基于“传统专业”新工科改造的BIM系列课程研究

任晓耕，何林青 （北京联合大学生物化学工程学院，北京 100023）

0 引言

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略。纵观建筑行业发展，建筑设计可视化、管理信息化、生产工厂化、应用智能化、施工装配化，符合新工科所提出的“理念新、要求新、途径新”的基本特征，已经成为高校专业未来发展的重要方向之一。我校建筑环境与能源应用专业自2016年开始逐步进行基于“传统专业”新工科改造的BIM系列课程研究。逐步探索出了基于OBE全新建环专业的BIM系列课程体系设计；此外，基于新工科的思想理念，通过校企联合教学、企业实习等环节，着重训练学生的工程实践能力，缩短了学生适应企业岗位要求的时间；基于新工科的思想理念，我们运用建筑行业BIM相关技术，进行学科渗透、交叉，使学生具备面向未来的技术，具备创新创业的能力；基于新工科的思想理念，我们进行了科教融合的平台的构建，锤炼了学生自主终身学习、沟通协商能力和工程领导力，兼具全球视野、生态意识、法治意识，使其成为新工科改造下建环专业全新人才。

1 总体方案

1.1 总体框架

在“新工科”思想趋势的影响下，对我校建筑环境与能源应用专业和BIM相关的课程以及教学环节进行了深入调研分析，最终我们确定了总体框架：在基于“传统行业”的新工科改造过程中，以BIM技术为实现建筑全生命周期信息的理念，把BIM技术深化后，移植在建筑环境与能源应用专业培养计划中，构建成点、线、面、体相结合的新工科建环专业课程体系。其主要由三部分内容组成：一是探索BIM在建环专业新工科改造中的重要作用，重构建环专业人才知识体系，确定建环专业新工科人才培养特点；二是利用BIM全生命周期应用特点，把BIM技术和理念细化在每一个工程建设运营流程阶段，对接建环专业新工科培养目标，确定新工科视角下建环专业的职业岗位能力、专业素养；三是针对新的建环专业职业岗位能力、专业素养要求设计BIM系列课程，制定递进的BIM系列课程体系，将BIM理念和技术嵌入全专业教学环节，而BIM的信息性、智能性、数字性又反过来引领支撑传统核心专业课的升级改造。

1.2 实施途径

首先我们通过对学科进行了详细调研，而后经过渗透、交叉、跨界融合实现了“建筑环境与能源应用专业”的转型、改造、升级；此外，我们注重了以多个专业学科交叉与行业融合的协同育人，深度和企业结合，聘请行业专家共同制定“新工科”下建环专业的培养目标，按照行业标准和通用标准培养工程人才；最后我们基于OBE教育理念，反向设计BIM系列课程，聚焦课程设计、毕业设计等主要实训环节。

1.3 创新点

创新点1：当前关于新工科改造的文献很多，但大部分是高屋建瓴的通用性指导意见，可借鉴不可照搬。具体到我校建环专业，并无可以照搬的改革方案，故而我们从BIM系列课程入手，从基层课程做起，结合工程认证，将新工科改造的理念落地实现。

创新点2：BIM是以实现建筑全生命周期信息共享为基本目的的技术和理念，符合新工科改造的理念，是重要载体和抓手，应用到建环专业的改造升级，是一次创新。过往高校培养目标多是培养适应当时社会所需人才，即以就业为导向，培养当下的人才，而新工科所代表的是面向未来的技术和经济形态，是引领社会经济发展的人才，即培养的是未来的人才。

创新点3：由于BIM本身具备的先进性，从技术的嵌入到对传统核心专业课的反哺能力，达到传承和创新双赢，颠覆性改变工科专业的学习方法和教学方法的效果，对师生的共同成长起到无法估量的作用。

2 具体构建

2.1 确定培养目标

结合建环专业工程认证，完成新工科改造下建环专业人才培养方案。采用了新建、嵌入、融入的方式建设课程，并形成能力阶梯递进的课程体系。开发了建筑机电系统三维建模、BIM工程应用强化训练课程，改造了建筑设备工程制图、房屋构造课程，并在“暖通空调课程设计”“施工管理与工程造价”“毕业设计”等专业课程进行数字化、信息化融合，将二至四年级的课程进行系统改造和递进深化的设计。基于由简到繁、由易到难、由单到全的思路，学生可以根据教学规律、岗位发展规律、职业发展规律进行学习。

2.2 制定递进的BIM系列课程体系，将BIM理念和技术嵌入教学环节

为了培养掌握智慧建筑环境与能源系统专门人才，需要重新构造人才知识体系，将传统的行业知识基础和新型的计算机技术（BIM等）以及信息技术有机结合。

在原有的“基于BIM的建环专业制图类课程改革”的基础上，重新梳理课程体系，进一步深化BIM课程体系递进，从BIM认知（建筑设备工程制图）→基础应用（房屋构造）→机电应用（建筑机电系统三维建模（MEP)）→综合应用（BIM工程应用强化训练），学生达到一定水平后，将BIM正向设计嵌入课程设计（支持设计能力），将BIM技术嵌入到施工造价课程中，支持工程管理能力，体现了建筑的两个贯穿：信息模型（BIM）的应用能贯穿于教学全过程和工程全生命周期。如上图所示。在这个环节中，具备初、中、高三个能力梯度，在高级阶段属于个性化培养。

BIM系列课程体系

2.3 利用BIM技术，构建专业教学实训平台

通过引进BIM相关企业入驻、共建实验室，搭建BIM综合实训平台，为学生创立适应当今建筑业水平的实际工作环境，缩短学生就业时适应企业岗位要求的时间。项目案例来自企业一线真实项目，加以提炼和去粗存精，设立课程教学项目，在每一个项目的教学过程中按照实际的企业项目工作流程设计每一个教学环节，使学生在学习过程中能够体验到真实的建模工作流程，实现职业能力、专业素养、知识技能、团队配合、沟通交流、规划决策等能力素质的综合提高。

2.4 构建基于产教融合、科教融合协同育人的教育平台

新工科建设具有反映时代特征、多学科交融、涉及面广、多主体参与等特点。采取和用人单位联合培养、引进BIM相关软件企业入驻、共建实验室、共同申请项目等方法，多方位锻炼学生工程能力、创新能力，为学生、企业、教师搭建了学习研究及合作的平台。由于企业专家深度参与学生在校期间的培养，学生在三年级就可以参与企业的研发项目，工程实例真题真做，打通课堂教学和岗位工程能力的壁垒，缩短实习试用时间。

建环专业作为“新工科”专业，面对的机遇和挑战并存，故而需要转变教学观念，结合新型产业、人工智能、引领性行业需求和可持续竞争力来培养人才。进行多专业学科交叉及行业融合协同育人，着重培养学生的创造力和创新思维，逐步渗透学生全球视野、法治意识和生态意识，锤炼自主终生学习、沟通协商能力和工程领导力。将传统教学模式变为个性化、数字化学习，结合学生兴趣以及智慧建筑环境能源系统，综合考虑当前社会热点问题（如楼宇自动化、绿色节能、智慧建筑等），真正落实以学生为中心的育人理念。主动与企业进行沟通，加强学生实训基地的建设，主动了解行业动态，调动学生参与实际项目的积极性。比如“大学生创新创业比赛”等项目的申请，此外，我们与企业保持良好互动，培育好的项目。对于符合市场需求和具有创新性的项目，联系学校相关部门和相关企业为学生在校期间或毕业后提供技术和资金支持，培养学生的创新创业意识。

3 结语

在基于“传统行业”的新工科改造过程中，我们探索了“建筑环境与能源应用专业”新工科发展新范式，构建了传统建环专业新结构。我们引导学生志趣，改变教学方法，创新工程教育方式与手段；面向建筑工业化、信息化、智能化的发展方向，培养未来建筑业所需要的新型智慧建筑人才；将校企资源打通，打造了工程教育开放融合新生态；以工程认证标准为目标，增强了工程教育竞争力。

今后我们还需将工程案例进一步提炼，力争做一个建筑全生命周期系列教学案例，通过案例，把相关专业基础课、专业核心课、实践环节、毕业设计纵向串起来。做到一个案例从不同侧面讲解分析，把知识点、技能点融入这个全生命周期工程案例中。此外，我们计划和工程管理专业合作，结合创业部门的实务环节，把相关课程横向打通，将两个专业学生分方向进行配合，争取以后毕设做一个真正跨专业配合的改革。