基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构研究

赵维树，孙道胜

(安徽建筑大学 经济与管理学院，安徽 合肥 230601)

1 BIM+融入国内外高校教学现状

1.1 BIM+在国外高校教学现状

BIM是一种能够对信息和数据进行传递与共享的工具，其主要应用于工程设计、建造、管理过程，并且能够对建筑的数据化、信息化模型进行整合。BIM这一概念在20世纪70年代被提出，2002年美国Autodesk公司发表了一本BIM白皮书。2003年，美国联邦总务署(GSA)发起了3D-4D-BIM计划[1]。2007年，全美BIM标准(NBIMS)被全美建筑科学院NIBS所提出，日后被各国效仿。2013年，全美建筑科学院NIBS发布BIM指南，近些年来仍在持续更新。而在其他国家，例如英国、日本等国家BIM技术也有了持续长足的发展。近年来，随着BIM应用的发展，BIM开始与其他先进技术以及应用系统相集成，即“BIM+”技术，其中包括BIM+物联网、BIM+虚拟现实、BIM+人工智能、BIM+5G等技术[2]。

BIM+技术不仅在行业实操中取得了长足的进步，在理论研究方面也进行了不断的探索研究。很多西方国家，如美国、日本等国家，将BIM+技术引入高校教学实践研究当中，尽早培育BIM+高端技术人才。如斯坦福大学土木学院，开设BIM+设计管理课程，使学生更加系统化的了解BIM+技术在设计方面的应用。滨州州立大学，设置虚拟现实和能耗分析课程，将BIM+虚拟现实技术引入教学系统当中。

1.2 BIM+在国内高校教学现状

2005年，中国引进了Autodesk软件。2007年，建设部发布《建筑对象数字化标准》，BIM技术在国内开始加速发展。2011年，国内出现了第一个BIM研究中心。2016年，我国住房城乡建设部印发2016—2020年建筑业信息化发展纲要，其中明确标明了BIM在建筑业中的中心位置，BIM技术在国内逐步得到重视[3]。与欧美国家相比，我国BIM技术发展较迟，在各高校中的应用贯彻的不够深刻，但毋庸置疑我国建筑类高校都已开始正视BIM+技术，并不断探索BIM+与高校教学的融合。如深圳大学开设了BIM实践基地，使学生能够在其中良好的学习研究BIM+技术。华中科技大学开设BIM方向的工程硕士专业，致力于培养高精尖的BIM+技术人才。

在文献研究方面，BIM+技术融入教学实践体系也有了长足的发展。如李娟芳、尚世宇等人提议将BIM+课程融入至大一、大二学生的专业学习当中，并针对大三、大四学生进行专题教学，并鼓励学生参加BIM认证考试[4]。梁哨认为应结合BIM+技术适时调整培养目标，并运用计算机技术、VR虚拟显示技术强化学生对BIM+技术的认知[5]。熊宇璟，严伟民提出应提升对BIM+技术教师队伍的建设力度，并将工程施工技术与管理知识结合在一起，提高创新实践的精神和能力[6]。陈利华、赵津婷等建议将工程管理类专业学生的实习模式转变为校内—校外—校内的循环模式，首先在校内习得理论知识，再在校外培养实践技能、社会服务能力和沟通技能等，最后回到校内，进行理论层次的提高，从而巩固学生的知识技能[7]。

2 BIM+应用于工程管理类专业实践教学的必要性分析

我国目前正在大力推进基础设施建设，因此超大型工程项目的数量不断增加[8]，我国的传统建筑建造形式已经无法满足日趋复杂、要求更高的工程结构形式，而BIM+技术的出现能够实现项目的精细化以及集约化管理，从而达到节约成本、缩短工期的目的，由此能够给企业和社会以及个人带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。因此如今发展BIM+技术是大势所趋，国家所向。

图1 基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构思路

我国建筑行业的新需求也透射入国内各高校工程管理类专业教学当中，而现有工程管理类传统专业实践教学体系存在很多问题，如知识深度掌握不够，工程管理高级人才十分匮乏；教学手段和条件相对而言较为滞后，绝大多数实践能力的培养都无法实现，无法解决工程项目中存在的现实的技术经济管理问题等。同时，按照新工科建设要求，必须坚持学生中心、产出导向、持续改进的工程教育理念，以继承创新、交叉融合、协同共享为路径,开展卓越人才培养、CDIO等人才培养模式，加大实践教学能力的培养。我国工程管理类专业实践教学体系发展迟缓。为此本科院校与时俱进，将BIM+技术融入工程管理类专业实践教学体系，使学生掌握BIM+技术并在实际项目中将其充分应用，全面系统地改革工程管理类专业实践教学体系，培养更多适合行业发展的高素质综合管理人才，这对本科院校而言是可行且必要的。

3 基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构

3.1 基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构的总体思路

就目前建筑业发展的趋势而言，工程管理类专业需要培养的是应用型、复合型高精尖人才，这些人才要能够从事工程全寿命周期的管理。如何在教学实践中培养工程管理类人才是工程管理类专业实践教学体系重构的重点，并且要能够把这些实践课程很好的联系在一起。工程管理类专业的实践教学体系可以分为通识教育类、专业基础类、专业类三个层次[9]。工程管理类专业是一门应用型很强的专业，特别需要提高学生的应用能力与创新能力，我校工程管理类专业共开设工程管理、工程造价和房地产开发与管理三个专业，如何有针对性地为三个专业的学生制定教学计划是我校工程管理类专业实践教学体系的重构的重点。基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构的总体思路是：基于工程项目全寿命周期对专业基础类和专业类实践教学环节的知识体系和教学内容进行重新设计，实践教学体系应将相关知识融合在项目全寿命周期全部阶段，如图1所示。

3.2 基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构的主要内容

3.2.1 设置独立的BIM实验先导课程

改变先理论再实践的教学理念，开设先于理论课程的实验课程，实现理论来源于实践的主导思想。BIM+技术本身涉及专业中的多门课程内容，但BIM模型本身的建模工作相对于未来应用而言较为简单。同时BIM模型自身具有的可视化性、模拟性、可出图性和协调性这四大特点，有利于初学者认识与理解，可以极大地提高教学效率和学生学习的积极性[10]。在各门专业课程中穿插 BIM教学，教师、学生不仅仅要经历一个特定工程项目的诸多特征认识、熟悉的过程，而且可能需要运用不同软件来不断地重复完成烦琐的建模工作，这样会极大地浪费有限的教学资源，并且很难使学生在这一过程中得到质的提升。因此，独立开设 BIM实验课程，作为工程管理类专业学习BIM+相关知识的基础先导课程，目的在于服务未来专业课程的开设学习，能够集中各种教学资源，引发学生学习BIM的积极性和自主性，为后期其他专业课程奠定稳定的基础。

3.2.2 建立“有机”的面对实践应用的理论课程教学体系

实践教学的具体实践性体现在实践教学环节的设定。理论课程学习的根本目的在于解决实践应用问题。通过实现实践课程建立的BIM模型，达到本专业课程体系各个方向的整合，将多门相关性较大、相关性适中、甚至相关性甚远的课程有机地结合起来，建立“有机”的面对实践应用的理论课程教学体系[11]。

3.2.3 将BIM+融入课程设计

课程设计作为检验学生对该门课程掌握程度的一种最有效、最直接的办法，在教学过程中被广泛应用。开设基于BIM+的综合课程设计，整合相关专业基础课程和专业课程的教学内容，包括项目管理、工程设计管理、施工进度管理、项目文档管理、合同管理、质量管理等[12]。综合课程设计包括两个部分，一是模型和基础知识模块，通用于工程管理类所有专业；二是专业模块，针对工程管理、工程造价和房地产开发与管理三个专业专门设置不同任务。综合课程设计囊括了工程项目全寿命周期，完全包含工程管理类专业所有核心内容，具有整体性和研究性，能够大大提高学生的实践应用能力。

3.2.4 毕业设计开设BIM+方向选题

毕业设计能够检验学生对大学期间所学专业知识掌握程度是否熟练，因此在毕业检测中被广泛使用。为了检验学生在本科四年的学习中是否对BIM+技术学习掌握良好，可尝试在我校工程管理类应届毕业生毕业设计的选题方向上，有针对性地开设BIM+技术的选题方向，如“BIM+技术综合毕业设计”等。并根据工程管理、工程造价和房地产开发与管理三个专业人才培养的能力需求差异对“BIM+技术综合毕业设计”进行改进，设置不同的毕业设计内容和要求。鼓励学生对BIM+技术进行思考与研究，并培养学生综合运用BIM+技术的能力，为今后的就业打下良好的基础[13]。

3.2.5 校企合作

企业的实践相比学校的学习，更具有针对性，在企业中进行实战培训，能够快速培养学生的实战能力，我校可积极与相关咨询单位、设计单位、施工单位、房地产单位等进行洽谈，创立长期稳定的校企合作平台，一方面企业可以为优秀的学生提供实习岗位，另一方面学生也可以前往自身感兴趣的实习单位进行有针对性的学习和实习，提升自我能力和实践能力，并掌握多种BIM+集成技术[14]。校企合作还可以合作开展教师交流培训、人才培养活动，促进基于BIM+的实践教学体系落到实处。

4 基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构的实现

4.1 基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构的实现路径

为了将BIM+技术充分应用于工程管理类专业实践教学体系中，培养懂技术、懂管理的信息化高精尖人才，应运用CDIO的理念，让学生能够将课程之间进行有机联系，主动学习BIM+技术的理论、实践与经验。CDIO的概念就是将构思、设计、实施和运行的理念运用到工程管理类专业实践教学体系当中，融合进老师的教学和学生的学习中，进一步培养工程管理类专业学生的个人能力、实践能力和工程系统能力。结合CDIO的理念，工程管理类专业实践教学体系以大学生就业方向及岗位为导向，以BIM+技术为侧重点，以本校工程管理专业培养为特色，并结合中东部地区区域特征，来培养工程管理类专业学生的个人能力、实践能力和工程系统能力。

图2 基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构的实现路径

首先，可以通过工程管理、工程造价和房地产开发与管理三个专业的不同要求来区分三种专业的就业方向及岗位，并根据不同的就业要求制定切实可行且实用的人才培养方案。其次，将BIM+技术作为实施工程管理类专业实践教学体系的侧重点，深入研究BIM+技术的要点，结合BIM+技术切实地制定教学内容、改革教学方法，将BIM+技术贯穿于教学的方方面面，从而强化工程管理类专业学生的实践能力培养。再次，将工程管理专业培养作为特色。我校是建筑类高等院校，我校工程管理专业是经过国家认真的王牌专业，拥有首屈一指的教学水平、资深的教师力量，因此应发挥本校优势，以工程管理专业课程优势平台为基础，以BIM+技术为侧重点，以建筑工程行业发展趋势为拓展实践能力的方向，培养工程管理类专业学生的工程实践能力[15]。最后，将中东部地区区域建筑工程行业特征与教学体系相结合，开展校企合作，实现产学结合的办学优势，从而灵活机动地培养工程管理类专业学生成为适应行业趋势、技术能力过关的实用创新型人才。

基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构的实现路径如图2所示。

4.2 基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系运行的保障措施

4.2.1 BIM创新实验室扩建

BIM是一门复杂虚拟的学科，其涉及的建筑工程知识非常抽象，内容晦涩难懂，纯凭借课堂上老师的理论教学，学生很难深入学习其中要领。因此高校可创新建造BIM创新实验室，利用多种BIM技术软件如广联达建模算量软件、Revit系列软件、斯维尔等软件[16]，将课堂理论知识应用到软件当中，将抽象的知识转变为现实且直观的数据，从而迅速提升学生对BIM技术的掌握能力。

目前BIM已开始与其他先进技术或其他应用系统进行集成，此被称为“BIM+”技术，其中包括BIM+物联网、BIM+虚拟现实等技术，而在高校教学实践体系中应与时俱进，将BIM创新实验室进行扩建，将软件和VR等技术集中于一体，并在现有BIM创新实验室的基础上继续扩建，增加工程虚拟仿真教学(可视化)、工程沉浸式体验(可交互)等功能，令学生能够更加全面地学习BIM+技术，培养全面型的应用人才。

4.2.2 举办BIM+学科竞赛

目前全国针对BIM的竞赛主要包括“创新杯”建筑信息模型应用设计大赛、基准方中杯BIM大赛以及“斯维尔杯”BIM-CIM创新大赛等[17]。而现有的比赛基本都是单一针对BIM技术而展开的，极少存在针对BIM+技术的竞赛，因此无法对学生掌握BIM+技术的水平做出精确测评，学生也无法了解自己在哪些方面有所欠缺。

由此我校可联合安徽各大高校举办安徽区域BIM+应用设计大赛，设置BIM+物联网、BIM+虚拟现实以及BIM+云计算等多模块赛制，鼓励学生开发多角度思维，熟练多种应用软件，从而帮助学生开发思维。并且还可鼓励各校学生在大赛中采取团队协作、互利共赢的方式晋级，从而培养学生与人沟通交流的能力和团队协作能力。竞赛的赛制与内容，都与BIM+技术紧密相关，对于学生思维能力、学习能力、个人能力以及团队合作能力的提升有很大帮助。

4.2.3 BIM+教学与科研团队建设

BIM+技术较为复杂，具有一定难度，纯凭学生个人学习难以掌握，因此需要专业的教师来指导学生如何去学习掌握。为了使学生对BIM+技术认识清楚并熟练掌握，需要培养专业教师在此方面的教学能力，专业老师需率先熟练掌握BIM+技术的理论以及实际操作。首先分析BIM+技术目前在本专业、本地区以及整个建筑行业中的应用情况，其次在此基础上熟练BIM+其他先进技术或应用系统应该如何操作。

在专业老师充分掌握BIM+技术的理论及技术后，一方面应在课堂上教授学生BIM+技术的理论知识，另一方面应在BIM+创新实验室中带领学生熟悉各种软件，并进行BIM+技术的实际操作学习，理论与操作相结合，能够使学生更好更快地掌握BIM+技术。

BIM+技术与其他先进技术、应用系统相结合，模块多维，内容复杂多变，因此需要建设专业的科研团队，深入研究BIM+技术的多种应用可能性，并且应对科研团队实现统一化、精细化的管理。

5 结论

目前，BIM+技术在国内外建筑工程行业中的应用越来越广泛，同时在国内各大高校工程管理类专业实践教学体系中起着越来越重要的作用，但BIM+技术与专业教学的结合还不够完善，仍需进一步改进。因此，我校可以通过设置独立的BIM实验先导课程、建立“有机”的面对实践应用的理论课程教学体系、将BIM+融入课程设计和毕业设计以及校企合作等途径加强两者融合。并通过扩建BIM创新实验室、举办BIM+创新大赛以及加强BIM+教学和学科建设等方式来保障基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系的运行。基于BIM+的工程管理类专业实践教学体系重构，充分发挥BIM+技术的渗透作用，进一步优化实践教学教学体系、强化实践教学环节，辅以组织学生进基地项目组、进专业竞赛赛场，提高学生创新能力和实践能力，进而对提升工程管理类专业实践教学体系的水平将有很大帮助。