建筑設備BIM人才培養(yǎng)課程體系建設與應用研究

劉元芳

【摘? 要】 基于建筑行業(yè)市場需求，文章提出了針對高校建筑設備類BIM人才培養(yǎng)的課程體系建設及應用的改革策略。文章構建了此類人才的核心能力指標體系，并編制了相應的核心課程教學大綱。同時，建立了一整套教學案例，結合BIM技術進行畢業(yè)設計環(huán)節(jié)實施。此外，還進行了“供熱工程”課程的教學改革與實踐，并取得了較好的教學效果和評價。這些成果為類似高校建筑設備類BIM人才培養(yǎng)提供了借鑒和參考。

【關鍵詞】 建筑設備；BIM人才；課程體系；教學改革

高校在進行應用型人才培養(yǎng)的過程中，需著眼于建筑行業(yè)的實際發(fā)展形勢，將BIM技術與課堂教學活動進行必要的整合，增強課堂教學活動的有效性與針對性，提升學生的專業(yè)知識與能力，為學生就業(yè)競爭力的培養(yǎng)與職業(yè)潛力的挖掘提供必要條件。

建筑設備類專業(yè)人才是建筑市場的主力軍，特別是在管道綜合環(huán)節(jié)，在指導施工過程中容易出現(xiàn)管道碰撞問題，BIM技術的出現(xiàn)解決了管道碰撞的一大難題，因此如何積極培養(yǎng)符合市場需求的BIM建筑設備專業(yè)復合型創(chuàng)新人才是當前我國應用型本科高校亟待研究的重要課題。為彌補應用技術大學建筑設備類BIM技能人才的匱乏，解決此類課程片面信息化教學的弊端，要構建BIM課程體系，利用以BIM技術為基礎的信息化教學手段，以崗位能力為核心的產教融合的實踐教學活動，通過線上和線下的精準教學設計，形成具有建筑設備專業(yè)特色的BIM創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

一、核心能力指標體系構建

首先，在原人才培養(yǎng)方案的基礎上修訂了新版人才培養(yǎng)方案，把人才培養(yǎng)方向之一定位到建筑設備類BIM人才，要求學生能夠運用土木工程制圖、BIM等計算機設計等手段，恰當使用計算機仿真工具進行土木工程有關的模擬和仿真分析，來表達和解決土木工程問題；其次，利用BIM技術以及施工模擬軟件模擬和預測分析設計方案，了解現(xiàn)代施工技術和管理的手段和方法，了解通用的工程造價軟件，能夠通過結構設計軟件對建筑工程領域復雜工程問題進行模擬分析；最后，本方向畢業(yè)生畢業(yè)后能夠從事土木工程建設中的建筑水系統(tǒng)、建筑采暖系統(tǒng)、建筑空調系統(tǒng)、建筑通風系統(tǒng)、建筑冷熱源系統(tǒng)及建筑消防系統(tǒng)等相關行業(yè)。

除此之外，面向建筑設備工程建造需要的高水平應用型BIM技術人才。結合BIM技術融入培養(yǎng)目標及課程建設并建立“培養(yǎng)目標－畢業(yè)要求”對應矩陣和“畢業(yè)要求－課程體系”對應矩陣。

二、核心課程教學大綱編制

核心課程包括供熱工程、空調工程、建筑給排水、建筑設備施工安裝技術、消防工程、安裝工程預算、施工圖實訓、BIM基礎、BIM應用。在原有教學大綱基礎上，更新完善核心課程教學大綱，改變了以往學習大綱簡略不夠細致，只突出難點重點卻沒有對應關系的缺點。通過知識點分解及能力指標對應，先建立預期學習成果，再從教學環(huán)節(jié)、教學內容、學習進度及要求來充實課程教學要求，對課程考核要求進行加大，包括：課程成績結構組成、要求過程性評價、要求終結性評價及考核課程的細則要求等。

以“空調工程”課程教學大綱為例，預期學習成果如表1所示。

三、教學案例庫建設及課程考核評價體系建設

（一）打造教學案例

建立一套全設備專業(yè)的案例，并將其應用到BIM應用課程中，此案例為帶地下車庫的6層商業(yè)建筑，其中包括原始CAD圖紙，涉及采暖、通風空調、給排水、消防、電氣等，在教學過程中采用REVIT2018進行建模，并在完成整體模型后進行碰撞檢查、管綜排布及優(yōu)化處理。同時，組織學生首次參加第八屆全國高校畢業(yè)設計大賽B模塊，獲得兩項優(yōu)秀獎。

（二）建設教學資源庫

以“供熱工程”為例建立一套教學資源庫，其他核心課程在此基礎上陸續(xù)建設相應教學資源庫，包括供平臺教學和測試的測試試題庫、供教學和演示使用的視頻資源庫、供學生設計課和查閱的應用規(guī)范庫等。

其中測試試題庫為了迎合平臺教學的需求，將計算題、簡答題、識圖題等均以客觀題形式出現(xiàn)，最終形成一套700題的題庫，供平時課上測試、單元測試和期末考試等使用。視頻資源庫資源豐富，包括施工工藝、教學網課、講座培訓、新技術、產品介紹、工程案例、教育紀錄片及職業(yè)資格等模塊，供教學展示及學生課擴展學習用。

（三）建設考核評價體系

俗話說：“編筐編簍，重在收口。”學生的考評如何進行至關重要，其中一個不可忽視的環(huán)節(jié)是課程考核評價體系的建設。在教學實踐中，教師引入了BIM技術，并結合OBE的教學理念，選擇了“供熱工程”課程作為示例，建立了一套全面細致的考核評價體系。這套評價體系打破了原有的僅注重期末考試、忽略過程管理的考核方式，對評價模式進行了改進，調整了原有的平時占30%，期末占70%的分配比例；加大了過程管理的權重，并增加了諸多環(huán)節(jié)，例如實驗實訓、創(chuàng)新實踐、學習通平臺等；合理分配了各個環(huán)節(jié)在過程管理中的權重，從而減少了期末考試卷面成績的占比。這樣做多方面、多維度地考查了學生的能力，使得學生的綜合素質能更真實地得到體現(xiàn)。學校進行了兩個學年的實踐教學，取得了顯著的教學效果，為類似課程的教學改革提供了有益的參考。

在課程考核的過程評價中，研究組提出了一個創(chuàng)新點，即引入了創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的分數(shù)占比為20%。在這個環(huán)節(jié)中，每個創(chuàng)新作品由5～6名學生組成一個合作小組，并選出一名組長負責組織、管理小組工作和內部的分工明細。小組需要對作品進行匯報和答辯，準備相應的匯報PPT。其他組的成員和導師作為評委給作品進行評分。在答辯過程中，所有成員都站在匯報區(qū)域，評委對小組的整體表現(xiàn)和每位學生分別打分。同時，為了確保評分公平，導師對每組的打分進行調整并進行客觀性評價，從而保證成績更加客觀、更加合理。

四、教學實踐環(huán)節(jié)分析

（一）“供熱工程”課程教學實踐分析

本次教學改革實踐是對“供熱工程”課程進行了徹底改革。首先，對該課程的特點和現(xiàn)狀進行了分析，并重新定位了培養(yǎng)目標。在教學過程中，教師將BIM技術貫穿其中，重新梳理了教學內容，將其分為兩個主要方面：施工圖的識讀部分（包括室內熱水采暖工程、室外供熱管網工程、熱源與換熱站工藝）和施工圖設計（室內熱水采暖工程）。其次，重構了教學大綱，建設了教學資源庫。其次，采用了多種教學方法相結合的模式，包括任務和項目結合的教學法、案例融入的問題教學法、創(chuàng)新實踐的教學法、小組討論的教學法以及利用平臺軟件的教學方法等。最后，進行了全面的課程考核評價體系建設。學生最終成績總分為100分，其中期末考試僅占40%，過程管理占60%。期末考試采用閉卷形式，建立了考試題庫，包括名詞解釋、簡答題、計算題等客觀題形式；過程性成績包括實驗實訓成績（占比10%）、創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)成績（占比20%）、平臺顯示經驗值成績（占比30%）。這些教學改革激發(fā)了學生學習的積極性，豐富了課堂活動，并提高了課堂教學效果。

（二）建筑設備專業(yè)學生畢業(yè)設計實踐

黑龍江東方學院建筑工程學院建筑設備專業(yè)學生的畢業(yè)設計題目是《住宅樓建筑水暖BIM工程設計》。在經歷了2017級29人、2018級32人的畢業(yè)設計實踐環(huán)節(jié)后，每位學生完成了一項設計任務。設計內容包括對17～18層建筑的給排水系統(tǒng)和采暖系統(tǒng)進行基礎計算，隨后進行方案布置，并進行水力計算。接著，利用REVIT進行三維建模，進行綜合碰撞檢查和模型分析，并對模型進行優(yōu)化，以確保方案的合理性。隨后，導出各系統(tǒng)的平面圖和三維圖，保存為PDF格式和CAD格式，并編制畢業(yè)設計說明書。整個過程歷時8周，時間緊任務重。通過這個過程，學生掌握了BIM技術在建筑設備工程中的應用，為他們畢業(yè)后從事相關工作奠定了基礎，也為社會培養(yǎng)了這方面的技術人才。

五、結語

學生調研和高校調研發(fā)現(xiàn)建筑設備類專業(yè)BIM人才培養(yǎng)的需求性極強。這類人才的職業(yè)發(fā)展前景廣闊，進行相關的教學體系建設與改革尤為重要。因此，學院進行了BIM人才核心能力指標體系的構建，建立了建筑設備類專業(yè)BIM人才核心能力培養(yǎng)的課程體系，并重新修訂了人才培養(yǎng)方案。此外，學院對核心課程的教學大綱進行了重新編制。以BIM應用課程為例，建立了一套教學資源庫和全設備專業(yè)的案例庫。在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，學院采用了BIM工程設計的題目，使得學生在畢業(yè)后能夠掌握設備方向的BIM技術，為建筑市場培養(yǎng)一批上手快、技術強的設備類BIM人才。

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