BIM在高职土建类专业教学中的应用与改革研究

王鹏，任洁，李松良

（扬州市职业大学，江苏扬州 225009）

建筑信息模型（Building information modeling，BIM），是在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称[1]。

2015 年6 月，住房和城乡建设部印发《推进建筑信息模型应用指导意见》，提出：在建筑领域普及和深化BIM 应用，提高工程项目全生命期各参与方的工作质量和效率，保障工程建设优质、安全、环保、节能。

《中国建筑业BIM 应用分析报告（2020）》指出建筑行业BIM 人才存在的问题：第一，总体BIM 技术人才匮乏；第二，BIM 技术人员能力与工作要求不匹配；第三，BIM 技术人员发展及认证体系不健全；第四，BIM 技术人才培养方式匮乏[2]。

1 BIM 在教学中应用的价值

随着信息化技术的发展，BIM 技术在教学中的应用也越来越广泛。其在教学中最主要的价值体现在三个方面：可视化、协调性、模拟性[3]。（1）可视化：利用三维图像实现对知识的感性输入，实现“所见即所得”，符合人的认识发展规律，提升了教学效率，缩短了认知的时间。（2）协调性：通过全专业综合案例，利用碰撞检查、净高分析、预留孔洞等多种手段预先发现工程问题，提出优化与解决方案，提升问题的分析与综合应用能力[4-5]。（3）模拟性：一是通过模型与数据的动态交互展现模拟过程，以虚拟方式展示工程项目的实施全过程，培养动态思维和整体思维；二是基于模型，利用可视化模拟分析软件进行系列模拟分析，如建筑环境与性能模拟中的日照分析、通风分析、热工分析、能耗分析、噪声分析、疏散模拟等[6]，使学生以更直观的方式掌握抽象化的知识。

2 BIM 在教学应用中存在的问题

2.1 课程体系中BIM 课程单一，BIM 技术应用滞后于行业发展

随着建筑行业BIM 技术的快速发展，BIM 技术不断被应用于设计、施工、运维等建筑全寿命周期过程中，应用的广度与深度也不断拓展。人才培养方案中的课程体系在构建时，针对BIM 的课程也主要集中于软件操作，而且涉及BIM 的相关课程相对单一，主要集中于Revit、广联达等基础建模软件和造价软件，课程最终成绩的考核标准也主要以建模的质量来确定。教学中开设结合工程实际应用类BIM 课程，课程体系设置对于递进式的BIM 技术应用能力培养缺乏整体思考与规划，BIM 课程设置的延续性与拓展性不够[7-8]。因此，学生所具备的BIM 技术应用能力远远不能满足企业开展实际项目的需求。

2.2 缺乏结构化BIM 师资团队，教师BIM 技术应用能力欠缺

首先，高职院校土建类专业教师梯队结构不完整，未形成结构化师资队伍。老教师教学与实践经验丰富，但是多数未掌握BIM 技术。年轻教师大多接触过BIM 技术，但是工程经验及教学经验不足。此外，BIM技术的工程应用也局限在小范围的教师团队内，未全面开展。因此，既具有扎实的专业知识，又具备BIM技术综合应用能力的教师比例偏低。

近年来，随着BIM 技术的兴起，教师逐步掌握BIM技术并利用BIM 技术进行授课。目前，大多数教师停留在BIM 软件操作层面，开展实际工程应用的则很少。实际授课时，教师只能简单讲解BIM 技术的综合应用。

2.3 专业课与BIM 融合度不够，课程设置与BIM “1+X”证书制度脱节

现阶段，BIM 相关课程大都单独开设，且多以软件操作为主。而专业课与BIM 的融合度偏低，主要原因涉及教材与教师双重因素，未能充分发挥BIM 技术在教学及人才培养过程中的积极作用。

BIM “1+X”证书制度的目的是在人才培养方案中设置对应的BIM “1+X”课程，通过关联课程的学习与“1+X”考核，最终获取BIM 职业技能证书。其中，“1”是基础，“X”是“1”的补充、强化和拓展，“书证”衔接融通正是“1+X”证书制度的关键。而在高职院校，学生通过课程学习基本知识，考前再经过强化系统培训获取BIM 职业技能证书，课程设置与证书考核标准未真正对接，缺乏整体性的设计与思考。

2.4 学生学习BIM 技术的广度与深度不够，重技能操作，轻综合应用

目前在BIM 教学过程中，教师教学以BIM 技能操作为主，学生也以掌握BIM 建模为目标，BIM 应用的拓展性不够，缺乏对BIM 全流程应用的理解与学习。学生在学习BIM 技术过程中，以建模为主，对于实际BIM 项目中的场地布置、碰撞检查、净高分析、管综优化、施工模拟等问题涉及很少。学生缺乏从实际生产的角度来理解BIM 技术的价值与作用，不能熟练利用BIM 技术解决实际工程问题，缺乏对BIM 技术综合应用的能力，学生BIM 技术的实际应用能力与企业需求存在一定的差距，不能真正满足企业开展实际项目的需求，造成人才培养与企业需求脱节。

3 BIM 技术在教学应用中改革的方向

3.1 实现基于BIM 技术的课程体系重构，渐进式提升学生专业能力

目前，建筑业已实现了数字化转型，BIM 技术已被应用于建筑全寿命周期的各个阶段。建筑类专业要培养学生基于BIM 的协同设计能力、建模及识图能力、施工技术能力、计量计价能力、施工组织设计能力、招投标能力、施工阶段项目管理能力。

经调研，BIM 模型生产工程师、BIM 运维工程师、BIM 专业分析工程师、BIM 造价管理工程师、BIM 专业应用工程师（技术、商务、生产）是行业需求排名前五的BIM 技术人才。由此可见，企业真正需要的高级BIM 技术人才，必须同时兼顾建筑工程能力和BIM 技术能力。

土建类各专业应围绕BIM 核心能力进行课程体系的设置，整个培养过程要体现三个“统一”：与市场人才需求统一，与工作岗位需求统一，与人才培养过程统一。培养既具有专业知识，又掌握BIM 技术的复合型人才。课程体系遵循“基础课程→进阶课程→综合应用课程”的提升过程，体现基于BIM 的基础操作能力、基于BIM 应用的核心能力和综合能力的渐进式培养路线，如图1 所示。

图1 递进式“金字塔”课程体系

3.2 构建结构化BIM 教师团队，全面提升教师BIM 技术应用能力

高职院校BIM 技术人才培养的关键因素在教师，高水平的结构化BIM 教师团队是培养高质量应用型人才的重要保证。

充分利用教师专长，组建结构化教师团队，均衡合理配置专业教师。由于建筑行业BIM技术的快速发展，教师要完成新知识的更新与迭代。笔者经实践发现，横向技术服务是快速提升教师BIM 技能的方法。团队教师在项目实施过程中，以解决企业的实际需求为目标，通过系列化“项目式”训练，教师的BIM 技术实操能力得到质的提升。

在BIM 技术实际应用中发现，通过结构化BIM教师团队承担的横向课题，可筛选出典型的BIM 应用项目，各专业搭建BIM 共享模型，组成教学资源，依据人才培养方案所设置的相关专业课程，团队教师对BIM 项目案例进行针对性的二次开发。同时针对各专业的课程，结构化教师团队通过分工协作搭建各专业课程教师团队，教师利用专业优势承担相对应的课程教学与配套资源的开发，如图2 所示。将典型项目贯穿整个教学过程，学生的学习过程也由原来的零散式学习变成了贯通式学习，从而实现人才培养的精细化与精准化。

图2 BIM 结构化教师团队及人才培养路径

3.3 以BIM 技术实际应用为导向，整体提升BIM 与课程融合度

随着企业对人才BIM 技术应用能力要求越来越高，BIM 技能对于土建类人才来说更是不可或缺。根据当前建筑业BIM 技术的发展态势，其在教学中的占比也越来越大，专业课程与BIM 应用有机融合成为人才培养的发展趋势。加之职业教育“1+X”证书制度的实施，“1+X” BIM 证书成为重要的土建类职业技能等级证书。

首先，学校依据企业对于BIM 技术人才的要求及“1+X” BIM 证书考核标准，梳理出需要掌握的专业技术知识与BIM 核心技能，并将其融入人才培养方案，构建“金字塔”课程体系[9]。将所需要掌握的知识与技能融入课程体系，然后再将不同的知识点与技能归类划分到对应的课程之中，并制定对应的课程标准。遵循“人才培养方案是总体纲领，课程体系是实施框架，课程标准是执行依据”的原则。

其次，授课过程中教师以课程标准为依据，结合“1+X” BIM 证书考核标准，做到三个层面的融合：（1）BIM 软件基本应用与专业基础类课程融合，如BIM软件建模时生成的平、立、剖面可与建筑识图课程融合[10-11]，BIM 模型与工程测量课程中的现场测绘放样融合等。（2）精细化BIM 模型与进阶类课程融合。当涉及较为复杂的内容时，如复杂的装配式结构、钢结构、幕墙系统、精装修、机电中复杂的消防泵房或冷水机房等，可利用LOD300 及以上的精细化BIM 模型进行三维多角度动态展示，实现与专业核心课程有效融合。（3）企业BIM 案例与综合应用课程融合。施工类课程可以通过引入企业BIM 案例，呈现企业的具体实施方案，以此使学生掌握BIM 的应用方法，如将BIM 模型与施工方案集成，可在虚拟环境下对项目的重难点进行可见性模拟[12]，如施工现场的平面布置与优化、施工与安装工序模拟、机电系统的碰撞检查、管综优化、净高分析、预留孔洞等，从而进一步优化施工方案。

BIM 与课程的融合是多层面的融合，也是一个逐步深化、循序渐进的过程。只有将BIM 技术融入理论与实践教学，经过持续性地强化与提升，学生对于专业知识的认识才能上一个新台阶，同时学生的BIM 技术应用才能到达一个较高的水平。

3.4 以校企联合“学徒制”培养为载体，全面提升BIM综合应用能力

以BIM 人才培养为例，学校携手地方建筑龙头企业共建数字化建造技术中心，由学校教师与企业工程师共同组建技术团队，共同协作完成BIM 咨询项目，共同承担学生的培养与管理。校企双方采用“学徒制”方式对学生BIM 技能进行针对性培养，通过工学结合的方式，学生在学校完成理论专业知识学习，在数字化技术中心开展BIM 专业技能训练。在数字化技术中心，学生以“学徒”身份进行全专业（建筑、结构、机电）轮岗，学会BIM 设计的协同机制、工作流程及应用要求与规范[13]。由学校教师与企业工程师分别担任BIM 项目的专业负责人，学生按照BIM 项目的进度与要求进行分组并分配阶段性任务单，由专业负责人负责学生的工作任务检查、指导及验收。同时校企每周召开例会，针对学生实习过程中任务完成情况进行反馈，并针对存在的问题进行整改。学生经过一系列BIM 项目的多专业、综合性的培养，可以全面提升BIM 综合应用能力，达到与企业实际需求相符的水平。

4 总结与展望

随着BIM 技术在建筑行业的应用不断深入，BIM技术在专业教学中的应用也愈发频繁与深入。要满足企业对BIM 技术人才的需求，必须全面提升学生BIM 技术的综合应用能力。以扬州市职业大学为例，学院依托校企共建的数字化建造技术中心，以实际BIM 项目为抓手，搭建结构化的教师团队，既提升了教师团队的BIM 技术综合应用能力，同时又为学生提供了持续实践的平台。此外，通过“BIM 社团+导师制”的方式，为学生搭建了课外学习平台与专业师资团队，学生在“做中学”，教师在“做中教”，让学生在实际应用中掌握技术，在掌握技术的基础上更加熟练地应用，逐步实现技术应用能力的提升。BIM 技术综合应用能力的培养是一种持续性、递进式、多元化的综合培养过程，是一项系统性工程，其中课程体系是基础，专业教学是关键，教师团队是核心，持续学习是保证，实践平台是升华。