工程管理专业B IM技能教学课程体系的构建研究

蒋杰

摘要：BIM技术是近年来兴起的工程建设行业一项变革性的新技术，高校必须跟随时代潮流建立新型的人才培养方案。文章主要着眼于讨论以下问题，即如何在高校课程中加入BIM技能教学，构建完整的BIM技能教学课程体系，并对BIM技能教学课程的具体开设模式进行了研究。

关键词：BIM技术；课程体系；工程管理

2015年6月16日，住房与城乡建设部以建质函〔2015〕159号印发《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，在《指导意见》的第三大条——发展目标中明确提出：“到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。到2020年末，以下新立项项目勘察设计、施工、运营维护中，集成应用BIM的项目比率达到90%：以国有资金投资为主的大中型建筑；申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区。”BIM（建筑信息模型）成為了我国建筑行业的热门话题，在住建部决心大力推动的前提下，BIM技术毫无疑问地将成为工程建设行业从业人员必须掌握的专业技能，对大学生就业市场产生巨大的影响，进而对高校的人才培养模式和培养方案提出了新的要求。

1 BIM技术简介

近十年来，在CAD 技术基础上发展起来一种多维模型信息集成技术，也就是BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型技术，“BIM是在建筑生命周期对相关数据和信息进行制作和管理的流程”。其最大的进步在于将多个方面的工程信息如进度、质量、投资甚至于通风、光照等自然环境条件整合于一个虚拟建造的三维工程实体，使项目建设的所有参与方都能够在数字虚拟的真实建筑物模型中操作信息和在信息中操作模型，从而实现在建筑全生命周期内提高工作效率和质量，以及减少错误和风险的目标。BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等特点。并可应用贯穿于项目决策、设计、施工、运营全过程。

BIM的出现，使得建筑工程不再是容错性极低的一次性工作，而是可以进行多次的虚拟建造，得出最优的设计方案，最佳的施工计划，创造最好的人居环境。并可最大限度地减少工程浪费、设计冲突，从而对项目管理三大目标进度、质量和投资均产生最优化效果。据Autodesk 公司统计，三维可视化可提高企业竞争力66%，减少50%～70%的信息请求，缩短5%～10%的施工周期，减少20%～25%的各专业协调时间。

正因为如此，住建部才会在国内CAD技术已经成熟的情况下，以较快的节奏推广BIM技术。一个新技术的引入，除了要求原有产业升级之外，对于我国相关的专业人才培养也提出了新的需求，一个新的就业市场正在形成。笔者所在高校本科生2016年的就业已经产生了多个成功的范例。设计单位和施工单位正在大量培养和引进掌握BIM技术的人才，以适应政策要求和市场变化。BIM在国内外的建筑业中越来越受到重视，行业也需要越来越多能够熟练掌握BIM的人才，但是，人才培养规模却远不能适应行业发展的趋势。

2 高校BIM技能教学存在的问题

因为如上文所述的形势所趋，各地均产生了BIM人才缺口，作为社会专业人才培养最为重要的阵地的高校，必须响应时代召唤，培养出适合市场需要的专业人才。如笔者所在工程管理专业，在三年前即开始广泛推进针对专业教师的BIM培训，并已经在现有本科学生中通过参加国内一些软件厂商组织的BIM类学科竞赛的方式对部分学生进行BIM技能教学，这些学生在就业时由于掌握BIM技能而获得了极大的优势，但是在实践中仍存在以下几个问题。

2.1 教学条件问题

从必备的软硬件条件来说，BIM技能教学实质上主要内容仍然是软件操作技能的学习，而且是成系列的新型软件，完成三维建模、信息集成、虚拟建造等方面的工作。以使用最为广泛的REVIT软件为例，其硬件要求就明显高于CAD，如果加上NAVISWORKS、MAGICAD等系列软件，对计算机教学平台的要求就更高，各高校原有的用于CAD教学的计算机机房普遍不能满足要求，必须建设新的专用机房，在硬件建设成本上较高，且还需要购买大量新软件。

从师资条件来说，目前国内BIM技术兴起仅几年的时间，我国东部城市起步较早，而西部城市则刚刚有所动作，具备进行BIM系列软件教学能力的人员还比较少，且大量集中在一些软件公司和培训机构。仍以REVIT软件为例，中国图学学会已经开始推出一级BIM建模师、二级BIM高级建模师一类的技能考试。要承担BIM建模方面的教学任务，至少需具备一级建模师的水平，如果要达到信息集成和虚拟建造的阶段，则要求教师必须达到高级建模师的水平，这需要教师参加长时间的培训，师资培养有较大的难度，且本较高。

2.2 教学设计问题

BIM技术毕竟是一项新技术，其内涵远远超过了CAD技术，对于这一新生事物，如何对本科生中开展教学，如何设计和建设课程，均有大量需要探讨的问题存在。

在课程设置方式上，如果仅仅是建模教学，可以设置在学生掌握识图技能之后开始，但是BIM技术中涉及的质量、进度、投资信息，则必须选择在学生完成项目管理课程后进行。对于设计优化、碰撞检测方面的课程内容，则必须在学生学习土木工程施工技术方面知识后方可开展。我们不可能在大四才开始进行BIM的教学，因为那时已经没有时间了，我们也不可能在大一就大量开设BIM课程，因为学生缺乏相应的知识积累。

在课程内容的设计上，BIM技能教学的重点难点自然是大量新软件的操作，因此必然要以培养上机操作技能作为基础，上机教学也是必然的选择。但是放眼望去，除了REVIT软件建模算得上是与CAD一脉相承而无可争议之外，其他如虚拟建造、信息集成、碰撞检测等软件多种多样且良莠不齐，国内著名工程项目管理软件公司如广联达、斯维尔、鲁班等均推出了自己的BIM系列软件，那么，到底BIM技能教学应选择什么样的软件，是否要在课程中加入理论教学内容？

3 关于构建课程体系的思考

从前面的分析我们可以看出，BIM技能教学具有不同于其他课程的一些特点，例如知识的新颖、对教学条件要求更高、教学内容复杂且与工程管理专业其他课程联系紧密等，这些都注定了在构建BIM技能教学课程体系的时候，不能再使用传统的教学安排，在此笔者提出以下几点需要思考的方向。

3.1 关于课程设置的方式和连续性

BIM技能教学内容是随着专业课程的深入而逐渐展开的，不同的软件对应着不同的专业内容，这就决定了BIM课程无法用一门课程就包含所有的内容。而最好的办法莫过于分段教学，从BIM软件在工程管理专业本科生各个学习阶段中应该发挥的作用和对应的专业内容进行分段，从而保证BIM软件操作与专业课程的对接，同时，也可以保证学生在学习BIM技术的过程中的连续性。

从目前国内对于BIM的应用研究可知，BIM技术已经普遍使用于设计、施工、运营维护各个阶段，而对于BIM的课程教学也应该按照这些阶段分别设置。对照当前工程管理专业课程，具体如表1。

这样的内容安排也带来了一个明显的问题，那就是BIM类教学课程既然是与很多专业课程内容相对应，那是否可以将BIM技能教学直接植入到专业课程之中呢？事实上，在专业课程中运用BIM知识进行讲解早已经被大量采用，我们所讨论的问题是，是否应该将某一门专业课程中涉及的BIM技能，也就是对应的BIM软件操作直接放到课堂学时，或者作为课程设计来安排。对此笔者所在专业教研室在进行培养方案制定时进行了讨论和调研，其中存在的主要问题在于BIM技能教学是一种技能训练，与一般的理论和实践课程均存在较大的不同，如果将其内容放到专业课程的正常行课中开展，会冲击课程的正常行课秩序。而且BIM技术往往是多门专业课程知识的集成，难以与某一门专业课程单独融合，对教学内容的安排也会造成困难。

因此，BIM技能教学的最佳安排方式是连续多个学年开设的单独设置的实践类课程。让学生能够做到系统化、集中连续地学习某一种或者多种BIM软件操作技能，并在学习过程中对专业课程中的理论知识进行一次温习，达到相辅相成的目的。

3.2 关于课程内容的深度

BIM技能教学课程的内容相对比较统一，如上表1所示，在本科期间主要是讲解各种对应软件的操作技能，但是这里面存在一个问题，就是BIM教学的深度设置。明显的一点是，课程深度如果很深，那么对于学时要求就比较多，培养方案的学时上限会冲击到其他专业课程的学时分配。

以BIM建模为例，国内外在进行BIM建模教学时首选软件是AUTODESK公司出品的REVIT软件，REVIT学习要达到BIM一级建模师的水平，需要进行200小时的考前培训。按照高校的规定，200小时即使折算为200学时，也相当于12.5个学分。如果要培养学生达到一级建模师的水准，我们将在BIM建模这一门课程上面就占用多达12.5个学分，这显然是不可能的。从培养方案整体来看，BIM建模教学内容最多只能安排1～2个学分，也就是16～32个学时，这是不能满足建模师培训的要求的。

当然，我们也并非要在本科一年级就培养学生达到建模师的水平，大学课程本身应该以培养学生基础理论和基本操作为主，深入的应用应该是学生在自我学习和实践运用之中推进的。仍以BIM建模教学使用REVIT软件为例，REVIT如果仅仅讲解构件建模操作，与CAD和天正建筑软件有较多的共通之处，学生学习内容相对较为简单，可以在16～32个学时完成。但是如果要涉及族参数设计之类的高级应用则学时不够，对于有需要加深学习的学生来说，可以自主学习或者参加相关培训班。

因此，BIM技能教学课程内容宜以基础理论知识和软件基本操作为主，对于深入和具体的应用做到点到即止，为学生打开一扇大门，留出后面的路让他们自己前行。

3.3 关于学生选课的自主性

工程管理专业是一个兼容性很强的专业，BIM技术毫无疑问是当前工程管理行业最新颖与最热门的专业技能，学生需要在课程学习之外自行深入学习，这会耗费大量时间。从笔者所在专业教研室近期组织的关于BIM的一系列活动，例如技能培训、学科竞赛等可以看出，部分本科生对于自己未来学习和就业的定位并未将BIM学习纳入其中。如选择考研的学生，往往并不愿意将大量时间和精力放到BIM学习上。由于BIM技术带有很强的实践和操作性，还有部分学生更认可就业以后，在工作岗位上结合实际工程进行学习可以取得更好的效果。

由于以上原因，从高校课程设置上来讲，按照当前趋势，国家鼓励加大选修课比例，给予学生更大的选择空间，去选择自己想要获得的知识。那么BIM课程是否已经是工程管理专业所必不可少的专业基础课程了呢？对于方兴未艾的BIM技术来说，显然还不到时候，BIM建模课程甚至还无法取代CAD制图课程的地位。

因此，将BIM技能教学课程放入选修课体系更为合理，学生可以根据自己对大学学习生活的规划来选择修读。例如近年来高校中开展的“第二课堂”，可以将BIM课程纳入其中，由于是第一课堂之外的学生自主学习时间，更能够利用好有限的资源，尽可能地满足那些有需求、有学习愿望的学生自主选择学习。

4 对于BIM技能教学课程体系设置的总结

综合以上分析，笔者认为BIM技能教学课程体系的设置应遵循以下几个原则：第一，BIM技能教学的开展应从师资条件、软硬件条件的建设开始，在解决条件问题之后才能满足课程开设的基础；第二，BIM技能教学宜设置为单独的、连续的多门课程，且分布在各个学年中，具体时间安排应与专业课程的开设时间形成对应，应在学生已经完成相应专业课程内容的修读之后开设BIM课程；第三，BIM技能教学课程的形式应该是独立设置的实践教学课程，教師应选取型式比较齐全的实际工程图纸，配合施工方案、进度计划等进行教学；第四，BIM技能教学课程应该设置为选修课程，而不宜强行在基础课、专业课中开设单独的BIM课程，当然根据国内相关研究，在专业课程中使用BIM技能配合讲授已经比较普遍；最后，BIM技能教学的内容不宜太深，以让学生基本入门为目的，留下学习的空间，也避免占用学时过多的情况出现。

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