基于CDIO教育理念的BIM工程能力提升研究

陈嘉清，韦婷婷

（嘉兴学院南湖学院，浙江 嘉兴 314001）

1.引言

2017 年以来，教育部积极推进新工科建设，致力于打造工程教育的中国模式，让高等教育服务强国建设。在这一背景下，以人才培养为重点，要求依托产业需求创新工科专业的知识体系与结构，寻求校内外资源打造工科教育开放融合的姿态，打造一批兼具创新和实践能力的高素质复合型新工科人才。

BIM 全称为Building Information Modeling，即建筑信息模型，通过参数化的三维建模，整合项目全寿命周期信息，打破信息壁垒，利用其可视化、冲突分析、成本分析、进度管控等功能，服务于项目各参与方。目前已在国内建筑行业得到大力推广，同时各专业院校也纷纷建立虚拟仿真实验室，软件与硬件同步配套，开设BIM 类相关课程。然而，由于发展时间较短，在实践课程教学体系中还存在一些不完善之处，主要表现在：

图1-1 BIM 实践教学体系图

缺乏与行业、企业密切关联的实践课程体系。BIM 方向作为工程管理专业的一个新方向，侧重于培养学生BIM 建模、专业应用乃至高级应用与管理的能力，如何设置课程体系，使其贴合建筑行业发展需要，是一大关键所在。

实践教学难度较大。BIM 实践课程涉及工程图学基础、房屋建筑学、建筑设备、工程造价管理、工程项目管理等工程管理专业相关的核心课程，专业知识跨度大，对任课教师和学生的综合能力均有较高的要求。

课堂教学偏向理论为主，且BIM 相关教材普遍缺乏广度和深度，大多侧重于软件操作的讲解，少有具体实际的案例分析，导致学生虽精通软件，但遇到实际项目依旧无从下手，无法达到行业所需的BIM 工程能力人才的要求。

2.基于CDIO 理念的BIM 实践教学体系建设

CDIO 作为近年来国际工程教育改革的一种新模式，代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），旨在让学生以主动的、实践的、课程之间有联系的方式学习工程，培养学生的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力这四个层次的能力，这与建筑行业所需的BIM 工程能力人才的要求相契合。因此，借鉴CDIO 工程教育理念，从BIM 工程能力的要求出发，构思并设计BIM实践教学体系，如下图1-1。

该教学体系围绕BIM 工程能力提升为核心目标，涵盖横向四大模块、纵向四个层次。其中四大模块分别为构思（C）培养目标，设计（D）教学过程，实现（I）预期产出与结果，通过评价机制保障运作（O）；四个层次分别为基础、提高、进阶、应用层次。

基础层次：以学生掌握工程管理专业基础知识为培养目标，教学过程中侧重于技术、经济、管理、法律等核心课程，包括《土木工程施工》《工程经济学》《工程造价管理》《工程项目管理》《建设法规》等，要让学生建立扎实的理论知识基础。

提高层次：以培养学生的个人能力为目标，通过创设BIM课程和课程嵌入BIM 两种模式，构建BIM 课程体系。其中，创设BIM课程是指专门开设的BIM课程，例如《BIM概论》、《BIM建模技术》、《BIM 项目管理软件应用》、《BIM 工程师培训》等；已有课程嵌入BIM 是指通过加入BIM 元素改革原有课程，提升教学效果与学生的接受度，例如在《土木工程施工课程设计》中应用BIM 技术，将原本建立在2D 基础上的施工组织以3D 形式进行设计和编制，包括施工进度计划编制和施工进度模拟、三维施工场地布置、引入BIM5D 等。让学生对BIM 概论、BIM 技术、BIM 软件等建立全面认识，教学过程中要求学生根据实际项目创建BIM 模型，并对其展开运用和管理，有利于提高学生自主学习和独立思考的能力。

进阶层次：强调BIM 实践能力，组织学生以团队的形式参与到BIM 课程设计以及BIM 相关竞赛中，将重点放在BIM模型的应用以及基于BIM 的工程项目管理上，通过BIM 建模软件（如REVIT、BIMMAKE 等）与其他BIM 应用软件（如Navisworks、Fuzor、Ecotect 等）的数据转化，达到一模多用，以及实现基于BIM 的计算机辅助项目管理，编制进度计划，BIM 施工场地布置，BIM5D 数据集成与共享等，让学生在团队协作的过程中了解并掌握基于BIM 的项目管理能力。与此同时，鼓励学生参加中国图学学会、中国建设教育协会和廊坊中科举办的BIM 等级考试，获得相应等级证书，具备BIM 人才所需的基本技能和能力证明。

应用层次：以提升学生个人BIM 工程能力为目标，设置BIM 相关的毕业设计，加强校企联合，与应用BIM 技术的建设单位、设计院、软件公司等建立实习基地，鼓励并推荐毕业生前往实习与就业，培养学生的BIM 工程实践能力。

3.BIM 实践教学体系的支撑条件保障

3.1 采取基于CDIO 的多层次评价机制

以CDIO工程教育理念为出发点，分别在学生的基础、进阶、提高及应用层次，针对性地建立多层次、多维度的评价机制。通过书面考试、上机操作、成果展示与答辩等多种形式，对学生建立全面的考核评价，如下表1-1 所示。

表1-1 多层次、多维度评价机制

3.2 打造双师型BIM 师资队伍

BIM 实践教学体系的实施必然要匹配一支既懂得工程管理核心课程相关知识，又具备BIM 实践能力和工程实践经验的双师型队伍。采用“三步走”的战略组建BIM 师资队伍：首先，可以组织教师参加BIM 相关的培训课程，例如广联达举办的暑期师资BIM 教学精讲班等，提升教师的理论与实践水平，更好地服务于课堂教学；其次，鼓励教师参加“1+X”BIM 职业技能等级考试，使其真正具备双师型教师资格，也为辅导学生考级考证打下基础；最后，支持教师“走出去”，进入到应用BIM 技术的相关企业和单位、软件公司等，参与BIM 相关的工作、BIM 软件开发与运维等，了解企业对于BIM 人才的需求，掌握BIM 工程师的岗位职责和技能，为课堂教学目标做出指引。

3.3 构建校企联合的BIM 实习基地

单一依靠课堂教学显然无法满足学生BIM 实践能力的培养与提升，因此，需要与校外应用BIM 技术的建设、施工单位、设计院、BIM 软件公司等建立联合培养基地，促进课堂教学成果在实际项目中的应用。一方面，聘请校外专家和指导老师进入校园，为师生举办BIM 培训班和相关讲座；另一方面，将学生“送出去”，即推荐并鼓励学生进入校外实习基地进行实习和就业，让学生提前接触BIM 工程师，了解岗位前景与技能要求。

4.结语

BIM 理念与BIM 技术已在我国建筑业掀起一场变革的浪潮，也必会在将来拥有更广阔的发展前景。立足于新工科背景，国内各高校纷纷抓住机遇，开展BIM 相关课程。针对高校在BIM 教学中面临的典型不足之处，本文提出了基于CDIO 工程教育理念的BIM 实践教学体系，以提升学生BIM 工程能力为核心目标，划分四级学习层次，并采取相应的支撑条件保障该体系的正常运转，为培养工程基础知识扎实、个人能力和团队能力突出、工程系统能力卓越的、契合行业发展所需的工程管理人才提供思路。