BIM融入土木工程专业的人才培养研究*

王胜男（山西工商学院，山西太原 030000）

随着《关于促进建筑业持续健康发展的意见》、住房城乡建设部印发《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》《建筑行业发展"十三五"规划》等相关文件的相继颁布与实施，BIM技术在建筑行业中迅速发展，已经初步建立起BIM生态系统，很多大型房地产开发商已经开始把BIM技术应用作为招标硬指标，这使得建筑行业对BIM技术人才越来越重视。由此可见，土木工程行业发展需要很多的BIM技术人才作为支柱。如何构建土木工程专业BIM课程体系，加快BIM技术人才的培养，将成为应用型本科土木工程专业BIM技术人才培养的关注点。

1 国内外高校土木工程专业BIM相关课程开设现状

1.1 国外高校

随着BIM技术在土木工程行业中的广泛应用，为满足土木工程业发展的需求，国外许多高校已经开始重视BIM技术，将其融入教育教学过程中，加大了BIM技术人才的培养力度。在美国，70%的学校已将BIM技术纳入课程教学，88%尚未开设BIM课程的学校也计划开设相关的BIM课程。在高校，开设的相关BIM的课程在内容、方式上存在着不同。例如，BIM课程单独或植入式设置，开设学时多、学分高，内容覆盖面广的学校有南加州、斯坦福、卡内基梅隆大学和麻省理工学院等大学，注重BIM相关基本概念、理论及项目实操全过程的讲授。相比较，伊利诺伊大学厄本那香槟分校和佐治亚理工学院设置的BIM相关课程的学时和学分相对较少，课程内容安排上则更加注重BIM建模软件的应用，着重对学生建模及BIM应用能力进行培养，同时，注重学生协作精神的培养[1]。此外，一些高校，如奥本大学，开设了BIM毕业设计方向，通过完整项目的模拟运行，着重培养学生BIM技术应用的实践能力。

1.2 国内高校

随着建筑信息化技术逐步成熟和广泛推广，行业发展对BIM技术人才的需求不断增长，国内高校已逐渐重视BIM教学，把BIM技术融入人才培养的课程体系之中，例如清华大学、华中科技大学、武汉大学、四川大学、太原理工大学和山西大学等很多高校已经开设了BIM相关课程。不过，现阶段国内高校BIM教育教学发展还不够完善，仍存在一些问题。

首先，教学上还没形成较为完善的BIM课程体系。许多高校多以概论形式将BIM必修课程作为知识普及，学时数较少，同时，BIM软件类课程多以选修课形式开设，仅强调三维建模，忽略了对建筑和信息的综合应用，导致各个BIM技能不能融合在一起。

其次，BIM课程的学习与专业课程的学习结合不紧密，存在两张皮现象。不仅学生，还有一些教师仅将BIM技术看成是一个简单的建模工具，或是辅助教学工具，将其与专业知识剥离，忽略了BIM技术的真正价值所在[2]。BIM是涵盖工程全过程、全生命周期的复杂的多维数据信息模型、信息集成、协同工作以及可视化等理论和技术的综合体，需要专业知识的强大支撑，才能真正理解掌握BIM技术。教师在教学过程中将CAD课程的教学照搬到BIM课程中是不合适的，无法使学生真正对BIM进行有效学习。

2 土木工程专业BIM技术人员的能力需求

企业针对BIM技术人员的岗位工作提出了具体内容，包括负责项目中建筑、结构、暖通、给排水、电气专业等BIM模型的搭建、复核、维护管理工作；配合其他专业建模，并做碰撞检查；通过室内外渲染、虚拟漫游、建筑动画、虚拟施工周期等，对建筑信息模型进行可视化设计；施工管理及后期运维。

在人才培养时，要基于BIM的应用价值导向，满足各业务及岗位对BIM技术人才的需求，有效服务于项目生产组织管理。针对岗位工作内容总结出BIM技术人员所应该具备的能力要求：首先，应具备各种BIM软件操作及协同运营能力，完成BIM模型创建与编辑，信息集成、交互、协同设计的应用[3]；其次，具备对施工图优化设计与深化设计能力，这也是实现BIM应用价值的关键；最后，BIM技术在各专业的应用能力，可应用BIM进行工程测量和定价、施工模拟与分析、施工进度编制、工程项目管理等。

3 BIM技术人才培养的研究

行业急需掌握专业技术且具备BIM技能的人才，为了满足行业需求，学院结合自身专业特色，修订了土木工程专业人才培养方案，形成较完整的BIM课程体系，同时，加大师资投入，形成一支具有较强BIM技术水平的师资队伍[4]。

3.1 土木工程专业BIM课程设置

BIM技术贯穿于建设生命周期全过程，BIM技术人才培养需要与专业能力并行，递进式培养，架构成完整的知识和应用体系，所以建议将BIM技术内容贯穿于土木工程专业整个人才培养过程中。在人才培养方案中融入BIM技术的方式包括两类：一是，增设新的BIM课程；二是，在现有课程中寻找合适的切入点植入BIM的具体应用。

山西工商学院土木工程专业2019版人才培养方案中增设了《建筑信息建模(BIM)技术应用》课程，目的是提高学生对BIM技术的理解，了解BIM技术在建设工程各领域和各阶段的应用，同时，掌握BIM参数化建模及输出。在其他专业基础课与专业课中都采用植入模式，一类课程主要利用BIM模型并配合VR技术，以BIM模型为载体，使一些抽象的概念具象化，有助于学生对知识的理解，同时也了解了BIM在工程中的具体应用。例如，在土木工程制图、房屋建筑学等专业基础课程的教学过程中，充分利用BIM模型可视化、协调性、模拟性的优势，便于学生理解三维实体构造，以及加深三维空间模型到平面图形转化的原理，有效激发学生的学习兴趣及主观能动性，同时，加深了学生对BIM技术的认知与理解。第二类课程是将BIM在工程中的应用与课程专业知识点进行有效结合，增加BIM软件的应用，将工程项目融入课程内容中，使学生在软件操作和工程项的应用过程中，掌握相关理论知识与操作，增强学生的实践能力。例如，在混凝土结构等一些设计类课程中加入BIM结构正向设计的内容，在土木工程施工技术与组织设计课程中加入BIM应用软件的学习，利用BIM技术可以完成施工进度计划的安排，还可以利用BIM 5D进行施工场地布置的模拟，在计算机辅助工程造价课程中也可以利用BIM技术对工程量进行统计，还可以进行造价分析与管理。在授课过程中理论和实训结合，同时，可以利用同一项目进行内容的学习，使学生更好地理解BIM在项目全过程中的应用。

植入式课程模式对人才培养方案的整体影响不大，但通过BIM技术的融入，教学过程中理论与实训相结合，使教学方式更加灵活、丰富，很好地激发了学生学习的积极主动性，同时，教学效果良好，不仅可以很好地学习专业知识，还大大提高了学生的实践能力[5,6]。表1列出了土木工程专业的整个课程体系中BIM技术的内容及要求。

表1 BIM相关课程安排

3.2 BIM技术创新训练

针对高年级的学生，积极鼓励具有良好BIM技能的学生参与各类各级BIM竞赛。通过比赛，培养学生的协作能力、创新能力及BIM综合运用能力，如广联达BIM毕业设计大赛，品茗BIM毕业设计大赛、斯维尔杯BIM算量大赛等。

从2010年起，在指导教师的带领下，我院土木工程专业的学生积极投入到各级各类的BIM技术大赛中，如斯维尔杯全国高校BIM建模大赛、BIM算量大赛、全国高校BIM毕业设计大赛等，并且在各级各类比赛中成绩优异，多次取得团队一等奖、二等奖，说明融入BIM技术的课程体系，使学生较好地掌握了BIM技术的应用，学生的综合素养也有了较大提升。

3.3 结合BIM技术完成本科毕业设计综合训练

我院土木工程专业学生的毕业设计选题方向包括两大类：一是设计类；二是施工建造类。在现有基础上，新增BIM毕业设计方向，在毕业设计中融入BIM技术，大大提高了学生BIM应用的实操能力。例如，在设计类方向选题中，增加BIM建模，进行建筑性能模拟分析，虚拟仿真漫游，优化设计，BIM技术辅助施工图图纸创建；在施工建造类方向选题中，充分利用BIM技术，完成整个施工过程的建造模拟，施工进度计划安排及场地布置；同时，利用广联达等BIM软件完成工程量统计及造价分析。通过毕业设计这个实践环节，加深了学生对工程项目设计、施工及管理各阶段的理论知识的整体理解，培养了学生的工程全局观意识，提升了学生BIM软件的实操能力及工程项目实践能力，使学生的综合能力显著提高。

3.4 校企共建BIM项目的开发

首先，通过与BIM培训机构合作，学校提供教学条件，培训机构提供技术支持，可以有效解决学院培养BIM技术人才所面临的困难，形成一支具有较强BIM技术水平的师资队伍；同时，为培训机构减少教学场所与硬件的投入，实现合作共赢。与企业进行校企合作，资源共享，将具有工程经验丰富的工程技术人员与学校的优秀教师及学生资源结合起来，使学生在校期间能参与到企业相关BIM项目工作中，提高学生学习兴趣和工程素养，为企业输送急需的合格专业人才，解决企业技术力量不足等问题。

4 结语

随着BIM技术在土木工程行业中的广泛应用，其重要性日益突显，这就要求高校要制定相应的培养计划，培养相应的技术人才满足行业发展的需求。土木工程专业应用型本科高校应该牢牢抓住这一变化，积极应对行业需求变化，对人才培养方案进行调整，形成完整的BIM技术人才培养课程体系，同时，加强校企合作，提升应用型本科土木工程专业建设，向社会更好地输送BIM技术人才，紧跟时代发展，满足行业需要。