台湾大学BIM教学模式的借鉴与思考

高星 顾裕庆

摘 要：随着BIM技术的持续深入发展，BIM人才的培养成为建筑业通往“BIM时代”的主要瓶颈。如何在大学课程教学中开设BIM相关课程，实现BIM人才的量级突破，是建筑业进入“BIM时代”的关键因素。文章总结了台湾大学BIM研究中心在BIM技术课程设置和教学模式上的实践方式，旨在为大陆高校开展BIM教学工作提供借鉴和帮助。

关键词：BIM；教学模式；课程设置

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）13-0016-03

Abstract： With the continuous development of BIM technology， the cultivation of BIM talents has become the main bottleneck of the construction industry leading to the "BIM era". How to set up BIM related courses in university course teaching and realize the level of BIM talents is the key factor for the construction industry to enter the "BIM era". This paper summarized the practice of BIM research center in BIM course arrangement and teaching mode， which aimed to provide reference and help for the development of BIM teaching in mainland universities.

Keywords： BIM； teaching mode； course arrangement

引言

BIM（Building Information Modeling）是在建筑领域应用信息技术，实现对设计、施工和管理过程仿真和模拟的一种技术和管理方法[1]。我国《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》将BIM技术上升到国家发展战略层面，深入研究BIM技术和推广应用BIM技术已成为建筑业发展的必备条件。

BIM技术应用市场的快速发展导致了对专业人才的广泛需求，然而缺乏有经验的从业者已经成为建筑业通往BIM时代的主要瓶颈。高校作为专业人才培养的主阵地，如何在大学课程和继续教育课程中开展BIM相关课程的讲授，实现BIM人才的量级突破，是建筑业进入“BIM时代”的关键因素。本文总结了台湾大学BIM研究中心在BIM技术课程设置和教学模式上的实践方式，旨在为大陆高校开展BIM教学工作提供借鉴和帮助。

一、台湾大学BIM教学模式

基于BIM的理论与应用，台湾大学BIM研究中心主张构建完备的理论知识体系，引导学生理解BIM的核心理念对工程建设行业带来的里程碑式变革，并通过设置相关实践活动拓宽学生的行业视野，以达到培养学生的协作精神与实践能力的教学目标，台湾大学BIM课程教学框架如图1所示。

（一）理论教学

在理论教学阶段，台湾大学BIM中心分主题开展教学，从介绍BIM的基本概念开始，例如BIM的两种中文解释（Building Information Modeling； Building Information Model）的含义与区别；BIM现阶段发展程度与现存发展障碍，及其所具有的可视化、协调性、模拟性、优化型、可出图性等特点；现存描述模型发展程度的LOD概念，包括由美國提出的LOD（Level Of Development）和英国提出的LOMD（Level Of Model Information，LOMD=LOD+LOI），两者都定义了BIM模型元件从最低级的近似概念化的程度发展到最高级的演示级精度的标准；通过角色模拟让学生体验项目全生命周期以及贯穿其中的协同作业、信息共享；通过翻转教学使学生感受建设项目所需的4D排程与数量估算。

从教学模式的角度考查，台湾大学主要采用单一课程、交互式教学、多课程联合和毕业设计等模式，在教学中不局限于通过单门课程介绍BIM，而是在专业课程中涵盖BIM思维，如在绿色建筑、结构设计和项目管理等课程中均涉及BIM 概念及工具，涉及 BIM 环境下的进度管理、质量管理、成本管理及各专业协同管理等高级工程管理内容。

（二）应用软件教学

BIM不等同于软件，但各类软件的应用对于实现BIM的价值是至关重要的。工程项目建设因涉及多专业领域而具有复杂性，因此像Autodesk平台、Bentley平台等所提供的相应软件具有信息共享、可视化、协调性等优点，对于工程设计阶段、招投标阶段、施工阶段、运维阶段都起到很大帮助，因而高校开展应用软件教学有利于推广BIM技术。

台湾大学BIM中心主要引导学生学习Autodesk Revit以及Autodesk Navisworks Manage。其中revit教学为基础阶段，包括放样、土方开挖、标准层施工、屋顶层施工、屋顶突出施工，如图2所示；Navisworks应用阶段包括绿色建筑节能设计应用、工程数量估算、工程进度管理、协同作业与碰撞检测应用，如图3所示。

（三）业界参访讨论

为了使建筑业拥有合格的专业BIM人才，台湾大学BIM中心与业界联手合作，不仅将BIM融入到自身课程建设中，也邀请业界进入课堂讨论当下BIM的发展状况与实际使用状况。

在业界参访中，台湾大学与台湾中兴工程顾问有限公司展开密切合作，中兴顾问有限公司向参访学生介绍BIM技术在实际案例中的应用，包括在案例中使用的新理念如Green BIM或是公司专利如细部设计构造；展示公司在设计阶段所运用的方法，如通过Revit建模，用Tekla制作结构，用SAP2000做结构分析；分享公司在施工阶段所获心得，如每隔一周需要与设计团队进行对话交流，在面对技术难题时通过专家商讨得出解决方案等等，此外还能向学生展示业界的新技术，如在招投标和施工阶段利用BIM技术结合VR技术产生的可视化效应将有利于行业发展。

（四）BIM应用竞赛

竞赛作为一个多专业团结协作平台，能促进所学各专业的整合与应用，同时也是检测学生所学内容的有效手段。在掌握系统专业知识的同时，也检测了学生的其他综合素质，包括团队合作、沟通协调、应急处理能力等等，从而提高学生的专业与综合能力，实现以赛促学、以赛促教。

台湾大学BIM中心在学生进行一段时间的学习之后将进行一次BIM竞赛，竞赛内容分为必选项目和自选项目，其中必选项目为上课阶段所授内容，自选项目为学生课后通过COURSERA、GOOGLE等网络平台自学所掌握的内容，竞赛按照一定的程序分组进行，累计得分最高组为优胜组，BIM应用竞赛程序如图4所示。除此以外，台湾大学还通过讲授计算机程序编写和机器人工作原理，介绍目前自动化发展进程，让学生自行组队用乐高机器人制作工程机械模型，例如机械手臂、吊车机器人等，在规定时间内由学生自行摸索、加以完善，通过完成任务的方式检测各组相关知识的学习情况，从而让学生了解到建筑业向自动化、装配式建筑发展的程度。

二、大陆高校BIM教学现状

基于BIM在建筑行业中越来越受到重视，大陆高校开展相关教学工作也逐渐提上日程。据统计，大陆有不少高校开设了与BIM相关的学习课程，例如，清华大学与广联达公司共同成立BIM研究中心，建立长期合作关系；同济大学与鲁班公司双方就工程造价、电算化教学及BIM技术研究等方面开展合作等[2]。虽然已有不少高校开始了教学工作的实践，但是大多数高校限于师资有限、课程系统性强等原因，在教学方面也只局限于单个软件的学习而未进行综合性考量，BIM技术的教育程度良莠不齐。

（一）师资力量匮乏

BIM人才培养最重要的基础是师资，同时BIM教学的特殊性还要求教师不仅具备理论知识，还应具有熟练的实际操作能力，缺少“理论+实操”双师型师资是许多高校面临的问题。此外，BIM知识体系广泛，综合性较强，对于教师所授内容的广泛性要求高[3]，完整的高校BIM师资队伍除专任教师外，还应与企业合作以求得在BIM应用方面经验丰富的一线从业人员。

（二）课程体系欠缺

为适应新形势下对BIM工程人才的需求，高校课程设置应旨在加强学生的BIM工程实践能力和综合素质培养，目前许多高校虽有尝试开设相关专业课程，但相比传统的课程教学未形成系统化的课程体系，或局限于单个软件的基础应用，或局限于理论知识的普及性讲座，不利于高水平人才的培养。

（三）教学资源欠缺

不管是BIM课程体系的建立，还是BIM专业的教学内容与方法的改革，专业教学资源作为支撑都是必不可少的，而现阶段BIM教学材料、BIM可操作软件、BIM实验室设备等硬件设施依然缺乏。例如软件作为实现BIM技术的基础，西方国家有普遍使用的Revit、Navisworks、Tekla等软件，已相对齐全与成熟。国内的软件商仅有鲁班、广联达、斯维尔等少量软件厂商，加上引入软件对于高校来说是一笔高额经济承担，因而并非所有高校都与企业开展合作，也因此无法给学生带来BIM技术在实际案例中的应用，使得所学知识仅限于理论而缺乏实践。

三、借鉴与思考

（一）理论教学

理论教学是为了更好的实践应用，BIM技术的理论教学应以提升学生专业素养、培养学生实践能力为目标。在BIM课程基础教学部分，应包括了解建筑业BIM技术的发展现状和发展趋势；了解BIM在工程项目设计阶段的应用手段；了解BIM在招投标阶段的模型展示、3D漫游、VR仿真；了解BIM在施工过程和管理过程中所需要的网络计划编制、空间碰撞检测、4D进度计划、5D工程造价管理等等；了解工程全生命周期、协同作业、信息共享、模型发展程度等概念；了解BIM应用过程中所需要的经济、法律、管理等学科知识。

（二）实践教学

为了检验和运用理论知识，开展相应的BIM实践教学是有效的教学方式，例如让学生运用Revit软件绘制某工程的施工土建部分，在检验了识图能力的同时又检验了BIM 软件的应用能力；组织学生到企业中深入了解企业在实际案例中所解决的可行性分析、施工模拟、碰撞检测、进度控制、成本控制、质量控制等活动过程；组织BIM行业专家为BIM 教学提供新的知识，了解BIM发展前沿，激发学习兴趣；组织学生开展系列竞赛，促进学生将所学的各专业进行整合，培养学生知识运用能力、团队协作能力、临场应变能力。

（三）網络教学

网络教学平台（Learning Management System）是实现在线学习与教学的支持环境，其教学模式为交流评估双向互动，具有开放性、灵活性、虚拟性、共享性、教学手段现代化等优势[4]。台湾大学BIM中心通过Coursera这一网络教学平台为学生提供自学的渠道，再通过常规课堂的授课解决学生自学时的疑惑并深化拓展。而在大陆许多高校，开放式教育理念也逐渐得到社会的认可，例如慕课（MOOC）平台便是近年教育领域出现的面向社会免费开放的新型网络课程平台，教师可将BIM理论融入网络教学平台，预设教学目标、碎片化教学任务，学生通过自主学习、网上讨论、定期测验等方式掌握所学内容，最终达到学生BIM知识体系的构建目标。

（四）翻转教学

翻转教学（翻转课堂/Flipped Class/Inverted Classroom）是一种新型的教学模式，将传统的课堂上课模式颠倒过来，由学生事先通过网络平台或书本完成自学任务，再通过课堂的分享和老师的补充拓展完成知识的掌握[5]。台湾大学BIM中心在BIM理论教学方面，事先确定上课目标并布置学生通过Coursera平台完成自学任务，在课堂上由学生分组讨论并总结分享，最后由老师作点评并深化拓展知识点。从翻转教学意义上来看，翻转教学模式能充分调动学生的积极性，课堂上也能保证教学活力和学习效率，有利于弥补传统教学的不足，增大知识的掌握程度。

四、结束语

台湾大学BIM教学方式所具有的多模式、多手段、多领域等特点，对于大陆高校构建合理的BIM教学课程体系有着良好的借鉴价值，尤其是推动大陆高校从单纯的软件技能教学向以“信息共享、协同作业”为核心的BIM观念的培养以及注重理论与实践并驱的教学模式转变有着积极的借鉴意义。

参考文献：

[1]张尚，任宏，Albert P. C. Chan. BIM的工程管理教学改革问题研究（一）——基于美国高校的BIM教育分析[J].建筑经济，2015，36（1）：113-117.

[2]郝丽.BIM技术融入高校工程类专业教学的应用研究[J].土木建筑工程信息技术，2015，7（4）：108-111.

[3]刘冠辰.应用型大学BIM人才培养思考[J].吉林工程技术师范学院学报，2016，32（9）：35-37.

[4]肖伟才.理论教学与实践教学一体化教学模式的探索与实践[J]. 实验室研究与探索，2011，30（4）：81-84.

[5]潘炳超.翻转课堂模式应用于高校教学的实验研究[J].电化教育研究，2015（03）：83-88.

[6]高云莉，王楠楠，姜蕾，等.基于BIM的工程管理专业培养体系研究[J].高教学刊，2015（17）：36-37+39.

[7]宁欣，张瀚文.高校工程管理专业BIM课程建设研究[J].高教学刊，2016（14）：31-32.