产教融合背景下的土建类BIM 应用型人才培养探索与应用

文／孙亚丽 衢州学院建筑工程学院 副教授 硕 士

方建平 衢州学院建筑工程学院 副教授 硕 士

张鲁莎 衢州学院建筑工程学院

引言

协同培养适应行业与市场需要的应用型人才的有效途径是“产教融合”。中央全面深化改革委员会于2019 年7 月24 日召开第九次会议，会议上通过的《国家产教融合建设试点实施方案》中指出：推动教育优先发展、人才引领发展、产业创新发展的措施是深化产教融合[1]。产教融合促使学校和企业双向发挥各自的优势，是校企合作的升级阶段。

另外，国家层面为推动建筑产业信息化，大力推广BIM 技术的应用，从国家到各省市也相应出台了一系列与BIM 技术推广应用相关的政策。但是BIM 技术的应用现状不容乐观，制约着BIM 技术发展的因素是多方面的，其中BIM技术相关人员的极度匮乏是阻碍BIM 技术发展的最大障碍[2]。因此，作为培养BIM 技术人员主力阵地的高校责任重大。张尚、任宏等研究人员也指出高校的教学改革是解决BIM 人才缺乏问题的根本所在[3]。

要解决BIM 人才匮乏，实现人才量级突破，必须把BIM 技术深入融合到人才培养体系中；只有了解企业需求，进一步深化产教融合，加强校企合作，才能培养适应企业发展需求的BIM 人才，建筑业的“BIM 时代”才能真正到来。文章通过对企业BIM 人才的需求进行问卷调研，在分析调研结果的基础上对土建类专业中如何融入BIM 技术培养企业需求的人才进行了探索与实践。

1 BIM 技术在教学中的应用现状

杨荣华等的研究表明我国高校BIM 教学方式主要有开设《BIM 概论》《BIM 技术应用》等课程、成立BIM 研究中心、开展BIM 技术虚拟仿真实验教学以及根据专业不同在毕业设计中引入BIM 技术等多种教学方式[4]；为了提高教学质量，曾文海等提出了在实践教学环节引入BIM 技术[5]；刘阳指出从师资培训、实验室建设以及校企合作等方面开展对工程管理专业融合BIM 教学改革[6]；侯学良等利用BIM 技术的3D及4D 技术在工程结构课程中进行了应用[7]，以及利用BIM 技术的特点在建筑识图类课程、建筑施工类课程和工程造价相关课程中也有教学的应用[8-12]。虽然各个高校都在探索与尝试BIM在教学中的应用方式，但是企业对BIM 人才的需求是多种多样的，因此专业BIM 人才培养体系的建立，是培养企业所需人才的必要途径。

2 企业对BIM 人才需求情况

为了制定专业的BIM 人才培养计划，本文对相关建筑业企业对BIM 人才的需求进行了问卷调查，参与问卷调研的企业以中型企业以及甲级企业为主，占比分别为40.43%和59.57%，其中施工类的企业占比为48.94%。通过对调研问卷结果的分析，笔者发现企业目前已经购买的BIM 技术相关软件主要集中在建模软件以及工程造价和工程管理方面的软件上（图1），购买BIM 技术相关建模软件的企业占比为68.09%，也是调查中发现购买的BIM 技术相关软件中占比最大的软件；其次是与BIM 技术密切相关的工程造价方面的工程量建模算量以及工程计价软件，也有超过一半的企业购买了该类型的BIM 技术方面的软件，因此，分析调查结果可知，目前在企业中关于BIM 技术的应用在建模方面以及工程造价方面的应用相对较为广泛。

图1 企业已购买的BIM 技术相关的软件类型统计图（图片来源：作者自绘）

为了解企业在公司运营过程中利用BIM 哪些技术为公司带来效益，对此也进行了调查。问卷设计时列出了目前社会上BIM 技术应用较为广泛的几项内容，分别是工程施工、合同与招投标、工程造价、项目管理、工程设计以及其他项目，这些工作内容基本涵盖了设计类、施工类、工程咨询类等大多数企业的工作范畴。调查结果发现，企业在工程施工工作内容方面应用BIM 技术的比例最大，这可能与本次问卷的调查企业的性质有很大关系，其次是项目管理方面以及工程咨询方面BIM 技术的应用也较为广泛（图2）。

图2 企业应用BIM 技术开展的主要工作统计图（图片来源：作者自绘）

为了解企业利用BIM 技术之后企业综合效益的变化，设计了企业对应用BIM 技术的评价，调查结果显示企业在使用BIM 技术后企业综合效益得到提高的占50.04%，使用BIM 技术之后企业综合效益增幅不明显的占20.83%，还有2.08%的企业显示使用BIM 技术后反而增加了企业的成本。综合企业反映的问题，进一步调查了企业在推广应用BIM 技术时主要存在的问题及面临的困难，调查结果显示，高达80.85%的企业认为BIM 技术人才的缺乏问题是影响企业应用BIM 技术的根源。调查时也发现目前企业中从事BIM 技术的专职人员的专业背景中为土木工程类专业的约占62.5%，为管理科学与工程类专业的约占27.08%，这也为我们进一步在土木工程类专业中开展BIM 技术的产教融合奠定很好的基础。

调查也显示，目前企业中从事BIM 技术的人员在基础知识方面、应用能力方面以及研发能力方面都存在一定的问题。较强的应用能力是企业对将来BIM 人才最核心的要求，根据企业对BIM人才的技术要求，图3 给出了企业对BIM 技术人才需求的具体情况，分析可知建筑建模以及结构、机电建模方面的BIM 技术人才需求量非常大。

图3 企业对BIM 技术人才的需求情况统计图（图片来源：作者自绘）

3 产教融合背景下土建类专业课程体系构建

3.1 课程体系重构，培养企业所需人才

在问卷调研以及现场调研的基础上，依据“产教融合”对人才能力的要求和相关的岗位能力标准，对课程结构进行了重新调整，实行“理论与实践知识融合、上课地点校企融合、在校教师和企业师傅融合、传统教学与信息化教学融合”等多元多形式的培养模式；同时在企业和学校完善建设融合理论指导、项目模拟、行业认定、实践锻炼、职业素养提升等“五位一体”的应用型人才培养教学基地；邀请合作企业共同修订人才培养方案，根据企业需求，采取“一企一案”校企共同制定的培养方案，对接“教学内容与职业标准”“教学过程与生产过程”；构建出体现“产教融合”理念的模块化课程体系，培养具有“产教融合”特色的新型BIM 技术应用人才。

3.2 多课程融合BIM 技术，重组课程内容

BIM 技术具有协同性、交互性、仿真性等独特的特点[13]，在深入企业调研、邀请企业人员参与的同时，充分利用BIM 技术的特点，将BIM 技术引入到专业课程的教学中，从校内的理论认识、实训实验、课程设计教学到校外生产实践锻炼与企业实际项目建设过程融合以及教师科研成果在教学中的应用等几个方面出发，重组课程内容，使BIM 技术深度融入课程。以土建类的识图课程为例，重组的课程内容见表1。

表1 融合BIM 技术重组后《土木工程制图》课程内容（表格来源：作者自绘）

3.3 依托BIM 技术，构建可移动教学资源库

使BIM 技术能够在课程中推广应用，构建体现“移动学习”的智能模块化课程体系。在校企合作、产教融合和融入先进的专业知识和方法的基础上，运用BIM 技术建立典型建筑模型，通过对模型的剖切，借助二维码图文并茂地展示建筑节点构造、施工、造价等相关知识，实现可移动学习资源库的构建；通过互动网络平台和实战式的工程实践，以提高应用型人才培养的质量，适应市场的需求。由此围绕“土建类移动学习资源库的设计与开发”，构建了如图4 所示的体现随时随地“移动学习”理念的土建类专业模块化课程资源。

图4 移动学习资源库的建设流程（图片来源：作者自绘）

3.4 应用多种教学模式，提高学生课外自主学习能力

为了提高学生的课外自主学习能力，开展了多种教学模式的探索与改革，其中闯关式教学模式在教学实践运用中取得了较好的效果。

闯关式教学模式就是参照广为流行的游戏模式进行课程内容的关卡设计，对照课程内容关卡，学生需要完成前一关且通关成功后方能够进行下一关的学习及考核，下面以“房屋建筑施工图”知识点为例介绍关卡的设计及通关方式。

房屋建筑施工图知识点的主要教学目的是使学生能够了解建筑总平面图、建筑平面图、立面图、剖面图以及建筑节点详图（后续简称建筑施工图）的主要形成方式，要求学生掌握建筑施工图所表达的主要内容以及建筑施工图中图线、图例及各种符号标注等的规范画法，能够在识读建筑施工图的基础上正确规范手工以及利用计算机绘图或建模软件（CAD、Revit 等）绘制建筑施工图，因此该知识点设计了三个关卡，第一关主要是建筑施工图基础知识的掌握情况通关测试；第二关为手工绘制建筑施工图的基本功通关测试；第三关为利用计算机绘图软件绘制建筑施工图的基本功通关测试。学生通过线上与线下相结合的方式进行知识点学习后，认为自己已经掌握该关卡的全部内容，便可与教师预约通关时间，在指定的时间内完成通关测试，如若闯关不成功则需要再次进行课外自主学习并再次申请通关测试，直至该关卡顺利通关方可进行下一关卡的学习及通关申请。闯关式教学可以让学生在学习专业知识的同时体验游戏的乐趣，并且可以大大提高学生课外自主学习的兴趣，对知识点内容的学习做到举一反三，加深印象。

3.5 设计多层次的课程考核方式，进行课程全面综合的考核

为了保证学生的学习效果以及实现预期的专业人才培养目标，课程的考核评价就显得尤为重要。对于土建类专业在融合BIM 技术后，如何从理论到实践进行阶段分级考核，如何依托“产教融合”的背景，从学校角度到企业层面进行课程的考核，进一步对学生的学习效果做出综合评价，并结合实际情况进行持续改进，是进行全面综合考核的目标。因此，对土建类专业不同课程设计了多层次的考核方式，有线下考评也有线上自学考核；有校内教师考核也有校外企业教师的考评；有理论的考核也有实践应用的考评；构建了多层次的考核评价方式，以期通过多角度多层次的考核，培养出符合时代背景、满足企业要求的特色土建类专业人才。图5是《土木工程制图2》课程的综合考核成绩构成部分截图，该课程在考核方式上根据开展的闯关式教学进行了线上与线下、理论与实践多角度的考核评价。通过对不同年级的学生在该课程班级平均成绩上的对比，发现采用闯关式教学模式进行教学改革后，班级学生课程的综合成绩普遍提高，班级课程平均分比没有开展闯关式教学模式时的平均分提高约3.5 ～4.5 分。

图5 闯关式教学模式下课程综合考核指标的构成（图片来源：作者自绘）

对于专业培养体系内不适合开展闯关式教学模式的部分课程，也分别根据课程性质的不同，设计了不同的课程综合考核方式，图6 为采用线上与线下相结合的方式进行教学的课程的考核类别及构成指标、比例等。

图6 线上与线下相结合的课程综合考核指标的构成（图片来源：作者自绘）

通过教学方式的改革以及考核方式的针对性设计，把BIM 技术相关知识较多地融合到各门课程中，使学生从大一入校开始便对建筑业发展的尖端BIM 技术有一个全新的认识，在接下来的课程学习中，根据课程内容的不同，及时融合相关的BIM 技术到课程内容中，使学生在大学期间能够对BIM 技术进行全面的了解，可以尽早地进行职业生涯的规划，为将来的就业做铺垫。

结语

培养土建类的BIM 人才是顺应时代发展的要求，基于BIM+产教融合背景，构建以BIM能力为核心的行业需求的课程体系、开发设计多样化的BIM 课程教学资源，是培养应用型土建类的专业人才、推动BIM 技术在企业中应用推广的有效途径。文章主要通过以下几个方面进行了课程体系重构及教学内容整合的改革：

（1）根据企业调研，对课程体系进行了重构。实行“理论与实践知识融合、上课地点校企融合、在校教师和企业师傅融合、传统教学与信息化教学融合”等多元多形式的培养模式。

（2）多课程融合BIM 技术，重组课程内容，使BIM 技术内容对专业培养体系课程全覆盖。

（3）依托BIM 技术，构建了随时随地“移动学习”理念的土建类专业模块化课程资源。

（4）应用多种教学模式，设计多层次的综合考评体系，提高学生的自主学习能力，实现专业培养目标。

通过改革使学生在不同的学习阶段分别就BIM 技术的不同应用进行分门别类的学习，最后通过毕业综合实践环节，进行BIM 综合知识的运用，切实提高学生在校期间对BIM 技术的认知与了解，并能够熟练地应用到不同的领域，为信息化社会培养高素质的BIM 人才。`