BIM技术的应用及研究现状和建筑信息化课程实训项目体系开发

刘芳语 ，冯晓利 ，刘 群， 伍川生 ，叶 卓

（1.四川现代职业学院，四川 成都 610000；2.四川华西海外投资建设有限公司，四川 成都 610000；3.重庆交通大学国际学院，重庆 404100；4.成都惟尚建筑设计有限公司，四川 成都 610000）

职业教育的教学标准源自产业、行业、企业，随着建筑行业进入总承包、装配信息化发展阶段，对应专业的职业教育需紧跟行业步伐，抓住动态产业链脉搏，认真完善应用型人才培养方案。2019年，双高计划和1+X(BIM)首批试点工作全面铺开，针对高职教育领域BIM人才缺乏、教学资源落后等现状，高职院校技能型、创新型人才培养课程体系改革和岗位职培课程体系建设刻不容缓。当务之急，各院校在理清现有教学资源、认真研究行(企)业标准的基础上，建筑类专业应及时将新技术、新工艺、新规范纳入教学标准和内容中，重构BIM+项目载体课程体系，聚焦市场人才需求，鼓励学生获取多种职业技能等级证书，拓展就业、创业本领。只有建筑信息化课程体系落实计划清晰、X试点工作重点突出，才能打造出技术技能人才培养高地，实现立德树人等高质量发展。

1. 研究现状及建设意义

国内外BIM方面的研究起于20世纪90年代，起初国内外专家学者高度关注的是其信息化技术、建筑产品模型等，工程实践应用显示BIM技术对于建设工程项目设计、实施和管理的质量和效率方面具有很大的提高作用，目前我国建筑行业对于BIM技术的应用已完成探索状态，建设项目信息优化的方法大都是以BIM技术为核心来实现各项工作的数字化。梳理其发展历程，饶晓文在2011年提出了基于BIM的各专业协同管理平台模型。任宁在2013年提出将安全规则插入到BIM中，实现基于BIM安全风险的自动化分析并及时采取相关措施。鉴于全生命周期的建筑工程是一个复杂的应用系统，实现各环节建筑活动全覆盖需要上百种不同的专业软件，各专业之间的协同配合至关重要，BIM的解决方案是制定一套标准，建设之初清晰定义实际的工作流程和所需交互的信息，以构件为对象建模，带有信息属性的构件在不同软件间传递，配合各项工作流程，零敲碎打、化繁为简，简称BIM的“构件思维”，也是分布式BIM数据库建立的基础。

另外，建筑业本身的复杂性决定了BIM实施方式，BIM的“模式思维”体现于多方位参与、多角度切入、软件多元化。

目前，多数建筑类专业人才培养课程体系仍停留在BIM软件的使用层面，BIM技术的应用、BIM思维的培养尚未得到真正重视，长线发展必然无法适应行业发展需求。

因此，如何对与BIM密切相关的课程体系进行改革，如何将BIM技术融入培养方案，宏观体系和微观内容层面同等重要。以四川现代职业学院建设工程管理专业为例，该专业主要面向四川省成都市天府新区及其周边建筑安装工程企业、项目咨询、监理、建设等单位，培养从事施工管理、项目管理、建筑信息化(BIM)技术、工程测量等工作的一线高素质技能型人才。根据学生认知及职业成长规律，将基于工作岗位的任务、BIM+项目贯穿在各环节的教学内容设计上，多层次夯实专业基础，有助于全面提升学生的综合素质。

2. 融入BIM技术的专业课程体系构建

传统的教学以图纸讲解、施工现场学习为主，教学方式没有充分利用信息化的便利，教学手段单一，知识的传递比较落后。BIM技术的实训实用性很强，“BIM+project”课程体系可以将平面的图纸更加立体化的展示，将建筑项目模拟到接近真实场景，即使不在建筑工地，也能整体的了解建筑的施工过程，能够打造高效课堂，并广泛运用于建筑施工、建筑造价等相关工程领域。

随着第一批1+X(BIM)职业技能等级证书制度试点工作的政策发布、试点申报、深度开展，众多地方高职院校建筑类专业已逐渐意识到及时引入新技术、新知识的重要性，前期BIM概论等基础知识融入已初见成效。以工程造价专业为例，培养目标侧重于生产第一线的应用型人才，要求毕业生能熟练准确地编制与审核工程造价，同时具备现场的施工管理、成本核算的能力。目前大多数院校工程造价专业教学内容更新较慢，缺乏结合工程运用的多学科知识的教育，导致学生掌握的专业知识滞后于专业发展，课程体系设置并不系统，部分开展院校也存在课程编排滞后、BIM教材真空、实训室建设流于形式等现象。

BIM+项目载体课程体系的建设意义在于建筑信息模型(BIM)把以往用线条构件的信息传递方式转变成三维立体图形信息传递方式，实现信息传递的可视化。同类高校调研发现，目前绝大多数的院校建筑工程类专业课程如工程识图、计量与计价等课程都使用的是二维平面的教学模式，教师大多利用ppT和黑板板书进行教学，学生参与度低，难以做到直观教学，有些学生缺乏三维立体空间的思维能力。假如课程中引入BIM三维模型、充分利用课程与课程之间的交叉融合，将上述专业课程与《建筑CAD与BIM建模》课程中的三维立体教学资源成果进行共享，不但可以增强学生的直观感知能力，还能够帮助学生在立体的空间中感知内部结构、有效规避理论与实践脱节现象。

2.1 搭建基于BIM技术的教学课程群平台

信息作为资源是可以共享的，项目的参与各方都有信息共享的权利，这就为项目的参与各方提供了充分沟通、交流和协作的可能性，由此可见，BIM是一种理念。同时，信息是可以更新和修改的，通过项目参与各方的专家的讨论、交流和沟通，并且根据不同的要求对信息进行更新和修改，由此可见，BIM是一种技术。BIM模型结果的功能主要在于针对建设项目的设计、施工和管理进行信息模型的开发、使用和传递，所以BIM更是过程。

通过建立BIM虚拟仿真平台，让学生在校内外有网络的地方实现自主了解BIM、学习BIM、应用BIM，实现创新性教学模式。仿真实训室和师资队伍是搭建基于BIM技术的教学课程群平台的主要影响因素，安排有一定相关经验的教师参加相关的培训、提升教学理念，组织教师参加行业间的交流以及相关的学术会议，引进相关的技术人才、行业精英人才来学校传授经验等，均有助于逐渐提升专业师资队伍的水平。课程群平台包含基础课程群、应用课程群和实践课程群。

BIM基础课程群主要是介绍BIM的基本概念、原理和软件应用等，笔者所在院校建设工程管理和工程造价专业通过《建筑CAD与BIM建模》、《工程识图与房屋构造》(与X证书知识关联见表1)等课程体现。BIM应用课程群主要是在已有的课程体系中融入BIM技术，实现相应课程的信息化、可视化、模拟化，建设工程管理和工程造价专业通过《建筑施工技术》、《建筑工程组织设计》、《建筑工程计量与计价》、《工程招投标与合同管理》等课程体现。

BIM实践课程群通过课程设计或实训，运用所学知识对具体的案例进行实践操作，建设工程管理和工程造价专业通过《建筑信息化(BIM)管理》、顶岗实习、毕业实习等课程/环节体现。于实训环节充分调动学生的动手能力，让学生按课程地图的既定路线将知识有效的串联起来，快速掌握技术，植入BIM管理思维。

表1 《工程识图与房屋构造》课程与X证书考核知识关联表

2.2 构建BIM技术应用能力的课程体系

目前，国内外常见的BIM课程设置方式有两种，一是新开设BIM课程，优先打造实训硬件，二是在现有的专业课程中植入BIM，逐步渗透。多数高职院校限于实训条件短缺，大都采用第二种长线构想的方式。根据本校目前的BIM实训室条件，允许采用以上两种方式结合进行植入课程教学。遵循“以能力培养为核心、对接职业标准(GB、1+X)、以项目为载体、以工作过程为主线等”四项课程体系构建原则，构建BIM+项目载体的“5X4”课程体系，其中“5”表示五层能力，包括：职业基本能力、行业通用能力(技术)、职业特定能力、职业领域(岗位)能力、职场工作发展能力；“4”表示四层体系，包括：理论课程体系、实践课程体系、职业素养体系、创新创业体系。以四川现代职业学院建设工程管理专业为例，根据专业知识构成，BIM技术应用能力的课程体系包括：

《建筑CAD与BIM建模》——行业通用能力(技术)+实践项目课程体系；

《建筑信息化管理》——职业特定能力+实践项目课程体系；

《建筑工程计量与计价》——职业特定能力+实践项目课程体系；

《建筑力学应用与结构》——职业特定能力+理论课程体系；

《建筑工程组织设计》——职业特定能力+实践项目课程体系；

《工程识图与房屋构造》——行业通用能力(技术)+实践项目课程体系；

《建设工程法律法规》——行业通用能力(技术)+理论课程体系等。

以课程学分课时为横轴，以课程设置学期分布为纵轴，可绘制该专业1+BIM课程地图，直观展示BIM技术应用能力培养方案。

2.3 开设与职业岗位对接的实训教学模块

随着职业教育改革的不断深入，建筑产业转型升级，探索专业群与产业链对接、专业课程体系与BIM+项目载体对接无疑具有十分重要的现实意义。整合完善现有的实训资源，开设与专业群职业岗位相应的实训教学模块，突出真实的职场氛围，创设真实的工作环境。借鉴湖南交通职业技术学院经验，计划额外增设《BIM概论》课程，让学生于专业课开课之初“先入为主”了解BIM技术，植入建筑信息化基本知识。另基于本校新建综合大楼及学生宿舍建造全过程，合理利用本校资源，将BIM建模技术教学与传统的CAD教学相结合，分上、下学期开设。

上学期，《建筑CAD与BIM建模》主要针对二维CAD软件的操作与二维施工图纸的绘制。下学期，主要针对二维CAD施工图纸的三维建模，通过实体建筑踩盘串联学期间知识点，完成BIM三维建筑模型的成果转化。以信息化教学为基础，学期间不孤立讲解，重点培养学生的实际应用能力。最终，学生可在第三学年施工现场顶岗实习环节，建立独立的教学标准与考核制度，以信息共享BIM理念为指导，让学生完成实际工作过程，从而形成职业综合技能。

3. 教学实施举措

以本校2019级建筑系为实施对象，按课程方案实施教改，从新生入学的专业介绍开始，有意识地培养学生对BIM的兴趣，让他们在BIM实训室里观看BIM的强大功能，了解BIM技术在建筑行业的发展趋势和应用途径，理解学习BIM技术的重要意义，进行“认知培养”。从大学一年级的《工程识图与房屋构造》开始，有针对性地加入BIM基本知识，并结合后续的专业基础课、专业课，采取“BIM+某一课程”的形式由浅入深地让学生熟悉BIM建模软件的使用方法，指导学生逐步运用BIM 3D技术，构建三维空间模型进行工程描述、时间维度描述，模拟施工的整个过程以及进行施工预算等，进行“实施培养”。

在顶岗实习和毕业实习环节中强化运用，充分利用BIM 5D技术平台，结合在实际现场中所看到的工程施工情况，优化设计施工方案，校企双主体“强化培养”。借助行业地域性资源优势，与建工集团等单位积极开展深度合作，不断完善、拓展和开发虚拟仿真实验教学平台，积极校赛选拔、省赛争奖，校企双主体进行“创新培养”。2019～2020年，四川省大学生BIM建模竞赛团队二、三等奖，1+X职业技能等级证书全国第二次考试合格率74%(超出全省平均36%)等成果说明教改方案初见成效。

4. 结语

本研究规避了传统BIM类课程体系问题，结合了两种课程设置方式，从“5X4”课程体系中深化设计了“基础课程群、应用课程群和实践课程群”三大课程群平台，并在2019级进行试运行，旨在培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。今后教学探索中，项目团队会紧跟行业发展、了解行业需求，及时、合理地修正人才培养目标，调配理论课程和实践性教学环节，为培养满足行业需求的新型人才而不断进取。