基于BIM-CDIO理念的应用型本科院校跨专业人才培养的研究与实践

许珊珊 于秀娟 孟丽岩

[摘 要]信息化是当今社会发展的大趋势，本文针对BIM技术的市场需求巨大与资源供应（即应用型本科院校人才培养）缺口的现状，进行了基于BIM-CDIO理念的应用型本科院校跨专业人才培养的探索与研究。在传统建筑行业培养方案的基础上融入BIM技术，调整工程培养模式与教学管理体系，提出BIM-CDIO跨专业融合模式，使人才培养与建筑企业未来的纵向发展需求无缝对接，为多工种合作产业链培养和输送全方位、跨专业、实践型、卓越化的本科应用人才。

[关键词]产教融合；BIM-CDIO教学模式；多专业协同

[中图分类号] G642            [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2023） 01-0076-05

随着现代信息化水平的不断提高，虚拟现实技术在第四次工业革命中迅速崛起，BIM技术开始登上历史舞台，展现出了蓬勃的生命力，被深入应用到工程建设的各个领域，代表着未来现代化建筑技术发展的趋势，推动了各行各业的稳健发展。与此同时，迅速增长的BIM需求与高校BIM人才培养缺口巨大的矛盾、学科专业单一、计算机软硬件设施不足、高校培养与企业所需多专业融合和智慧管理型的人才衔接问题引起了社会的普遍关注。

2020年8月28日，我国住房和城乡建设部、教育部、科技部、工业和信息化部等九部门联合印发《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》。意见提出：我国应大力推广建筑信息模型（BIM）技术，加快推进BIM技术在新型建筑工业化全寿命期的一体化应用；[1]全国政协委员王美华在提案中建议，高等院校可进行校企合作，加强高校土木类专业推广 BIM 教学力度，增加系统课程，培养技术运用和软件开发“二元型”人才；[2] 2021年3月4日，全国政协委员再次将BIM写入两会提案，深刻认识到BIM融合跨专业卓越人才培养的必要性和紧迫性。

我国政府制定的《中国制造业发展纲要（2015-2025）》中指出：传统土木建筑行业需要积极转型升级，朝着建筑工业化的方向迈进，BIM技术作为发展装配式建筑的重要支撑。党的十九届五中全会审议通过《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》，明确了“建设高质量教育体系”的政策导向和重点要求，为未来5至15年的高等教育发展擘画战略蓝图，《建议》指出，要“提高高等教育质量，加强创新型、应用型、技能型人才培养”。 [3]

如何真正落实培养多专业融合、智慧管理型的人才，适应我国创新发展的需要，并在现有知识体系框架上融入不同高校、企业的相关合作，是现阶段需要重点思考的问题。

一、基于BIM-CDIO理念的人才培养实施方案

（一）BIM-CDIO教学培养模式

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）。通过应用型本科高校跨专业人才培养与CDIO实践教学理念的全面结合，将建筑信息模型BIM的管理集成化、协同高效化、过程信息化等优势充分融入，从而形成BIM-CDIO教学革新模式。即：构思、设计、实践、运作一体化，全面突出以理论与实践教学相结合为基础，以产品研发到产品运行为载体，提高高校学生学习主动性、积极性、创新性、高效性，从而培养具有实战能力的、高质量、高水平的本科院校应用型人才。通过BIM-CDIO教学培养模式的研究与实践，促进应用型本科院校跨专业高精尖人才培养的模式养成，推动建筑类行业的整体改革和技术创新，成为建筑类行业人才资源供应与应用型本科高校人才培养转型跨越发展的重要途径。BIM-CDIO培养模式见图1。

（二）多层次跨专业实践教学程序

依托现有校内实训基地和校外孵化基地，校企多方进一步开发产教研融合创新基地，同时创建与产教研相配套的创新创业实验室，以利于产教研活动的开展和创新人才的培养，构建适应社会发展的BIM资源供应与能力需求的多层次跨专业实践教学程序，优化创新创业实践教学内容，打造立体化、层次化的实际项目教学结构。以道路桥梁与渡河工程专业为例，其多层次跨专业实践教学体系见图2。

将社会实践、课程实验、课程设计、生产实习类实践课程面向生产、管理、建设、服务一线，引导土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业、工程管理专业、建筑学专业、园林景观专业、工程地质专业、工程测量专业、通信工程专业、物理學专业等多专业学生协同作业，优势互补。以社会和市场需求为导向，注重学生应用能力和实践能力的培养，强化综合性、设计性、创新性实践环节设计，构建分阶段、多层次、校内外、课内外相结合的实践教育教学体系，攻克企业生产技术难题，促进BIM产教研平台的建立，实现BIM-CDIO跨专业应用型人才培养目标。

（三）“学历证书+专业竞赛证书+职业技能等级证书”制度

在应用型本科院校跨专业人才培养过程中，深入推进“学历证书+专业竞赛证书+职业技能等级证书”制度，优化理论与实践教学结构，开发工程教育培养模式，大力培养“学历证书+专业竞赛证书+职业技能等级证书”卓越型人才。指导学生参加中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛、黑龙江省高校“龙建杯”大学生创新创业系列大赛等国家级省级大学生创新创业大赛。以创新引领创业、创业带动就业，形成应用型本科院校大学生高质量创业就业的新局面，最终达到以赛促学、以赛促教、以赛促创的效果。培养并组织学生考取中国图学学会BIM初级建模师、BIM应用设计师、Autodesk Revit国际建模师、中国建设教育协会BIM等级证书、全国邮电信息人才装配式工程师、绿色建筑工程师、全过程咨询工程师等职业技能等级证书。提升学生职业技能能力，激发学生的创新意识，强化学生的动手实践能力，持续展示应用型本科高校创新成图载体的教学成果，整体增强应用型本科教育适应性，进而推动应用型本科院校科技成果转化，促进“互联网+”新业态形成，服务龙江经济高质量发展。

2021年10月，组织我校跨专业团队参加“一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛之工程仿真创新设计赛项”。预赛环节中，团队成员凭借扎实的知识储备、中国图学学会BIM高级应用证明以及对实际项目的BIM技术创新应用取得网络评选第一、专家评审第十的优异成绩。其中建筑施工流程设计和建筑实景仿真展示尤为突出，建模仿真包括建筑物的表象特征、材质参数、构件信息、管线综合及结构形态的仿真模拟，建筑实景仿真在实体模型的基础上进行场景渲染，真实模拟建造后建筑环境。决赛中建筑工程专业、信息工程专业与航空航天专业跨专业协同，以BIM技术支撑为基础，对嫦娥五号进行三维信息模型搭建、场景渲染、AR动态全景展示，全面客观地结合实际真实模拟，融合新一代交互方式——AR增强现实技术，对抽象、不易理解的空间信息直观化和可视化处理，最终取得一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛团体二等奖、优秀组织奖及优秀指导教师奖。此次仿真设计比赛中，充分发挥了BIM-CDIO教学模式跨专业培养的优越性，推动了“学历证书+专业竞赛证书+职业技能等级证书”的制度发展，同时对航天工业、建筑行业数字化以及信息化起到巨大的推动作用，使各专业融合创新与发展，为之后的创新设计提供新的发展方向。

（四）结合BIM技术推动产教研融合

创建由企业BIM技术专家和校内创新型教学团队组成的校企产教研融合创新型教学团队，选拔建筑工程专业、航空航天专业、道路桥梁与渡河工程专业、工程管理专业、园林景观专业等优秀学生组建项目团队。校企双方以培养满足社会发展BIM资源供应与能力需求的创新型人才为共同目标，制定跨专业人才培养方案，开发BIM创新教育课程。

校内创新型教学团队深入企业就生产实际、技术创新、产品开发以及成果转化等问题进行深入探讨，开展学术交流会议、课题研究等合作，不断提高教师的实践技能和科研水平，深化产教融合，加强校园文化和企业文化的碰撞融合，营造良好的思政育人氛围。探索“校内+校外”特色学徒制培养，强化学生的创新意识和创新精神，安排跨专业学生参与中融信托大厦新建项目、富锦市沿江景观带园林绿地工程等BIM综合实际项目，引导学生进行自主、合作、探究式学习，强化学生的创新和协作等能力，实现应用型本科高校与优质企业双向互认、纵向流动。

二、BIM-CDIO跨专业人才培养目标

（一）加强学生技能以及协作水平培养

通过BIM-CDIO教学培养模式的深入融合，采用多专业协调合作的教學方式，牢牢把握以全面提高人才培养能力为核心，跨专业实际项目配合为引导，加强学生专业技能水平培养、协作能力培养，构建更加多元的高等教育体系，推进应用型本科高校高层次卓越人才培养模式改革。

（二）为建筑行业培养高技术以及高质量人才

以理论教育为基础，将BIM技术的实践应用于产教融合中，指导学生进行课程设计、顶岗实习、参加实际项目，从而提高学生个人水平，培养学生专业素质，为建筑行业未来发展培养具有专业实践水平、创新能力、创业能力的卓越应用型高技术、高质量人才。

（三）培养有发展潜能的应用型高级卓越人才

推行“学历证书+专业竞赛证书+职业技能等级证书”制度，带领学生参加省级、国家级创新创业大赛，申请实用新型专利、获得全国BIM技能等级证书；参加创新创业实践学科大赛，培养具有一定基础理论、知识面适宜、实践能力强、综合素质高、德智体美全面发展，具有社会责任感，富有创新精神，就业有实力，具有“双创”（创新创业）能力，发展有潜力的应用型高级卓越人才。

（四）培养高素质的应用型人才

BIM-CDIO跨专业人才目标旨在将公司产业、学校理论、科研平台相互配合，将各方面优势全面显现出来，从而形成强大的理论研究、实战开发、生产一体化的先进培养模式，并在整体运行过程中将综合优势全面体现。将教育与实践密切结合，实现教育改革、企业改革，利用优质教学资源与实践机会，促进教学进步，提升教学质量，通过科教融合、产教融合等途径，构建创新、协调、开放的高等应用型本科教育体系，实现应用型本科人才的培养。

三、产教融合实际案例

以哈尔滨中融信托大厦新建项目和富锦市沿江景观带园林绿地工程BIM设计项目进行案例分析，实施跨专业融合培养，土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业、工程管理专业、建筑学专业等多专业学生协同作业，研究分析典型的BIM-CDIO工程教育模式，优势互补，以社会和市场需求为导向，注重学生应用能力和实践能力的培养，强化综合性、设计性、创新性实践环节设计。

（一）哈尔滨中融信托大厦新建项目

项目组采用实际工程项目融合教学模式，中融信托大厦新建项目包括人防、室外道路、场地竖向、室外停车场、景观、外网、屋顶花园等BIM设计内容。中融信托大厦BIM全专业应用涉及建筑工程、结构工程、机电管道线路工程、内部装饰工程、外部场地铺装工程等多方面精细化建模及应用，将地下二层至地上三十四层进行BIM模型详解。通过多种专业联合，对工程量、工程造价、工程进度、工程实用功能进行合理验算，对建筑进行美观优化、精细渲染、动态模拟、实时监控，该项目的实施将助力哈尔滨新区发展成集现代金融服务、高端商务服务、资本运营管理、国际金融服务于一体的金融商务区，为加快哈尔滨新区建设发展注入新的动力，同时提升学生自身专业素养，创造一定的社会效益。

（二）富锦市沿江景观带园林绿地工程BIM设计项目

富锦市沿江景观带园林绿地工程项目包括绿化工程、道路工程、铺装场地工程、广场工程、土方工程、电气工程、雨水工程、污水工程、给水工程、景观建构筑物工程、设施工程及其他工程共十二项BIM融合内容。通过综合性实际项目联合培养园林景观专业、道路桥梁与渡河工程专业、土木工程专业、工程管理专业、建筑学专业等应用型人才。除此之外，该项目中应用地理信息系统GIS对整个沿江景观带进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述，对施工现场进行覆盖式信息采集，并进行空三姿态计算，解算出施工场地的地形地貌位置信息模型，从而建立施工现场与设计方、各领导阶层、各企业间沟通自由的科研管理平台，促进各专业技术联合，实现“1+1＞2”的显著效果。同时，BIM创新快速整合测量数据，迅速掌握施工范围内的地形、地貌，控制数据模型从而精确计算工程量并辅助施工放线，构建数字模型信息优化工程方案并减少成本控制死角。数字信息技术与施工现场结合作业，现场反馈数据展点绘图并综合 3D 动态显示。将BIM-CDIO理念融入教学，实现跨专业应用型人才集中化培养，将有助于强化学生创新思维、创业思维及实践应用能力的培养。

通過产教融合案例应用，使项目得到优化管理，提高超高层建筑空间利用率，缩短项目工期，减少项目变更，提高施工效率，降低施工成本，为应用型本科院校跨专业人才培养的研究与实践提供了参考；为学生未来就业创业提供经验保障，提高大学生就业创业成功率，为实现大众创业、大众创新提供范例，以市场导向为根本，多专业协同配合发展，为学生自身未来发展提供一定的经济效益和社会效益。

四、主要创新之处

（一）采用BIM-CDIO教学培养模式

在基本教学模式中融合工程实践教育，构思、设计、实践、运作，将学生培养成为专业型、实干型人才，带动教学体制的改革，推动建筑行业向数字化、智慧化发展。

（二）合理运用跨专业协同教学程序

合理运用跨专业协同教学程序优化理论与实践教学内容，探索课程之间、专业之间有机联系，促进土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业、工程管理专业、建筑学专业等多专业协同，优势互补，培养综合素质高的卓越型人才。

（三）推行“学历证书+专业竞赛证书+职业技能等级证书”制度

指导学生申请实用新型专利，获得全国BIM技能等级证书，参加创新创业实践学科大赛，培养具有社会责任感，富有创新精神，就业有实力，具有“双创”（创新创业）能力，发展有潜力的应用型卓越人才。

（四）深化产教融合、校企合作，探索“校内+校外”特色学徒制培养

引导跨专业学生参与哈尔滨市中融信托大厦新建项目、富锦市沿江景观带园林绿地工程等BIM综合实际应用项目，将计算机技术、云空间等与实践教学融合，与智慧互联、绿色建筑相结合，实现教学智能化、人才多元化、能力专业化的人才培养模式。

应用型本科院校跨专业人才培养的根本目标是提高综合型人才的培养质量，在提高课堂教学质量的同时融入思政，发挥构思、创新、实践、应用在教学中的作用。创新BIM-CDIO跨专业应用型人才培养模式是建设创新型国家及培养大国工匠对高等院校教育发展提出的历史性要求。努力建设创新型科技人才生成的教育培养体系，提出BIM-CDIO教学培养理念，培养跨专业工程人才已成为经济发展的战略资源，是标本兼治、提高毕业生就业能力的重要途径，是决定经济发展水平、速度与质量的关键因素，是建设新时代中国梦的重要源泉。

参考文献：

[1]侯海迪.BIM技术在新农村规划中的正向设计应用研究[D].青岛：青岛理工大学，2020.

[2]蒋士磊，李胜强，何勇毅，等.应用型本科高校BIM人才跨专业协同培养的思考与实践——以广东石油化工学院BIM工作室教学为例[J].创新创业理论研究与实践，2021，4（2）：184-186.

[3]宫培松，罗仁玉秋，熊峰，等.基于OBE-CDIO理念的工程管理专业BIM实践教学改革[J].工程管理学报，2020，34（3）：153-159.

（责任编辑：刘洁）

Research and Practice of Interdisciplinary Talent Training in Application-oriented Undergraduate Universities Based on the Concept of BIM-CDIO

Xu Shanshan   Yu Xiujuan   Meng Liyan

（School of Civil Engineering and Architecture， Heilongjiang University of Science and Technology ）

Abstract： Informatization is the general trend of today's social development， and this paper explores and researches the cross-professional talent training of application-oriented undergraduate universities based on the concept of BIM-CDIO in view of the huge market demand for BIM technology and the gap in resource supply （i.e. talent training in application-oriented undergraduate colleges）. On the basis of the traditional construction industry training program， BIM technology is integrated， the engineering training mode and teaching management system are adjusted， and the BIM-CDIO cross-professional integration model is proposed， so that talent training can be seamlessly connected with the future vertical development needs of construction enterprises， and all-round， cross-professional， practical and excellent undergraduate application talents are cultivated and delivered for the multi-industry cooperative industrial chain.

Key words： Integration of industry and education; BIM-CDIO model of instruction; Multi-specialty collaboration