(chuàng)新和實(shí)踐能力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。

BIM 全稱為Building Information Modeling，即建筑信息模型，通過參數(shù)化的三維建模，整合項(xiàng)目全壽命周期信息，打破信息壁壘，利用其可視化、沖突分析、成本分析、進(jìn)度管控等功能，服務(wù)于項(xiàng)目各參與方。目前已在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)得到大力推廣，同時(shí)各專業(yè)院校也紛紛建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，軟件與硬件同步配套，開設(shè)BIM 類相關(guān)課程。然而，由于發(fā)展時(shí)間較短，在實(shí)踐課程教學(xué)體系中還存在一些不完善之處，主要表現(xiàn)在：

圖1-1 BIM 實(shí)踐教學(xué)體系圖

缺乏與行業(yè)、企業(yè)密切關(guān)聯(lián)的實(shí)踐課程體系。BIM 方向作為工程管理專業(yè)的一個(gè)新方向，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生BIM 建模、專業(yè)應(yīng)用乃至高級(jí)應(yīng)用與管理的能力，如何設(shè)置課程體系，使其貼合建筑行業(yè)發(fā)展需要，是一大關(guān)鍵所在。

實(shí)踐教學(xué)難度較大。BIM 實(shí)踐課程涉及工程圖學(xué)基礎(chǔ)、房屋建筑學(xué)、建筑設(shè)備、工程造價(jià)管理、工程項(xiàng)目管理等工程管理專業(yè)相關(guān)的核心課程，專業(yè)知識(shí)跨度大，對(duì)任課教師和學(xué)生的綜合能力均有較高的要求。

課堂教學(xué)偏向理論為主，且BIM 相關(guān)教材普遍缺乏廣度和深度，大多側(cè)重于軟件操作的講解，少有具體實(shí)際的案例分析，導(dǎo)致學(xué)生雖精通軟件，但遇到實(shí)際項(xiàng)目依舊無從下手，無法達(dá)到行業(yè)所需的BIM 工程能力人才的要求。

2.基于CDIO 理念的BIM 實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

CDIO 作為近年來國(guó)際工程教育改革的一種新模式，代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），旨在讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力這四個(gè)層次的能力，這與建筑行業(yè)所需的BIM 工程能力人才的要求相契合。因此，借鑒CDIO 工程教育理念，從BIM 工程能力的要求出發(fā)，構(gòu)思并設(shè)計(jì)BIM實(shí)踐教學(xué)體系，如下圖1-1。

該教學(xué)體系圍繞BIM 工程能力提升為核心目標(biāo)，涵蓋橫向四大模塊、縱向四個(gè)層次。其中四大模塊分別為構(gòu)思（C）培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)（D）教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)（I）預(yù)期產(chǎn)出與結(jié)果，通過評(píng)價(jià)機(jī)制保障運(yùn)作（O）；四個(gè)層次分別為基礎(chǔ)、提高、進(jìn)階、應(yīng)用層次。

基礎(chǔ)層次：以學(xué)生掌握工程管理專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)為培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)過程中側(cè)重于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、法律等核心課程，包括《土木工程施工》《工程經(jīng)濟(jì)學(xué)》《工程造價(jià)管理》《工程項(xiàng)目管理》《建設(shè)法規(guī)》等，要讓學(xué)生建立扎實(shí)的理論知識(shí)基礎(chǔ)。

提高層次：以培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人能力為目標(biāo)，通過創(chuàng)設(shè)BIM課程和課程嵌入BIM 兩種模式，構(gòu)建BIM 課程體系。其中，創(chuàng)設(shè)BIM課程是指專門開設(shè)的BIM課程，例如《BIM概論》、《BIM建模技術(shù)》、《BIM 項(xiàng)目管理軟件應(yīng)用》、《BIM 工程師培訓(xùn)》等；已有課程嵌入BIM 是指通過加入BIM 元素改革原有課程，提升教學(xué)效果與學(xué)生的接受度，例如在《土木工程施工課程設(shè)計(jì)》中應(yīng)用BIM 技術(shù)，將原本建立在2D 基礎(chǔ)上的施工組織以3D 形式進(jìn)行設(shè)計(jì)和編制，包括施工進(jìn)度計(jì)劃編制和施工進(jìn)度模擬、三維施工場(chǎng)地布置、引入BIM5D 等。讓學(xué)生對(duì)BIM 概論、BIM 技術(shù)、BIM 軟件等建立全面認(rèn)識(shí)，教學(xué)過程中要求學(xué)生根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目創(chuàng)建BIM 模型，并對(duì)其展開運(yùn)用和管理，有利于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力。

進(jìn)階層次：強(qiáng)調(diào)BIM 實(shí)踐能力，組織學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式參與到BIM 課程設(shè)計(jì)以及BIM 相關(guān)競(jìng)賽中，將重點(diǎn)放在BIM模型的應(yīng)用以及基于BIM 的工程項(xiàng)目管理上，通過BIM 建模軟件（如REVIT、BIMMAKE 等）與其他BIM 應(yīng)用軟件（如Navisworks、Fuzor、Ecotect 等）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，達(dá)到一模多用，以及實(shí)現(xiàn)基于BIM 的計(jì)算機(jī)輔助項(xiàng)目管理，編制進(jìn)度計(jì)劃，BIM 施工場(chǎng)地布置，BIM5D 數(shù)據(jù)集成與共享等，讓學(xué)生在團(tuán)隊(duì)協(xié)作的過程中了解并掌握基于BIM 的項(xiàng)目管理能力。與此同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生參加中國(guó)圖學(xué)學(xué)會(huì)、中國(guó)建設(shè)教育協(xié)會(huì)和廊坊中科舉辦的BIM 等級(jí)考試，獲得相應(yīng)等級(jí)證書，具備BIM 人才所需的基本技能和能力證明。

應(yīng)用層次：以提升學(xué)生個(gè)人BIM 工程能力為目標(biāo)，設(shè)置BIM 相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)校企聯(lián)合，與應(yīng)用BIM 技術(shù)的建設(shè)單位、設(shè)計(jì)院、軟件公司等建立實(shí)習(xí)基地，鼓勵(lì)并推薦畢業(yè)生前往實(shí)習(xí)與就業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的BIM 工程實(shí)踐能力。

3.BIM 實(shí)踐教學(xué)體系的支撐條件保障

3.1 采取基于CDIO 的多層次評(píng)價(jià)機(jī)制

以CDIO工程教育理念為出發(fā)點(diǎn)，分別在學(xué)生的基礎(chǔ)、進(jìn)階、提高及應(yīng)用層次，針對(duì)性地建立多層次、多維度的評(píng)價(jià)機(jī)制。通過書面考試、上機(jī)操作、成果展示與答辯等多種形式，對(duì)學(xué)生建立全面的考核評(píng)價(jià)，如下表1-1 所示。

表1-1 多層次、多維度評(píng)價(jià)機(jī)制

3.2 打造雙師型BIM 師資隊(duì)伍

BIM 實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)施必然要匹配一支既懂得工程管理核心課程相關(guān)知識(shí)，又具備BIM 實(shí)踐能力和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的雙師型隊(duì)伍。采用“三步走”的戰(zhàn)略組建BIM 師資隊(duì)伍：首先，可以組織教師參加BIM 相關(guān)的培訓(xùn)課程，例如廣聯(lián)達(dá)舉辦的暑期師資BIM 教學(xué)精講班等，提升教師的理論與實(shí)踐水平，更好地服務(wù)于課堂教學(xué)；其次，鼓勵(lì)教師參加“1+X”BIM 職業(yè)技能等級(jí)考試，使其真正具備雙師型教師資格，也為輔導(dǎo)學(xué)生考級(jí)考證打下基礎(chǔ)；最后，支持教師“走出去”，進(jìn)入到應(yīng)用BIM 技術(shù)的相關(guān)企業(yè)和單位、軟件公司等，參與BIM 相關(guān)的工作、BIM 軟件開發(fā)與運(yùn)維等，了解企業(yè)對(duì)于BIM 人才的需求，掌握BIM 工程師的崗位職責(zé)和技能，為課堂教學(xué)目標(biāo)做出指引。

3.3 構(gòu)建校企聯(lián)合的BIM 實(shí)習(xí)基地

單一依靠課堂教學(xué)顯然無法滿足學(xué)生BIM 實(shí)踐能力的培養(yǎng)與提升，因此，需要與校外應(yīng)用BIM 技術(shù)的建設(shè)、施工單位、設(shè)計(jì)院、BIM 軟件公司等建立聯(lián)合培養(yǎng)基地，促進(jìn)課堂教學(xué)成果在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用。一方面，聘請(qǐng)校外專家和指導(dǎo)老師進(jìn)入校園，為師生舉辦BIM 培訓(xùn)班和相關(guān)講座；另一方面，將學(xué)生“送出去”，即推薦并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入校外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行實(shí)習(xí)和就業(yè)，讓學(xué)生提前接觸BIM 工程師，了解崗位前景與技能要求。

4.結(jié)語(yǔ)

BIM 理念與BIM 技術(shù)已在我國(guó)建筑業(yè)掀起一場(chǎng)變革的浪潮，也必會(huì)在將來?yè)碛懈鼜V闊的發(fā)展前景。立足于新工科背景，國(guó)內(nèi)各高校紛紛抓住機(jī)遇，開展BIM 相關(guān)課程。針對(duì)高校在BIM 教學(xué)中面臨的典型不足之處，本文提出了基于CDIO 工程教育理念的BIM 實(shí)踐教學(xué)體系，以提升學(xué)生BIM 工程能力為核心目標(biāo)，劃分四級(jí)學(xué)習(xí)層次，并采取相應(yīng)的支撐條件保障該體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為培養(yǎng)工程基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、個(gè)人能力和團(tuán)隊(duì)能力突出、工程系統(tǒng)能力卓越的、契合行業(yè)發(fā)展所需的工程管理人才提供思路。