高校BIM技术实践教学应用的困境及对策

谷甜甜　宋笑宇　谢涵　王双零　单玉佳

BIM概念自1975年提出以来，已逐渐应用于建筑工程各领域，我国也明确表示加快推进BIM技术的应用。2020年8月住房和城乡建设部、教育部、科技部、工业和信息化部等九部门联合印发的《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，提出大力推广建筑信息模型（BIM）技术。BIM技术的快速发展倒逼国内外学者将其引入教学，我国高校逐步推进BIM技术在教学中的应用，并取得了阶段性成果。2013年后清华大学、四川大学和西南交通大学等部分高校先后成立了BIM工程研究中心，并开设了相关通识类课程，武汉大学、深圳大学等相继开设BIM虚拟仿真实训中心和BIM实验室，以推进BIM技术实践教学应用。但现阶段，我国高校大都存在专业课程模块化和实践不充分两类问题，亟须改革教学模式，破除教学困境，协同政府、企业、高校，充分认识BIM技术的优势，立足于实际推进高校BIM技术实践教学应用。

一、高校BIM技术实践教学应用的现状

当前BIM技術的高速发展对高校人才培养的速度和质量提出了新的要求，2019年，中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》强调加快信息化时代教育变革，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台，将BIM技术融入高校实践教学是大势所趋。BIM技术与教学的融合可通过构建基于BIM的虚拟仿真实训中心、将BIM技术与现有课程体系相融合、开设BIM技术相关课程等多种方式进行。基于BIM技术实践性强与综合性强这两大特点，我国高校综合运用多种方式推进BIM技术与教学的融合并取得了阶段性成果。

构建基于BIM技术的虚拟仿真实训中心是高等教育信息化建设和实践教学的重要手段，是培养高素质工程应用型创新人才的有效方案。实训中心以BIM技术为核心，以工程实训为背景，以具体工程项目为实训案例，根据建设周期各阶段BIM业务内容，设置实践性更强的BIM一体化实训课程，使学生深入了解项目的全生命周期。实训中心课程体系包括建筑构造识图、BIM施工技术应用、BIM造价管理、BIM全过程管理，通过不同的实训课程，培养学生不同的专业技能，对标BIM工程师、技术员、造价员、项目管理人员等岗位的人才培养。

将BIM技术与现有课程体系相融合，破除了专业课程模块化的问题，将二维学习模式转变为三维学习模式。目前我国已有BIM技术和CAD课程、钢结构桥梁、工程项目管理、工程造价、土木工程制图等课程的融合教学模式。理论教学方面通过校内教学平台、MOOC等混合教学方式。实践环节采用项目驱动教学的方式，通过Revit、Navisworks等BIM虚拟建造软件的学习，以工程实际项目为背景，让学生自主建立项目模型，模拟工程项目设计、施工、运营全阶段管理，串联工程项目全寿命周期管理的知识和技能。

开设BIM相关课程可以充分利用三维模型的可视化，在模型中学习相关知识概念，在实践中夯实相关理论基础知识。BIM相关课程包括BIM基础部分（CAD二维、天正CAD等）、BIM实务部分（Revit Arch、Revit Structure以及Revit MEP等）、BIM实战部分（土建、机电、市政工程和园林绿化等）。BIM相关设计软件是BIM技术学习的基础，应首先进行BIM软件培训，学习BIM支撑下的Revit Arch、Revit Structure以及Revit MEP，实践应用方面可通过民用建筑设计项目模拟进行项目资料识图能力、项目环境设置、模型创建及应用方法等项目应用知识的学习，这样在巩固BIM理论知识的同时，将其运用到综合实践训练，有效弥补了传统教学的不足之处。

二、高校BIM技术实践教学应用的困境

自2013年哈尔滨工业大学率先在国内开展《BIM技术应用》课程后，众多院校开始将BIM课程纳入选修或必修课程，但我国高校BIM教学建设仍处于初级阶段，BIM人才培养的质量难以满足BIM技术发展需要。现阶段高校BIM教学困境可总结为以下四点：

1.高校对于BIM课程建设的重视程度不高、课程培养目标设置不合理

首先，由于现阶段BIM类课程体系建设尚未有明确标准，国家现有的教育评估指标中也没有对BIM课程设置的内容提出具体要求，使得大部分高校设立的BIM课程的培养目标和培养标准无法满足真实的行业发展需求，对BIM课程的建设重视程度和开课积极性也不高，绝大部分高校的BIM课程学分仅占毕业总要求的1%～2%。其次，虽然大部分高校已经根据行业发展对BIM人才的要求调整了BIM课程培养目标，但其侧重点集中于软件实操类课程和基础理论课程，并不深入涉及工程专业知识、软件实现逻辑和工程应用方法。这样的培养模式下学生能够快速绘制出BIM模型，但是对于软件实现和优化方法、项目的体系应用方法均缺乏认知，无法满足行业要求的高素质、创新型、应用型人才标准。

2.缺少完善的BIM应用型人才培养课程体系

第一，课程理论和工程实践结合不够紧密，知识的灵活应用程度低。目前大部分高校开设的BIM软件应用课程集中于设计软件基础操作教学，学生对于BIM建造管理和运营管理的功能缺乏认识。再加之高校教学过程中普遍采用BIM理论教学和相关应用视频展示的方式，学生缺乏实际的项目应用，使得学生对于BIM技术仍停留在简单操作，而不能实际应用的初级阶段。第二，BIM课程与既有课程衔接不当，整体教学缺乏系统性和连续性。在既有传统人才培养体系中短时间内很难增设完善的以BIM为核心的课程体系，很多高校现阶段开设的BIM课程仅作为单独的软件学习类课程，学生难以将既有学科知识与BIM技术结合使用，整体教学缺乏系统性。第三，BIM技术课程知识点繁杂，教学难度大。BIM是涵盖工程全生命周期的复杂多维数据信息模型、信息集成、协同工作及可视化等理论和技术综合体，课程内容综合了合同管理、施工技术、工程制图、施工组织设计和项目管理等基础课程知识。庞大的知识体系和繁杂的知识内容给教师的授课和学生的领悟能力都带来了巨大挑战。教师除了需要熟练掌握各个环节的知识，还需要注意各部分之间的系统性和逻辑性，避免知识体系离散。而学生不能清晰掌握课程问题中的工程具象，进而难以把握课程知识点间的联系，缺乏对BIM技术的知识体系和内在逻辑框架的认识。

3.缺乏师资力量和基础设施

师资方面，由于我国BIM起步较晚，目前很多高校教师在此之前并未对BIM技术进行过系统学习，对各类BIM软件间的关联了解和软件操作熟练程度不够。而部分可以熟练操作BIM软件和应用的年轻教师和院校聘请的其他企业高级技术人才又缺乏教学经验，教学效果往往并不理想。既懂理论，又懂操作，还具备项目实践经验的“双师型”教师数量难以满足高校目前需求，专业师资匮乏。此外，设施方面，现有高校原有实训机房大多难以满足BIM软件教学要求，这在很大程度上会影响学生的学习效率和操作体验。因此高校BIM实验室需花费大量资金购买各种软件。但高校经济能力有限，高校之间又难以进行资源共享，使得大部分高校教学所需软硬件投资不足，这在很大程度上限制了高校BIM教学和开发应用的深度和广度。

4.学校与企業之间的交流合作明显不足，缺乏有效的BIM人才培养体制

由于国家在人才培养方案上缺少法律和政策的支持，对联合培养机制中对责、权、利的规定比较模糊，因此学校和企业间难以建立长期稳定的合作关系，缺乏和行业、企业的深入合作。目前高校的校企合作的主要单位为软件公司、咨询单位、施工单位，合作内容仅停留在共建实训室、实习基地、推荐学生就业等方面。高校与建设单位、设计单位、科研院所的合作相对较少，学生仍然难以接触到实际工程项目，缺少BIM技术实际应用机会。学校与企业之间的交流合作明显不足，缺乏有效的BIM人才培养体制。

三、高校BIM技术实践教学应用的对策

尽管目前BIM在高校实践教学应用中存在一些困境，但是从长远角度来看，BIM的未来发展趋势是积极向好的。为使BIM技术在高校中的实践教学应用能够顺利开展下去，推动应用型人才培养，提出如下几点对策建议。

1.合理规划课程设置，注重应用型人才培养

目前，各高校在BIM课程的开设上存在的问题主要是理论学习与实际应用不能相匹配。BIM本质上是一款涉及工程项目全生命周期的系列软件，它与实际工程项目结合度较高。高校应在理论教学和软件学习的基础上，由浅入深地规划课程进度，根据学生个人兴趣及今后就业需求，按照专业类别进行课程设置。在学生对理论知识有了一定的认识之后，增加与实际工程项目相关的学习内容，将实际需求融入课程教育体系，让学生多接触实际案例，提高学生实践应用水平。

此外，在当前高校课程安排下，学生对BIM的认知仅停留在设计阶段的3D建模和施工阶段的工程量化计算上，对后期的建造管理和运营管理的认识有所欠缺，不能做到对BIM的灵活应用。这就要求各高校在开设BIM课程时，制定完整系统的教学计划。根据实际工程中的规划、设计、施工、验收、运营等一系列步骤来进行教学计划的安排，向学生充分展示BIM技术在工程项目全生命周期中的应用，培养学生运用BIM技术进行协同管理的能力，适应市场需求，从而利用BIM技术解决实际工程中遇到的问题。

2.更新基础设施建设，提高教师队伍专业水平

BIM相关软件对电脑硬件的配置要求相对其他建筑软件较高，各高校现有硬件设施不足以支撑BIM系列软件的日常教学活动。针对高校经费资金短缺这一情况，高校所在地政府应提供一定量的资金支持，用以对现有设备进行升级改造，保障教学活动正常开展。高校也可以与当地相关建筑企业进行合作，由企业提供高校设备建设经费，高校向企业输送BIM技术优秀应用型人才，实现互惠双赢。

此外，由于BIM相关课程在国内开展时间较晚，因此各高校在师资力量上普遍有所欠缺。为缓解这一现象，首先，高校内部需定期组织教师参加BIM相关培训讲座或专业论坛，提升教师对BIM理论知识的理解。其次，高校应鼓励教师深入相关企业进行实践活动，接触BIM相关工程项目，提高实操能力。最后，可以从建筑企业聘请BIM专业技术人员作为校外指导老师，建立“双师型”培养体系，提升教学团队专业水平。

3.加深校企合作，建立完善的BIM人才培养体系

BIM技术人才培养与建筑企业现实需求密切相关。为避免高校培养人才与建筑企业需求不匹配，建议由政府牵头，建立校企深度合作机制。高校派出教学科研团队深入建设单位、施工企业、咨询单位等建筑相关企业进行考察，了解在项目的不同阶段实际所需人才类型，结合教学计划有针对性地进行人才培养，保证教学体系适应行业发展进度，确保学生毕业后可直接进入工作岗位。同时企业也可以为教师及学生提供实践场所，鼓励教师及学生积极参与到实际工程项目中，应用BIM技术解决现实工程问题，提高教师团队科研教学技能以及学生的BIM实际应用能力，从而建立从“校内教学”到“校外实践”一体化的完整BIM人才培养体系。

【本文获得教育部2021年第二批产学合作协同育人项目“高校土木类教师BIM应用能力提升项目”（202102463009）、教育部2021年第二批产学合作协同育人项目“基于虚拟仿真技术的房地产开发与经营课程改革项目”（202102629030）和中国矿业大学力学与土木工程学院一流专业建设项目“基于‘5+N竞赛的工程管理专业产赛教协同发展路径研究与实践”支持。】

（谷甜甜，讲师，博士研究生，研究方向：BIM技术研究。宋笑宇，硕士研究生，研究方向：BIM技术应用。谢涵，硕士研究生，研究方向：BIM技术应用。王双零，本科生，研究方向：BIM技术应用对策研究。）