美英高校土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)BIM教育實(shí)踐與啟示

李進(jìn)濤 王淑嬙 梁正偉

摘要：BIM技術(shù)已成為建筑業(yè)變革的強(qiáng)大推動(dòng)力，將BIM納入工程教育是培養(yǎng)建筑產(chǎn)業(yè)從業(yè)者的關(guān)鍵。在回顧BIM教育進(jìn)展、教育內(nèi)容及面臨挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，梳理了美英高校土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)BIM教育的層次、課程設(shè)置和教學(xué)方法，歸納了兩國(guó)高校BIM教育的核心思想、主題與課程及教育方法。中國(guó)高校應(yīng)從BIM課程體系、軟硬件環(huán)境、師資隊(duì)伍建設(shè)、多元化教學(xué)模式和校企深度合作等方面加快土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)中BIM教育的步伐。

關(guān)鍵詞：建筑信息模型;土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè);教學(xué)實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?? 文章編號(hào)：1005-2909（2022）03-0009-10

現(xiàn)代建筑、工程與施工（Architecture， Engineering and Construction，AEC）行業(yè)的項(xiàng)目越來(lái)越復(fù)雜，管理難度越來(lái)越大。項(xiàng)目復(fù)雜性表現(xiàn)之一是整個(gè)建設(shè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程涉及眾多的利益相關(guān)者，因此，項(xiàng)目的信息與交流技術(shù)愈發(fā)重要，BIM技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，在A(yíng)EC行業(yè)中的應(yīng)用規(guī)模日益擴(kuò)大。在過(guò)去十幾年中，BIM應(yīng)用得到了相當(dāng)大程度的發(fā)展，尤其在北美、英國(guó)和斯堪的納維亞半島等國(guó)家和地區(qū)內(nèi)保持領(lǐng)先地位，已初步實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的市場(chǎng)化和普及化。都柏林理工大學(xué)發(fā)布的BIM研究報(bào)告顯示，2016年全球BIM市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到3.52億美元，預(yù)測(cè)2022年將達(dá)到103.6億美元，2017—2022年的復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到19.45%[1]。

BIM相關(guān)技術(shù)是打開(kāi)AEC行業(yè)未來(lái)之路的有效途徑之一，高等教育機(jī)構(gòu)作為行業(yè)工程師的主要培訓(xùn)者，有更大的責(zé)任來(lái)應(yīng)對(duì)行業(yè)不斷變化的技能要求，積極整合并將BIM課程納入建筑、土木工程、工程建造與管理等專(zhuān)業(yè)，以便為AEC行業(yè)提供未來(lái)雇員做好準(zhǔn)備。

在政府主導(dǎo)和協(xié)調(diào)支持下，BIM技術(shù)及應(yīng)用的重要性愈發(fā)凸顯，一些國(guó)家和地區(qū)針對(duì)BIM技術(shù)的高等教育和職業(yè)培訓(xùn)得到快速發(fā)展，為 BIM 技術(shù)人才的職業(yè)發(fā)展提供了保障[2]。目前，中國(guó)高校針對(duì)BIM 教學(xué)開(kāi)展了有益的探索，但BIM教育相對(duì)滯后，急需在BIM教學(xué)實(shí)踐方面進(jìn)行改革，以適應(yīng)新技術(shù)條件下的行業(yè)人才需求[3-5]。因此，有必要梳理發(fā)達(dá)國(guó)家高校在BIM教育方面取得的進(jìn)展，歸納其教育特征，為我國(guó)土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)的BIM教育提供借鑒和參考。

一、高校土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)BIM教育

（一）BIM教育進(jìn)展

在A(yíng)EC行業(yè)，專(zhuān)業(yè)建筑師、工程師和項(xiàng)目經(jīng)理等推動(dòng)了CAD向BIM快速轉(zhuǎn)變，同時(shí)也為專(zhuān)業(yè)教育帶來(lái)了挑戰(zhàn)和機(jī)遇。越來(lái)越多的高校、機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)到，不能忽視BIM技術(shù)給行業(yè)發(fā)展帶來(lái)的革命性影響，必須在課程中整合BIM概念、原理和過(guò)程等內(nèi)容，幫助學(xué)生掌握必要的BIM知識(shí)和技能，確保他們能迎接行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)[6]。因此，越來(lái)越多的高校土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)始設(shè)置BIM類(lèi)課程，運(yùn)用各種手段和方法將BIM整合到教學(xué)內(nèi)容中[7]。例如，美國(guó)101所大學(xué)中，81%的建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)、60%的工程管理專(zhuān)業(yè)、44%的土木工程專(zhuān)業(yè)提供BIM課程，在尚未提供BIM課程的專(zhuān)業(yè)中，有57%的專(zhuān)業(yè)計(jì)劃整合BIM課程[8]。

然而，BIM教育在各國(guó)實(shí)施的程度不同。一些高校在本科生和研究生專(zhuān)業(yè)中設(shè)置了BIM課程，有的國(guó)家在研究生BIM課程的數(shù)量方面處于領(lǐng)先地位，如英國(guó)高校。在課程設(shè)置上，大多數(shù)學(xué)校只提供1～3門(mén)BIM課程，僅限于1～2周的概論性介紹[8]，大多數(shù)課程設(shè)置也局限于單一學(xué)科，跨學(xué)科性BIM課程較少[9]。

（二）BIM教學(xué)要求與內(nèi)容

BIM表現(xiàn)為一個(gè)跨專(zhuān)業(yè)知識(shí)協(xié)同作業(yè)的過(guò)程或過(guò)程方法，用以改進(jìn)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的工作流程，強(qiáng)調(diào)協(xié)同性，因此，大多數(shù)教育工作者認(rèn)為，除培養(yǎng)學(xué)生的基本知識(shí)和技能外，還要建立學(xué)生對(duì)BIM支持的全壽命周期建設(shè)和運(yùn)維過(guò)程的整體理解，而不應(yīng)拘泥于對(duì)某個(gè)BIM軟件（工具）的掌握或運(yùn)用[10]。然而，在當(dāng)前的BIM教學(xué)實(shí)踐中傾向于關(guān)注特定BIM軟件的使用，迫切需要開(kāi)展BIM理念、BIM管理和BIM協(xié)作等方面的教育。

BIM正快速發(fā)展，對(duì)BIM的功能要求更復(fù)雜，從3D拓展到4D、5D和6D，增加了時(shí)間、成本建模和設(shè)施管理等功能[2]。受BIM教學(xué)軟件、硬件和師資的影響，國(guó)外各高校結(jié)合自身的資源和優(yōu)勢(shì)，開(kāi)設(shè)了面向不同層次、不同專(zhuān)業(yè)的BIM課程。教學(xué)內(nèi)容從基本的數(shù)字化圖形和設(shè)計(jì)，發(fā)展到施工項(xiàng)目管理和高層次的BIM設(shè)計(jì)與案例研究。目前，關(guān)于土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)中應(yīng)教授學(xué)生哪些知識(shí)和技能尚缺乏一致的意見(jiàn)。Sacks和Pikas（2013）通過(guò)調(diào)查、組織工作坊、分析招聘廣告和深度訪(fǎng)談，構(gòu)建了能滿(mǎn)足行業(yè)要求的BIM教育框架，將BIM教學(xué)涵蓋的內(nèi)容分為3類(lèi)、39個(gè)主題[10]。一般認(rèn)為，在BIM教學(xué)內(nèi)容安排上應(yīng)體現(xiàn)層次性，例如，在大學(xué)一、二年級(jí)，主要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，如基本建模技能、約束條件下的參數(shù)化建模和實(shí)體建模;在高年級(jí)或研究生階段，應(yīng)專(zhuān)注于將BIM集成到更廣泛的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐中，以建立對(duì)BIM支持的建筑施工過(guò)程的整體性理解。

（三）BIM教育面臨的挑戰(zhàn)

隨著B(niǎo)IM技術(shù)和BIM應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)的快速發(fā)展，AEC行業(yè)對(duì)BIM專(zhuān)業(yè)人員的需求與日俱增。盡管大學(xué)BIM教育經(jīng)歷了重大的變化，并取得了明顯的效果[9]，但在人才缺口龐大的背景下，BIM教育面臨的若干挑戰(zhàn)不容忽視。例如，缺乏經(jīng)驗(yàn)豐富及掌握最新BIM知識(shí)的教師，現(xiàn)有教育工作者不愿意在教學(xué)中學(xué)習(xí)和整合BIM技術(shù)，缺乏BIM教學(xué)相關(guān)資源和基礎(chǔ)設(shè)施，缺乏將BIM技術(shù)融入現(xiàn)有工程類(lèi)課程的新思路[11]。協(xié)同是實(shí)現(xiàn)BIM的最高驅(qū)動(dòng)力[12]，但高等教育在土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置和模塊內(nèi)容方面尚不適應(yīng)這種協(xié)同挑戰(zhàn)[13]。

雖然BIM教育仍缺乏有效的手段和方法，但美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的高校對(duì)土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)BIM教育進(jìn)行了有益探索，對(duì)促進(jìn)BIM教育發(fā)揮了重要作用。

二、美英高校BIM教育實(shí)踐

（一）BIM教育的層次性

BIM教育涉及教學(xué)內(nèi)容多，教學(xué)時(shí)間長(zhǎng)，需要針對(duì)不同層次的教育對(duì)象設(shè)計(jì)不同要求的教學(xué)內(nèi)容，因此，BIM教育的層次性特征比較明顯。Suwal和Singh[11]提出了BIM教育的四層次戰(zhàn)略（表1）。具體到某個(gè)專(zhuān)業(yè)，BIM教育各有側(cè)重，但仍具有層次性的特點(diǎn)。例如，Lee和Yun[14]對(duì)建筑施工與管理專(zhuān)業(yè)提出了不同層次的BIM課程（表2）。

BIM教育的層次性同時(shí)適用于BIM教育的縱向與橫向整合[11]。其中，縱向性指教育程度，如職業(yè)水平、本科生水平、研究生水平和達(dá)到從事科學(xué)研究的水平;橫向性指涉及專(zhuān)業(yè)的多學(xué)科性和廣度，如建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)工程、機(jī)電水暖、施工管理，等等。然而，在當(dāng)前土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育中，BIM教育無(wú)論是縱向還是橫向整合仍然不夠成熟。

（二）美國(guó)高校BIM課程設(shè)置與教學(xué)

1.課程設(shè)置與目標(biāo)

在美國(guó)，許多學(xué)校只在建筑科學(xué)、建筑技術(shù)、土木工程、建設(shè)工程管理等專(zhuān)業(yè)中開(kāi)設(shè)1～3門(mén)BIM技術(shù)課程。美國(guó)部分高校BIM課程設(shè)置與目標(biāo)如表3所示。各學(xué)校所設(shè)置課程中名稱(chēng)各不相同，有些課程直接以BIM技術(shù)或BIM專(zhuān)題命名，有的課程名稱(chēng)則包含“虛擬”“數(shù)字化”“信息技術(shù)”“管理創(chuàng)新”等關(guān)鍵詞，實(shí)質(zhì)上仍強(qiáng)調(diào)BIM技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用。在課程教學(xué)目標(biāo)上，一般在低年級(jí)安排講授BIM技術(shù)的概論性知識(shí)，開(kāi)展BIM基礎(chǔ)軟件教學(xué)，例如，工程數(shù)字化制圖、基本建模技術(shù);在高年級(jí)或研究生階段，則強(qiáng)調(diào)BIM技術(shù)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)中的綜合應(yīng)用，包括從3D到6D的BIM工具箱應(yīng)用，涉及項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工過(guò)程可視化、項(xiàng)目控制（進(jìn)度、質(zhì)量、成本、安全等）和信息交換等，強(qiáng)調(diào)在多學(xué)科協(xié)作環(huán)境下的BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用。

2.課程設(shè)置形式

美國(guó)高校BIM課程設(shè)置的形式主要分為兩類(lèi)：一類(lèi)是將BIM視為一種突破性技術(shù)，在現(xiàn)有課程中增加BIM技術(shù)內(nèi)容，用以改進(jìn)現(xiàn)有課程內(nèi)容并借以提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果;另一類(lèi)是將BIM視為新范式，開(kāi)設(shè)BIM課程，以促進(jìn)基礎(chǔ)課程的變革[15]。對(duì)于前一類(lèi)，不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的BIM課程，而是在傳統(tǒng)課程中引入BIM內(nèi)容和工具。例如，利用BIM原理和應(yīng)用技術(shù)對(duì)工程圖學(xué)課程進(jìn)行重組、改革，將BIM視為土木工程專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)意圖表達(dá)和交流的主要媒介。

在新設(shè)BIM課程形式中，將BIM作為專(zhuān)業(yè)改革或整體教學(xué)策略的核心，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)BIM課程。例如，表3中的一些高校專(zhuān)門(mén)設(shè)置了BIM課程，較為系統(tǒng)地講授BIM技術(shù)在項(xiàng)目全壽命周期內(nèi)的實(shí)踐應(yīng)用。有些學(xué)校在新設(shè)BIM課程時(shí)，還考慮了跨學(xué)科協(xié)作。例如，賓夕法尼亞大學(xué)開(kāi)發(fā)了“BIM工作室”課程，學(xué)生為來(lái)自建筑學(xué)、風(fēng)景園林、建筑工程、結(jié)構(gòu)工程、機(jī)械和照明/電氣工程等專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生，要求他們運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、分析、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)協(xié)同以及項(xiàng)目演示。該課程在集成環(huán)境下培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力，使之對(duì)各學(xué)科BIM應(yīng)用有更深入的理解。

3.教學(xué)方法

BIM表現(xiàn)為一個(gè)協(xié)作的過(guò)程或過(guò)程方法，而非一項(xiàng)技術(shù)或設(shè)計(jì)工具，在BIM教學(xué)實(shí)踐中，只有通過(guò)基于過(guò)程和項(xiàng)目的教學(xué)才能取得良好的效果。因此，BIM固有的強(qiáng)技術(shù)性和實(shí)踐性，使傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能滿(mǎn)足BIM教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。一些高校在傳統(tǒng)講授、課堂討論等基礎(chǔ)上，積極引入新的教學(xué)方法，如行業(yè)專(zhuān)家講座、現(xiàn)場(chǎng)參觀(guān)、參與項(xiàng)目實(shí)踐、BIM工作坊等（表4）。

協(xié)作是實(shí)現(xiàn)BIM的重要驅(qū)動(dòng)力[12]，一些高校在BIM教學(xué)過(guò)程中非常重視團(tuán)隊(duì)協(xié)作，以實(shí)際項(xiàng)目為基礎(chǔ)開(kāi)展教學(xué)，既能改善教學(xué)效果，又能培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神。例如，加利福尼亞大學(xué)在可持續(xù)設(shè)計(jì)與施工BIM應(yīng)用課程中，開(kāi)展基于項(xiàng)目的教學(xué)，學(xué)生在校園在建工程中扮演不同的角色進(jìn)行項(xiàng)目合作，取得了良好的教學(xué)效果[16]。

（三） 英國(guó)高校BIM課程設(shè)置與教學(xué)

1.BIM課程學(xué)習(xí)目標(biāo)體系

由英國(guó)高等教育學(xué)會(huì)發(fā)起的BIM學(xué)術(shù)論壇在其報(bào)告中提出了BIM嵌入高等教育相關(guān)專(zhuān)業(yè)的建議性教學(xué)目標(biāo)體系[17]。該報(bào)告闡述了不同目標(biāo)層級(jí)下BIM教育的三類(lèi)預(yù)期學(xué)習(xí)效果，即知識(shí)與理解、實(shí)用技能和可轉(zhuǎn)移能力，如表5所示。

2.碩士生BIM教育

基于從業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)技能和職業(yè)資格要求，大多數(shù)BIM學(xué)術(shù)論壇成員高校開(kāi)設(shè)了BIM碩士教育項(xiàng)目，部分高校BIM教育項(xiàng)目如表6所示。

表6中，除全日制學(xué)習(xí)外，一些高校還提供了遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)方式供學(xué)員選擇。其中，遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)滿(mǎn)足了一部分有更新職業(yè)技能、促進(jìn)職業(yè)發(fā)展需求的學(xué)員。例如，密德薩斯大學(xué)在BIM管理碩士項(xiàng)目中采用了遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)模式，適用于全職工作的學(xué)員。該項(xiàng)目學(xué)習(xí)包括三個(gè)模塊：第一個(gè)模塊側(cè)重技術(shù)層面的BIM管理，第二個(gè)是操作層面的BIM管理，第三個(gè)模塊是戰(zhàn)略性BIM管理。三個(gè)模塊均提供學(xué)術(shù)界和行業(yè)專(zhuān)家的在線(xiàn)演示支持，并鼓勵(lì)學(xué)生參與討論。

3.本科生BIM教育

雖然許多英國(guó)大學(xué)已經(jīng)開(kāi)展了BIM碩士學(xué)位教育，但本科生項(xiàng)目的BIM教育值得長(zhǎng)期投入且效果最為顯著。其內(nèi)在邏輯在于，BIM適用于建筑物全壽命周期，培養(yǎng)新一代掌握BIM技能并滿(mǎn)足現(xiàn)代工作流程需要的從業(yè)者是值得的，而不一定只在研究生層次上進(jìn)行“專(zhuān)業(yè)化”培養(yǎng)。

例如，拉夫堡大學(xué)是英國(guó)為數(shù)不多的在本科教育項(xiàng)目中納入BIM教學(xué)的高校之一，在建筑與土木工程學(xué)院四個(gè)本科專(zhuān)業(yè)（即建筑工程與設(shè)計(jì)管理、土木工程、建設(shè)工程管理和商業(yè)管理與工料測(cè)量等）中嵌入了BIM方面的教學(xué)內(nèi)容[18]。其典型的本科生BIM教育分3個(gè)階段，即階段性BIM教學(xué)、BIM研討班與視頻輔導(dǎo)和BIM專(zhuān)用模塊建模[19]。

階段性BIM教學(xué)在本科四年的教學(xué)中均嵌入了BIM內(nèi)容。第一學(xué)年，學(xué)生主要學(xué)習(xí)BIM基本原理和概念，樹(shù)立BIM技術(shù)意識(shí)，熟悉BIM協(xié)作性和互操作性問(wèn)題;第二學(xué)年，側(cè)重于學(xué)習(xí)BIM協(xié)議（標(biāo)準(zhǔn)）、多學(xué)科設(shè)計(jì)信息的產(chǎn)生、模型的協(xié)調(diào)和建筑施工信息交流數(shù)據(jù)集的生成;第三學(xué)年，要求學(xué)生深入產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn)，熟悉行業(yè)需求和BIM應(yīng)用，參與專(zhuān)業(yè)實(shí)踐，檢驗(yàn)和調(diào)整實(shí)際技能，認(rèn)識(shí)BIM應(yīng)用的機(jī)會(huì)和障礙;第四學(xué)年，要求學(xué)生將BIM應(yīng)用到專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域（包括論文和設(shè)計(jì)項(xiàng)目），建構(gòu)和管理共享數(shù)據(jù)環(huán)境，并獲得BIM建設(shè)項(xiàng)目交付的相關(guān)知識(shí)。

BIM研討班教學(xué)階段要求四年級(jí)學(xué)生參加為期5天的生產(chǎn)一線(xiàn)BIM研討班，旨在提高學(xué)生對(duì)BIM的認(rèn)識(shí)，檢驗(yàn)各種教學(xué)資源的實(shí)用性，評(píng)估將要教授的BIM技術(shù)。該研討班除了教授BIM必備知識(shí)和技能外，還要求學(xué)生開(kāi)展各種討論，如評(píng)價(jià)和比較BIM軟件、3D模型比較以及使用信息交互數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)BIM協(xié)作等。研討班提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生參觀(guān)施工現(xiàn)場(chǎng)，與行業(yè)專(zhuān)家交流，并參與案例研究

。在研討班結(jié)束前，要求參與學(xué)生運(yùn)用所學(xué)技能合作建立一幢多層建筑的3D、4D模型。

BIM專(zhuān)用模塊建模教學(xué)階段要求學(xué)生創(chuàng)建新的BIM專(zhuān)用模塊，以滿(mǎn)足BIM應(yīng)用的特定需求，這些模塊受課程約束或其獨(dú)特性而未被嵌入常規(guī)教學(xué)。此階段的任務(wù)由跨專(zhuān)業(yè)的多人團(tuán)隊(duì)合作完成，學(xué)生來(lái)自建筑工程與設(shè)計(jì)管理、土木工程、建設(shè)工程管理和商業(yè)管理與工料測(cè)量等專(zhuān)業(yè)，同時(shí)也鼓勵(lì)部分研究生參加。在具體項(xiàng)目中，各小組成員扮演不同角色，實(shí)現(xiàn)BIM建模（3D、4D和5D BIM）與協(xié)作應(yīng)用。例如，學(xué)生可自由選擇如何創(chuàng)建5D數(shù)據(jù)，即通過(guò)電子表格生成Revit進(jìn)度，或?qū)С?D模型到CostX或Naviswork實(shí)現(xiàn)工料測(cè)量。

在課程教學(xué)中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)參觀(guān)、講授、研討、工作坊及引導(dǎo)性自主學(xué)習(xí)等多種方式實(shí)現(xiàn)BIM教學(xué)目標(biāo)。其中，引導(dǎo)性自主學(xué)習(xí)在教學(xué)學(xué)時(shí)中占比非常高。例如，在100學(xué)時(shí)的協(xié)同BIM設(shè)計(jì)項(xiàng)目課程中自主學(xué)習(xí)占68%;在150學(xué)時(shí)的3D BIM概念設(shè)計(jì)課程中自主學(xué)習(xí)占79%。在課程結(jié)束時(shí)，以建模、個(gè)人匯報(bào)、團(tuán)隊(duì)作業(yè)匯報(bào)等方式評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果。

三、美英高校BIM教育的特點(diǎn)

（一）核心思想

現(xiàn)代建筑工程技術(shù)、過(guò)程的復(fù)雜性意味著沒(méi)有人能主宰一切，BIM作為一個(gè)與生產(chǎn)、交流、分析相關(guān)的模型化技術(shù)，以一種特殊方式創(chuàng)建、使用和共享全生命周期數(shù)據(jù)，為工程項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行維護(hù)過(guò)程提供標(biāo)準(zhǔn)化信息模型，可以應(yīng)對(duì)復(fù)雜、快速發(fā)展項(xiàng)目的同時(shí)在降低成本、提供項(xiàng)目可持續(xù)性方面發(fā)揮較大作用。因此，BIM教育需

強(qiáng)調(diào)

土木建筑各學(xué)科間的協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生基本的BIM知識(shí)和技能，建構(gòu)學(xué)生對(duì)BIM支持的項(xiàng)目全壽命周期建設(shè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)過(guò)程的整體性理解，而不拘泥于某個(gè)特定BIM軟件（工具）的掌握或運(yùn)用。

（二）教育主題與課程

BIM技術(shù)服務(wù)于建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期，BIM教育將BIM技術(shù)與項(xiàng)目交付技術(shù)、項(xiàng)目管理和協(xié)作等結(jié)合，為土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生建立所需的BIM能力框架。大多數(shù)BIM教育工作者認(rèn)為，學(xué)生學(xué)習(xí)手繪草圖、閱讀和理解圖紙、使用物理模型和學(xué)習(xí)CAD等仍是學(xué)習(xí)BIM的前提條件，有助于學(xué)生深刻理解建筑物及其構(gòu)件

的相互聯(lián)系。在美英高校的BIM教育過(guò)程中，3D、4D、5D甚至nD技術(shù)貫穿其中，循序漸進(jìn)地建構(gòu)BIM知識(shí)和技能的邏輯順序，并涵蓋設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等項(xiàng)目全壽命周期的重要階段。BIM教育中有代表性的主題和內(nèi)容如表7所示。

在BIM的運(yùn)用和能力中，可施工性和可視化是目前BIM教育所必需的，BIM設(shè)計(jì)、能源模擬、基于BIM的協(xié)作、基于模型的估計(jì)和成本控制以及4D仿真也是重點(diǎn)講授的內(nèi)容。但是，受教學(xué)條件、資源所限，一些教學(xué)內(nèi)容未能在BIM課堂中體現(xiàn)，例如，設(shè)備（資產(chǎn)）管理和更新優(yōu)化是運(yùn)維階段的事項(xiàng)，在教學(xué)實(shí)踐中較少涉及。因此，可以根據(jù)行業(yè)的直接投入和在就業(yè)市場(chǎng)上BIM職業(yè)道路的基準(zhǔn)，結(jié)合地方行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和學(xué)校教學(xué)條件，選擇性地安排教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生熟悉BIM應(yīng)用實(shí)踐中的標(biāo)準(zhǔn)和約定，學(xué)習(xí)和思考現(xiàn)實(shí)世界中的挑戰(zhàn)和解決方案。

（三）教育方法

1. 課程設(shè)置策略

BIM課程設(shè)置是課程改革或整體教學(xué)策略的核心，其主要形式為開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的BIM課程和面向BIM的課程重組。但是，在土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)中，專(zhuān)設(shè)BIM課程需要教師適應(yīng)與BIM相關(guān)的新技術(shù)、新教學(xué)策略，學(xué)生將不得不適應(yīng)不同的學(xué)習(xí)環(huán)境，一些教育工作者擔(dān)憂(yōu)這種變革會(huì)對(duì)現(xiàn)有課程的根本轉(zhuǎn)型或重組起反作用[10]。因此，只有少部分學(xué)校采用了獨(dú)立設(shè)置BIM課程的策略，大多數(shù)學(xué)校則在現(xiàn)有課程基礎(chǔ)上更新、重組。

2. 軟件教學(xué)方法

BIM應(yīng)用中，尚無(wú)一種軟件能覆蓋項(xiàng)目全壽命周期的BIM應(yīng)用，必須根據(jù)不同的項(xiàng)目階段采用不同的軟件，因此，BIM軟件的種類(lèi)非常多。常見(jiàn)的BIM軟件有Revit、Microsoft Project、Navisworks Manage和Vico Office等。在A(yíng)EC課程中，分步指導(dǎo)（作為講師引導(dǎo)的方法）、閱讀講義和補(bǔ)充材料、學(xué)習(xí)音頻視頻教程、指導(dǎo)和交互式模擬等已成為軟件教學(xué)的主要方法。例如，教師可以在虛擬或現(xiàn)實(shí)課堂上分步驟演示軟件的使用方法，再由學(xué)生演練或自學(xué)，是掌握軟件使用的普遍教學(xué)方法。

3. 產(chǎn)業(yè)參與

BIM具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，在BIM教學(xué)中僅限于軟件技能的課程并不能讓學(xué)生自如應(yīng)對(duì)BIM的實(shí)際挑戰(zhàn)，不能有效地向?qū)W生傳遞基本的BIM知識(shí)，畢業(yè)生掌握的BIM專(zhuān)業(yè)技能與AEC行業(yè)的人才預(yù)期之間存在不小的差距，因此，在課程開(kāi)發(fā)和實(shí)際課程教學(xué)中尋求行業(yè)專(zhuān)家的建議和指導(dǎo)非常必要。例如，從行業(yè)聘請(qǐng)BIM專(zhuān)業(yè)人士做兼職教師，以授課、講座、交互指導(dǎo)、小組討論、實(shí)地考察等方式，豐富BIM課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式。

4. 作業(yè)

作業(yè)是讓學(xué)生鞏固BIM知識(shí)和技能的重要手段。例如，課程總結(jié)、學(xué)期論文、獨(dú)立作業(yè)或團(tuán)隊(duì)作業(yè)，利用BIM工具建模及模型分析，與專(zhuān)業(yè)人士交流，開(kāi)展案例研究和現(xiàn)實(shí)背景下的BIM行業(yè)應(yīng)用等。

5. 評(píng)價(jià)

除教師的常規(guī)評(píng)估外，專(zhuān)業(yè)人員評(píng)估、同行評(píng)估和自我評(píng)估方法也已應(yīng)用于BIM課程中。行業(yè)內(nèi)專(zhuān)業(yè)人士的評(píng)估，可為BIM課程帶來(lái)新的視角，并對(duì)學(xué)生的可交付成果提出建設(shè)性意見(jiàn)，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

四、美英高校土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)BIM教育的啟示

（1）探索并構(gòu)建完善的BIM課程體系。在課程設(shè)置模式方面，除開(kāi)設(shè)BIM概論性專(zhuān)門(mén)課程外，建議在現(xiàn)有土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程中嵌入BIM工具和內(nèi)容，改進(jìn)現(xiàn)有課程內(nèi)容并提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。課程內(nèi)容方面，以3D、4D、5D為主線(xiàn)，遵循工程建造過(guò)程，漸進(jìn)式地設(shè)計(jì)BIM授課內(nèi)容。

（2）升級(jí)BIM教學(xué)軟硬件環(huán)境。BIM教學(xué)涉及項(xiàng)目全壽命周期，各階段用到的軟件多，對(duì)運(yùn)行的硬件環(huán)境要求高。因此，高校必須投入必要資金，升級(jí)硬件并配置相應(yīng)的BIM軟件，涵蓋項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建模仿真、虛擬施工及管理、項(xiàng)目運(yùn)維等各階段，為BIM教學(xué)提供有效保障。

（3）強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)。缺乏經(jīng)驗(yàn)豐富的教師是BIM教育面臨的重大挑戰(zhàn)。高?？梢圆扇　白叱鋈ァ⒄?qǐng)進(jìn)來(lái)”的策略，強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)，提高BIM教育效果。一方面，高校要激勵(lì)并選派教師赴大型企業(yè)或國(guó)內(nèi)外工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工程實(shí)踐，參與BIM應(yīng)用問(wèn)題的解決，學(xué)習(xí)和掌握BIM技術(shù)，并用于教學(xué)實(shí)踐中。另一方面，高?？善刚?qǐng)一批經(jīng)驗(yàn)豐富的行業(yè)專(zhuān)家作為兼職教師，參與土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的BIM教學(xué)。

（4）采取多元化教學(xué)模式。在教學(xué)模式方面，除了課堂講授BIM內(nèi)容和工具外，可以讓學(xué)生閱讀BIM材料、觀(guān)看視頻，并以案例、項(xiàng)目組織教學(xué)。學(xué)生小組討論、交互指導(dǎo)、團(tuán)隊(duì)作業(yè)、工作坊、業(yè)界講座、實(shí)地考察、BIM項(xiàng)目案例研究與分析等，也是提高學(xué)生學(xué)習(xí)BIM知識(shí)和提高BIM技能的有效方法。此外，積極組織師生參加BIM技能大賽，以實(shí)際工程案例為基礎(chǔ)，模擬實(shí)際工作場(chǎng)景，通過(guò)以賽促教、以賽促學(xué)，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（5）推進(jìn)學(xué)校與行業(yè)深度合作。在行業(yè)內(nèi)，一些大型設(shè)計(jì)院、施工單位、項(xiàng)目咨詢(xún)公司、房地產(chǎn)企業(yè)和建造軟件公司基本上都擁有專(zhuān)門(mén)的BIM技術(shù)中心和團(tuán)隊(duì)，具備豐富的BIM應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)校和行業(yè)開(kāi)展深度合作創(chuàng)造了良好條件。例如，利用產(chǎn)業(yè)合作項(xiàng)目，開(kāi)展合作辦學(xué)、訂單培養(yǎng)、技術(shù)攻關(guān)，共建BIM實(shí)踐創(chuàng)新培訓(xùn)基地、校企BIM研究中心（院）等，豐富BIM教學(xué)軟硬件資源，優(yōu)化BIM課程內(nèi)容，提高BIM教育水平，培養(yǎng)BIM應(yīng)用的高素質(zhì)優(yōu)秀人才。

五、結(jié)語(yǔ)

越來(lái)越多的美英高校在A(yíng)EC專(zhuān)業(yè)中融入了BIM教育，大多數(shù)高校都制定了漸進(jìn)式的BIM教育戰(zhàn)略，并明確了BIM教育的階段性目標(biāo)，在課程內(nèi)容、教學(xué)方式、行業(yè)參與、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面開(kāi)展了有益探索，取得了較好的效果。目前，我國(guó)高等教育部門(mén)正在“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略背景下積極推進(jìn)新工科建設(shè)，培養(yǎng)未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。因此，有必要借鑒BIM教育、培訓(xùn)的先進(jìn)理念和方法，加快我國(guó)AEC專(zhuān)業(yè)中BIM教育和培訓(xùn)的步伐，以BIM行業(yè)應(yīng)用推進(jìn)建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，助力建造強(qiáng)國(guó)愿景的實(shí)現(xiàn)。參考文獻(xiàn)：

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Practice and implication of BIM education for AEC Programs in USA and UK universities

LI Jintao， WANG Shuqiang， LIANG Zhengweiwei

（School of Civil Engineering， Architecture and Environment， Hubei University of Technology， Wuhan 430068， P. R. China）

Abstract：

Building Information Modeling （BIM） technology has become a powerful driving force for the transformation of the construction industry. The effective integration of BIM in engineering education is the key to cultivating the construction industry practitioners. Based on the review of the progress， contents and challenges in BIM education， this study systematically describes the levels， curriculum settings， and teaching methods of BIM education in architecture， engineering， and construction programs in American and British universities， and summarizes their core ideas， topics， courses and methods of BIM education. Domestic colleges and universities should speed up the pace of BIM education in architecture， engineering， and construction programs from all aspects such as BIM curriculum system， software and hardware environment， faculty team， teaching pattern and university-enterprise cooperation.

Key words：

Building Information Modeling （BIM）; architecture， engineering， and construction （AEC） program; teaching practice

（責(zé)任編輯 周 沫）