BIM应用技术基础课程的教学改革

陈 凡

（新乡学院 土木工程与建筑学院，河南 新乡453003）

自从Autodesk公司提出了建筑信息模型（building information modeling，BIM）概念以来，BIM 技术已成为一种用于工程设计、建造和管理的数据化工具，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥了重要的作用。

自从BIM引入我国以来，已受到业内各界人士的关注。张尚等［1］分析了美国高校的BIM教育情况。谢云飞等［2］分析了BIM对高等院校土建类人才培养的影响。黄剑等［3］分析了国内工程类院校开设BIM课程的现状，认为BIM师资缺乏、难以融入传统课程体系和行业参与不足是制约BIM教育融入工程管理专业的重要因素。张泳等［4］在工程管理专业引入BIM课程，构建了多阶段、多层次的工程管理专业的培养体系，并取得了一定的成效。张红［5］研究了BIM技术与本科院校造价类课程在教学上的对接问题。韩风毅等［6］研究了BIM素质通选课的改革问题，指出了BIM课程改革的必要性。

国内不少高校纷纷开设与BIM有关的课程，一些高校已在现有专业课中引入了BIM知识，一些高校已开设了新的BIM课程，但在BIM人才培养方面还存在两方面不足：一是建筑行业对BIM人才的需求量越来越大，而学校培养的BIM人才远远不能满足当前需要；二是学生掌握的BIM知识和技术无法满足行业的需要。

在本文中，笔者分析了BIM课程教学改革的现状、BIM教学存在的问题和BIM应用技术基础课程的开设情况，从教学内容设置和教学方法两个方面探索了BIM人才分层次培养的方法，提出了BIM教学的要求，提出了BIM教学改革的措施，以便培养高质量的BIM应用型人才。

1 BIM课程教学现状分析

1.1 BIM教学取得的成绩

从2012年开始，我院开始培养BIM人才，成立了BIM兴趣小组，组织学生参加了BIM竞赛，开展BIM课程培训。

2016年，我院成立了BIM研究协会，建立BIM实训中心，鼓励学生参加BIM协会，组织学生学习BIM相关软件，带领学生参加“斯维尔”大赛和“广联达”毕业设计大赛。

2017年，我院将BIM技术引入土木工程专业的毕业设计，并将毕业设计BIM方向又细分为三维建模、施工组织设计、招投标文件编制和施工过程管理等四个方向。

1.2 BIM教学存在的问题

根据近几年的BIM教学经历，笔者认为在BIM教学方面还存在以下几方面问题：

一是学生对BIM认识不足。对为什么要用BIM、BIM有哪些优势和怎么应用BIM的认识还比较迷茫。

二是BIM的普及率较低。2017年我院对学生的调查结果显示：大学二年级（2016级）学生对BIM有一定了解的人数只占该年级总人数的24%，掌握相关软件的不足5%。大学四年级（2014级）学生在毕业设计中选择BIM方向的仅有5名学生，仅占本年级毕业生总人数的2.2%。2017年的本科毕业生中，仅有1～2人愿意从事BIM方面的工作。

三是BIM人才培养缺乏系统化和分层化。虽然我院为学生提供了丰富的软件学习资源，但学生仅仅掌握了Revit软件的操作方法，且软件操作水平参差不齐，能与专业知识联系起来的更少。

四是学生缺乏学习BIM的兴趣。BIM技术的主要应用是将二维图纸转换为三维模型，目前大多数学生对BIM的认识不足，软件操作水低下，仅停留在翻模阶段，很难对BIM产生浓厚的学习兴趣和学习热情。

1.3 BIM应用技术基础的开设情况

针对上述问题，笔者在BIM应用技术基础教学中，提出BIM人才分层次培养的方法。

BIM应用技术基础开设在土木工程专业第4学期，共计32学时，为专业选修课。学生已完成了画法几何、工程制图、AutoCAD课程的学习，具有识别建筑施工图的能力，但专业核心课程还未学习，不具备运用专业知识的能力。

据统计，在BIM应用技术基础开设的班级，25%的学生对BIM有不同程度的了解，其中约10名学生已初步掌握了Revit软件的操作方法，可以建立简单的三维建筑模型，而剩余75%的学生对BIM了解较少或完全不了解。因此，若不及时普及BIM知识，很难培养出满足现阶段建筑业需要的土建类人才，这说明开设BIM课是十分必要的。

2 教学内容设置

根据我院的教学实际情况，将BIM应用技术基础的教学内容分为理论部分和操作部分。

理论部分包括BIM思想以及BIM课程所用到的软件。通过教学，要求学生了解学习BIM的重要性，初步形成BIM的思维方式，提高BIM的学习兴趣。

操作部分包括Revit软件操作以及实际案例的建模和操作。通过教学，要求学生根据建筑施工图纸和建筑模型的建立，将Revit软件操作过程细分为以下内容：标高轴网的绘制、墙体绘制、门窗族的载入和编辑、楼板设置、屋顶创建、楼梯创建、梁柱设置、明细表和场地设置、族体量內建模型的创建及渲染等。通过案例的建模操作教学，要求学生熟练使用Revit软件，根据实际案例完成建模和统计工作量，导出建筑施工图，完成模型的渲染，提高解决实际问题的能力。

笔者将Revit软件作为教学内容，主要考虑以下三点：一是BIM应用市场上，建筑设计软件种类繁多，但Revit软件的应用所占比例较大。二是Revit软件具有链接和导入CAD图纸的功能，学生学习了AutoCAD以后，对CAD图纸有了一定的了解，将CAD图纸直接导入软件进行建模，能缓解学生学习新知识时产生的畏难情绪。三是Revit软件的操作命令与AutoCAD软件的类似，通过类比教学，学生能提高学习新软件的效率［8］。

按照教学内容的难易程度，教学内容还可以划分为初级类和高级类，其中标高、轴网、墙体、门窗、楼板、屋顶、楼梯和梁柱的绘制等为初级类教学内容，明细表、场地、族、体量、內建模型创建及渲染等为高级类教学内容。初级类教学内容要求学生熟练掌握，高级类教学内容要求大多数学生基本掌握，这就体现了分层次培养BIM人才的特点。

3 教学方法探讨

3.1 教学开展形式

由于不同的学生对Revit软件的掌握程度是不同的，在教学过程中，笔者对学生进行了分组，并为每一组安排1～2名学习程度较好的学生，对不同层次的学生提出不同的要求，以此来提高学生的参与热情和学习积极性。

程度较好的学生称为中级层次学生，其他学生称为初级层次学生。初级层次学生重点学习基础类教学内容，学有余力的学生可以学习高级类教学内容，并能运用Revit软件完成建模任务。中级层次学生在熟练掌握基础类教学内容的基础上，重点学习高级类教学内容，并能帮助组内初级层次学生解决建模过程中遇到的问题。

由于中级层次学生已经掌握了Revit软件，笔者对他们提出了更高要求：一是要求学生对学习BIM进行规划，制定学习目标和学习计划；二是要求他们利用课余时间自学第二款软件，熟练掌握该软件的操作方法。第二款软件的类型不做具体要求，可以是建筑设计软件，也可以是施工模拟软件。

在BIM教学过程中，笔者采用了分层次互助的教学方法。这既可以达到分层次培养BIM人才的目的，又可以通过小组互助的形式协助教师更好地开展教学活动。

3.2 教学考核方式

教学考核分为两部分，包括平时考核和期末考核。

平时考核成绩占学期总成绩的60%，平时考核主要是对学生学习过程进行评价，这种评价包括三个方面：一是对每节课中学生的学习表现（含建模效果）进行的评价，二是对每节课中学生掌握教学内容的程度进行的评价，三是对学生参加竞赛取得的效果进行的评价。

期末考核成绩占学期总成绩的40%，期末考核主要是对学生现场建模进行评价，现场建模包括基础模型的建立和特定构件的建模。基础模型的建立用来考查学生操作Revit软件的水平，特定构件的建模用来考查学生对族、体量、内建模型创建的掌握情况。

考试内容的分层次设定为不同层次的学生提供展示能力的平台，激发了学生的学习热情。

4 BIM教学的要求

4.1 理论教学

BIM应用技术基础的内容仅涉及Revit软件，这容易让初次接触BIM的学生认为学习BIM就是学习Revit软件。因此，在教学过程中，教师要先讲解BIM概念，培养学生的BIM理念，然后鼓励学生参与BIM竞赛，让他们体会BIM思想。

在BIM人才培养过程中，我院还开设了其他的BIM课程，以此引导学生学习和理解系统化的BIM知识体系，引导学生寻找和发现毕业设计中的创新点，帮助学生优化BIM的建立过程和施工方案，展示BIM技术在传统建筑结构设计、施工过程和项目管理中的优势。

4.2 实践教学

BIM应用技术基础的教学应与实际工程相结合，通过这种结合，让学生了解三维模型与二维图纸的区别，切身感受BIM技术在实际工程中的作用，熟悉实际项目的建立流程。除此之外，我院还应加大与企业的合作，以便让学生接触更多的工程案例，提升教师和学生运用BIM技术的水平，也为学生提供更多就业机会。

5 BIM教学改革的措施

5.1 合理选用教材

从教学内容上划分，有关BIM的教材包括以下两类：一类是介绍设计案例的教材，这类教材的内容难度较大，不适合本科教学；另一类是介绍软件公司编写的操作步骤的教材，这类教材与专业的结合不够密切，不符合应用型人才的培养要求。因此，在选择BIM教材时，应结合我院的教学实际，考虑如何与实际工程紧密结合，满足培养应用型人才的要求。

5.2 全方位培养BIM师资

目前，BIM技术已应用到建筑的全生命周期，该周期包括设计方案阶段和设计、施工及运维等阶段。从专业角度来看，BIM涉及建筑、结构、给排水、暖通空调和电气等专业，因此BIM的师资培养应是全方位的，要兼顾多个专业。

为了培养应用型的BIM人才，任课教师除了熟练掌握软件操作技能以外，还需要具有深厚的工程实践背景。成熟的BIM师资队伍应该由专任教师和资深的BIM工作者组成，包括BIM软件操作者、BIM的实施者和BIM的管理者。

4 结束语

在BIM应用技术基础教学过程中，在教学内容设置、教学开展形式和教学考核方式等方面进行了改革，提出了加强理论教学和实践教学的要求，提出了合理选用教材和全方位培养师资的措施，通过分层次和互助式教学方法开展了课堂教学活动。BIM课程的教学改革是当今社会经济发展的要求，在未来的教学中，要继续为培养BIM应用型人才做出努力。