BIM技术融入高校建环专业教学的实践与探索

李志伟 李艳红 成红娟

[摘 要] BIM的快速发展需要大量专业人才。高校作为新型人才的培养基地，应为建筑业市场提供充足的BIM人力资源。兰州交通大学环境与市政工程学院在BIM课程体系建设、师资培养和学生课程教学及实践方面的实践与探讨，为高校BIM人才培养提供了参考和借鉴。

[关键词] BIM技术;课程建设;教学;人才培养

随着我国经济的转型发展，建筑业急需由传统的高能耗、高污染向节能环保模式转型[1]。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术的出现为建筑业的转型发展提供了强有力的动力。BIM作为建筑全生命周期的数据管控工具，通过采用全新的5D模型，进行施工前模拟分析，可提高项目精细化管理和建筑工程效率[2]。2011年，中央和地方相关BIM政策、意见相继出台。强有力的BIM技术推广政策对BIM技术的推广影响积极，但人才的短缺成为影响BIM技术推广的一个重要因素。高校作为新型人才的培养基地，应顺应时代的发展。2014年起，我国高等院校开始重视BIM教育，如清华大学、上海交通大学、同济大学、大连理工大学等相继开设BIM相关课程、BIM实践基地和工作室等[3]。许多学者也对BIM在建筑类工程专业的教学研究进行了实践探索，为BIM教学研究提供了一些经验。

一、BIM用于实践教学中存在的困难

BIM技术作为建筑全生命周期的数字预演，对计算机硬件设施、设计人员的专业知识、施工人员的经验及项目管理能力有很高的要求。BIM是一个庞大的系统工程，BIM技术更是需要高素质综合性人才。培养一名合格的BIM专业人才并非一蹴而就，而是要循序渐进。BIM的高标准也对高校的BIM人才培养提出了挑战。

1.课程体系建设。根据社会和国家的人才需求变化、学校的要求等，各高校在更新培养方案和教学计划中，专业基础和專业课程的学分和学时均有不同程度的压缩，这对原有教学目标的制定和教学体系改革是个很大挑战。把BIM技术引入到专业课程学习中，需要全体专业教师对BIM的认知和应用要有深刻的理解[4]。

2.师资培养。目前高校中BIM方向的复合型教学人才严重缺乏，培养自己的BIM教学人才迫在眉睫。然而，BIM师资的培养不仅要求有软件应用能力，还应有实践应用能力，且在师资培养方面存在培训费用高和周期时间长的困难。

3.多专业协作。BIM技术是多专业协作的过程，并非某一专业就能将BIM全面掌握。规划、建筑、结构、机电和管理等专业相互配套的BIM教学体系才能发挥BIM教学的最大应用效果。然而大部分院校这些专业并不在一个学院，存在协调教学的困难。

二、BIM课程建设及教学探讨

如何将高校教育特点与社会BIM人才需求无缝衔接，是BIM技术人才培养的关键。笔者就兰州交通大学建环专业近几年在BIM教学实践中的经验进行分析，以探索普通工程类高校BIM技术人才的培养模式。

1.师资培养。本专业BIM师资的建设依托于校企合作。2015年前甘肃地区无BIM培训机构，更缺乏BIM人才，因此BIM培训具有巨大的市场。依托于市场潜力，2015年本校与当地具备较强机电安装能力的企业联合成立了兰州交通大学BIM工程中心，企业出资完成工程中心计算机及软件配置，具备BIM培训资格的教师对企业员工进行培训。校企合作方式不仅解决了教学中软硬件及师资等问题，为当地培养了大量BIM技术人员，而且教师在对企业的培训及BIM的项目合作中也提升了自身能力。本专业具备BIM培训资格的教师也为其他教师BIM的学习提供了人力资源，BIM技术团队建设顺理成章。

2.课程体系建设。BIM的教学主要是开设新课程和植入式教学两种教学模式。在最初引入BIM技术教学时，本专业以开设新课程为主。在未开设BIM课程时，也积极组织学生参加相关BIM竞赛，但存在学习不系统、覆盖面窄的现象。本专业2016年开设的专业应用工具软件实训课程为48课时，主要以BIM建模应用为主，保证了每一位学生在学习新技术中受益，为后续课程设计及毕业设计等实践类课程应用打下了基础。后续通过本专业掌握BIM技术的教师逐步指导其他教师对BIM的认知学习，实现专业课程中以BIM植入的方式进行讲授，同时课程体系逐步改进，改变了传统教学模式，提升了教学质量。

3.课程学习的方法。BIM强大的功能也为初学者带来了诸多困难。在学习过程中应遵循一定的规律。学生基础学习阶段教师讲授必不可少。在课程中，由于机电模型依托于建筑结构模型，在本校无建筑和结构BIM基础公共课的情况下，基础的建筑和结构建模讲授必不可少，且占到32课时，机电模型讲解占16课时。虽然机电模型占时较少，但有建筑和结构建模基础，机电模型学习效率更高，且在目前BIM人才缺乏的情况下，全专业建模人才及模型建立操作流程掌握较之单专业应用更为重要，机电模型的高级应用则在实践环节需加强锻炼。通过课堂教学，学生能基本掌握在软件操作层面各专业如何协同，这在自学过程中很难融会贯通。

4.实践技能的培养。课程的讲解只能教授学生一定的软件操作能力，不能很好的在专业工程应用。实践主要通过课程设计、毕业设计、实习和学科竞赛等方面加强技能应用。其中，课程设计和毕业设计是学生的必修环节，能锻炼学生在设计阶段BIM的应用。但是，在选题上要合理。相较于传统CAD绘图，由于BIM三维技术的应用要比CAD难度大，同一设计图纸内容工作量中，BIM的应用约为CAD的3倍，同一题目多位同学协同完成效果最好，既能体现团队合作精神，又能相互交流高质量完成设计任务，能更多掌握BIM应用模块。通过实践阶段锻炼学生，能较全面掌握负荷分析、建筑及机电模型建立、出图、碰撞检查、管道优化及动画漫游等能力。学生不仅具备暖通设计能力，还具备BIM基本应用能力。其次，参与BIM技术应用企业实习训练以提升自身的工程实践能力。本专业把BIM实习列入生产实习计划范围，学生申请或学校推荐三年级已修完BIM课程的学生暑期参与到BIM实习单位，在第七学期的前三周生产实习阶段仍可在单位从事BIM技术实习，作为生产实习的考核指标。既保证了实习质量，也为学生提供了宝贵的时间参与到BIM实训环节。BIM相关竞赛多，学生参赛也能极大地调动学生的积极性。

三、结论

高校BIM人才的培养应以师资为基础，课程建设为平台，实践环节为提高，从认知到学习到应用形成一个完整的培养模式。以本校建环专业为例，由于BIM课程的开设，学生对BIM的认知、兴趣及应用明显高于其他专业学生，主要体现为学生对BIM继续培训学习、证书考取及BIM大赛参与等积极性很高，也为学生寻找合适的工作提供了条件。本专业BIM课程的开设也极大地调动起其他专业学生对BIM学习的兴趣。

参考文献

[1]潘佳怡，赵源煜.中国建筑业BIM发展的阻碍因素分析[J].工程管理学报，2012，26（1）;6-11.

[2]陈美娟.基于BIM的工程项目管理信息化研究[J].商业经济，2014（4）：87-88.

[3]韩风毅，林书帆.美国普渡大学BIM专业教学体系的探索及启示[J].建设科技，2018，（372）;90-91.

[4]黄海生，吴丹丹.基于BIM的土木工程课程体系教学改革[J].湖北科技学院学报，2016，36（4）;75-76.