基于BIM技術(shù)的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色人才培養(yǎng)模式探索

摘要：將建筑信息模型（BIM）技術(shù)融入土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系中，適應(yīng)了土木建筑工程行業(yè)發(fā)展方向，使所培養(yǎng)的專(zhuān)業(yè)特色人才能夠滿(mǎn)足行業(yè)不斷變化的需求。通過(guò)引入BIM技術(shù)，改革課程體系、教學(xué)模式和評(píng)價(jià)方式等，培養(yǎng)學(xué)生具備工程項(xiàng)目實(shí)施全過(guò)程管理能力，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)；人才培養(yǎng)

一、引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱(chēng)BIM）建模技術(shù)是一種以數(shù)字化建模為核心的綜合性信息化技術(shù)[1]，可以呈現(xiàn)建筑物的三維模型和相關(guān)數(shù)據(jù)[2]，該模型在土木建筑領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，逐漸成為土木建筑行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)化軟件工具[3]。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維等各個(gè)階段都能提供全面的信息支持，能有效提升建筑項(xiàng)目的質(zhì)量和效率，同時(shí)減少浪費(fèi)、降低成本。此外，BIM技術(shù)可以協(xié)助設(shè)計(jì)師更準(zhǔn)確地傳達(dá)設(shè)計(jì)意圖，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量[4]，進(jìn)而能幫助施工人員更好地理解設(shè)計(jì)意圖，減少誤差和浪費(fèi)，同時(shí)更有效地管理和維護(hù)建筑。因此，BIM技術(shù)對(duì)于提升土木建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展水平具有重要的意義，提升BIM教育教學(xué)水平已經(jīng)成為中國(guó)建筑教育的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。

本文通過(guò)分析BIM技術(shù)課程教育研究現(xiàn)狀，針對(duì)BIM教育教學(xué)改革所面臨的問(wèn)題，以安徽工業(yè)大學(xué)土木建筑類(lèi)大平臺(tái)BIM教育教學(xué)改革為研究對(duì)象，探討構(gòu)建基于BIM技術(shù)的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色人才培養(yǎng)模式。通過(guò)引入BIM實(shí)踐技術(shù)，改革課程體系、教學(xué)模式和評(píng)價(jià)方式等，培養(yǎng)學(xué)生掌握從工程規(guī)劃設(shè)計(jì)到項(xiàng)目實(shí)施的全過(guò)程管理能力，促進(jìn)學(xué)生專(zhuān)業(yè)綜合素質(zhì)和技能的提高。

二、土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)BIM教育研究現(xiàn)狀和問(wèn)題

盡管BIM技術(shù)在土木建筑行業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但是在部分地方本科高校的BIM教育教學(xué)方面，仍然存在很多問(wèn)題[5]。一方面，很多地方高校土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的BIM教學(xué)內(nèi)容仍然保持傳統(tǒng)的課程設(shè)置，大多是將其作為一種軟件工具來(lái)講解，并沒(méi)有針對(duì)BIM技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行深入研究和探索，這使得學(xué)生很難真正理解和掌握BIM技術(shù)的核心概念和方法應(yīng)用，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)踐工程行業(yè)的需求[6]；另一方面，由于BIM課程師資嚴(yán)重不足[7]，且教師往往無(wú)法全面了解BIM技術(shù)的最新發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景，缺乏與實(shí)踐的緊密聯(lián)系，不能滿(mǎn)足學(xué)生對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用能力的需求，嚴(yán)重制約了地方本科高校土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)BIM教育教學(xué)的發(fā)展。

地方高校土木建筑類(lèi)BIM課程教學(xué)實(shí)踐中普遍存在以下問(wèn)題：

一是教師及其教學(xué)方法問(wèn)題。BIM教育教學(xué)需要教師具備跨學(xué)科的綜合知識(shí)結(jié)構(gòu)和多專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)技能，還需要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，地方高校BIM教學(xué)中大部分以理論授課為主，而忽略了教學(xué)方法的多樣性，如實(shí)踐教學(xué)、案例教學(xué)、多專(zhuān)業(yè)協(xié)同教學(xué)等，而這種單一的理論講授的教學(xué)方式無(wú)法滿(mǎn)足行業(yè)發(fā)展的需求，更無(wú)法提高學(xué)生的實(shí)踐興趣。

二是課程設(shè)置問(wèn)題。BIM涉及土木建筑類(lèi)的多專(zhuān)業(yè)課程，地方高校的BIM教材沒(méi)有結(jié)合院校和學(xué)生的實(shí)際需求來(lái)編寫(xiě)，BIM教學(xué)研究缺乏從入門(mén)到高階的系統(tǒng)課程和教材。由于缺乏系統(tǒng)性的BIM課程教育理念引導(dǎo)，進(jìn)而影響學(xué)生的綜合素質(zhì)、應(yīng)用能力和多專(zhuān)業(yè)協(xié)同能力，導(dǎo)致BIM教育與BIM研究脫節(jié)，造成BIM研究與教育教學(xué)之間分布不平衡。

三是實(shí)踐問(wèn)題。BIM作為一種工具，需要通過(guò)實(shí)際操作才能真正掌握，這就要求BIM教育教學(xué)與實(shí)際行業(yè)相結(jié)合，以培養(yǎng)符合行業(yè)需求的人才。一些地方高校BIM技術(shù)教學(xué)仍處于起步階段，部分教師和學(xué)生對(duì)BIM技術(shù)的重要性認(rèn)識(shí)不足，尤其實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)較為薄弱，與實(shí)際行業(yè)缺乏合作和交流，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工程需求脫節(jié)。

四是評(píng)價(jià)問(wèn)題。BIM教育教學(xué)需要明確培養(yǎng)目標(biāo)，并根據(jù)不同類(lèi)型的學(xué)生制定不同的教學(xué)計(jì)劃和評(píng)價(jià)體系。教學(xué)評(píng)價(jià)是BIM教育教學(xué)中重要的一環(huán)，可以幫助教師和學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，部分地方高校注重于各種BIM軟件的教學(xué)，而缺乏有效的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，導(dǎo)致對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力評(píng)價(jià)不足。

三、構(gòu)建基于BIM技術(shù)的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色人才培養(yǎng)模式

工程能力是土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)重要的人才培養(yǎng)目標(biāo)之一，它涵蓋了項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、造價(jià)、施工、監(jiān)理等多個(gè)方面。培養(yǎng)土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色人才的工程能力，需要訓(xùn)練學(xué)生的BIM技術(shù)應(yīng)用能力，強(qiáng)化學(xué)生在工程實(shí)踐中的實(shí)際應(yīng)用訓(xùn)練，使學(xué)生的設(shè)計(jì)、管理和創(chuàng)新能力進(jìn)一步提升[8]。安徽工業(yè)大學(xué)土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)通過(guò)一系列實(shí)踐改革措施，將BIM技術(shù)融入課程體系，形成實(shí)踐案例，采用以工程實(shí)踐為基礎(chǔ)的項(xiàng)目式教學(xué)，并通過(guò)實(shí)踐項(xiàng)目的具體實(shí)施情況來(lái)進(jìn)行課程評(píng)價(jià)。

（一）構(gòu)建策略

土木建筑領(lǐng)域的BIM教學(xué)改革在很大程度上是由教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變推動(dòng)的，教學(xué)方法優(yōu)先考慮實(shí)踐知識(shí)和理論知識(shí)的融合，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。BIM教育中的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是需要平衡學(xué)科技術(shù)和設(shè)計(jì)方面的需求，同時(shí)還要整合可持續(xù)性發(fā)展問(wèn)題[9]。根據(jù)安徽工業(yè)大學(xué)土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)際，構(gòu)建基于BIM技術(shù)的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色人才培養(yǎng)方法。

1. 建立交叉課程體系。組織土木建筑類(lèi)多專(zhuān)業(yè)學(xué)生交流活動(dòng)、參加BIM技術(shù)會(huì)議和研討，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)知和理解。在課程設(shè)置方面，將BIM技術(shù)融入土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程中。在課程教學(xué)內(nèi)容方面，針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域和培養(yǎng)目標(biāo)，制定具有專(zhuān)業(yè)特色的BIM教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方案，并根據(jù)結(jié)合行業(yè)需求和發(fā)展趨勢(shì)加以更新和調(diào)整。通過(guò)不同課程體系的交叉，完成翻模碰撞并進(jìn)一步理解正向BIM模型設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在綜合的實(shí)踐中理解和應(yīng)用BIM技術(shù)，掌握BIM技術(shù)的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用方法。

2. 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。BIM教學(xué)以工程實(shí)踐為基礎(chǔ)，通過(guò)與實(shí)際工程項(xiàng)目的結(jié)合，涵蓋建設(shè)項(xiàng)目的各個(gè)階段，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成實(shí)踐工程任務(wù)，提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生在實(shí)踐中掌握BIM技術(shù)的應(yīng)用和管理方法。基于多學(xué)科交叉協(xié)同的BIM技術(shù)教學(xué)模式，學(xué)生可以使用BIM技術(shù)構(gòu)建項(xiàng)目模型并進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和分析，為土木建筑人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。

3. 完善合作評(píng)價(jià)方式。與行業(yè)組織或企業(yè)等進(jìn)行深度合作，共同開(kāi)展BIM應(yīng)用案例研究、項(xiàng)目實(shí)踐等活動(dòng)，以提升教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性和教學(xué)質(zhì)量，通過(guò)實(shí)踐來(lái)提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和應(yīng)用能力。要求學(xué)生使用BIM技術(shù)完成一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案，包括模型構(gòu)建、參數(shù)設(shè)置、分析優(yōu)化等，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在評(píng)價(jià)方式方面，應(yīng)采用以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的方式進(jìn)行考核。通過(guò)實(shí)際工程項(xiàng)目的開(kāi)展，建立完善的BIM課程評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)學(xué)生的BIM技術(shù)應(yīng)用能力、工程管理能力、溝通協(xié)調(diào)能力等進(jìn)行綜合考核。

4. 建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心。安徽工業(yè)大學(xué)聯(lián)合上海魯班軟件股份有限公司建立完善安徽省BIM綜合實(shí)驗(yàn)中心，同時(shí)與深圳斯維爾、北京天正、杭州品茗、北京廣聯(lián)達(dá)等BIM企業(yè)合作建立了校級(jí)BIM綜合實(shí)訓(xùn)基地和實(shí)驗(yàn)中心，為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)環(huán)境和實(shí)踐機(jī)會(huì)，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新能力。此外，通過(guò)組織校內(nèi)師資培訓(xùn)、聘用行業(yè)專(zhuān)家、聘請(qǐng)高水平教師等方式，加強(qiáng)對(duì)教師的培訓(xùn)，提升師資團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平和教學(xué)能力，為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)和指導(dǎo)。

5.打造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)。注重學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃和發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和持續(xù)學(xué)習(xí)能力，積極鼓勵(lì)、指導(dǎo)學(xué)生組建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)BIM社團(tuán)，讓學(xué)生能夠持續(xù)緊跟BIM技術(shù)發(fā)展步伐?；贐IM衍生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目同樣取得迅速發(fā)展，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，也提高了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。學(xué)生在全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽、全國(guó)高等院校學(xué)生“斯維爾杯”BIM-CIM創(chuàng)新大賽等BIM學(xué)科競(jìng)賽中取得了優(yōu)秀成績(jī)。

（二）實(shí)踐效果評(píng)價(jià)和展望

基于BIM技術(shù)的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色人才培養(yǎng)模式聚焦“學(xué)生工程能力培養(yǎng)”的核心目標(biāo)，將BIM技術(shù)融入課程教學(xué)全過(guò)程，符合工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的要求，實(shí)踐效果明顯，教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力都得到顯著提高。

BIM技術(shù)隨著科技的快速發(fā)展和建筑行業(yè)需求而發(fā)展變化，應(yīng)對(duì)“工程能力培養(yǎng)”的核心培養(yǎng)目標(biāo)，需要不斷評(píng)估和更新培養(yǎng)模式，更多新型研究領(lǐng)域需要繼續(xù)探索，如：融入虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等新興技術(shù)；更加注重可持續(xù)性和環(huán)境設(shè)計(jì)；對(duì)跨學(xué)科多專(zhuān)業(yè)協(xié)同合作的關(guān)注；開(kāi)發(fā)新的國(guó)產(chǎn)BIM軟件。

綜上，提升BIM教育質(zhì)量需要多方努力，如政策支持、教學(xué)資源建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、學(xué)生激勵(lì)措施、與行業(yè)對(duì)接等。只有更好適應(yīng)BIM技術(shù)在建筑、工程、設(shè)計(jì)等領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)際，全面提升BIM教育質(zhì)量，才能培養(yǎng)更多高質(zhì)量的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色人才。

四、結(jié)語(yǔ)

本文提出了基于BIM技術(shù)的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程能力特色人才培養(yǎng)模式，以BIM技術(shù)為核心課程，以工程實(shí)踐為基礎(chǔ)的教學(xué)模式和以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)方式為支撐，有效地提升了學(xué)生的BIM技術(shù)應(yīng)用能力、工程管理能力、溝通協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)新意識(shí)等方面的綜合能力?；贐IM技術(shù)的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式，能夠提高學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，可以更好地滿(mǎn)足土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的需求。在BIM技術(shù)人才培養(yǎng)中，基礎(chǔ)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)等環(huán)節(jié)應(yīng)該相互配合，形成一個(gè)完整的人才培養(yǎng)體系。未來(lái)，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，BIM與人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的集成可以在效率、準(zhǔn)確性和成本降低方面帶來(lái)顯著的提升。因此，需要繼續(xù)探索和實(shí)踐，不斷優(yōu)化這種基于BIM技術(shù)的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色人才培養(yǎng)模式，為培養(yǎng)更多高素質(zhì)的土木建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]OLUGBOYEGA O， WINDAPO A. Building information modeling： enabled construction safety culture and maturity model： A grounded theory approach[J/OL]. Frontiers in Built Environment， 2019， 5： 1-12[2023-03-03]. https：//www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbuil.2019.00035/full. DOI：10.3389/fbuil.2019.00035.

[2]王建超， 張丁元， 周靜海. BIM技術(shù)在建筑類(lèi)高校專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用探索： 以沈陽(yáng)建筑大學(xué)為例[J]. 高等建筑教育，2017，26（1）：161-164.

[3]HUANG Y. A review of approaches and challenges of BIM education in construction management[J]. Journal of Civil Engineering and Architecture，2018，12（6）：401-407.

[4]SAKA A B， CHAN D W M， MAHAMADU A M. Rethinking the digital divide of BIM adoption in the AEC industry[J/OL]. Journal of Management in Engineering， 2022， 38（2）： 04021092. [2023-03-03]. https：//ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29ME.1943-5479.0000999.

[5]熊麗娟， 王浩， 李磊， 等. BIM教育模式改革的探討與實(shí)踐[J]. 高等工程教育研究，2016，15（2）：76-79.

[6]譚江， 趙慧林. BIM技術(shù)在建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 高等建筑教育，2016，36（3）：107-110.

[7]李小娟， 張英. 建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)研究[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)，2016（2）：32-35.

[8]JIN R， YANG T， PIROOZFAR P， et al. Project-based pedagogy in interdisciplinary building design adopting BIM[J/OL]. Engineering， Construction and Architectural Management， 2018： 1376-1397[2023-03-03]. https：//www.emerald.com/insight/content/doi/10.1108/ECAM-07-2017-0119/full/html.

[9]孫明， 胡妮妮. BIM技術(shù)融入CAD課程的教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J]. 圖學(xué)學(xué)報(bào)，2017，38（1）：109-113.