建筑设备BIM人才培养课程体系建设与应用研究

刘元芳

【摘  要】 基于建筑行业市场需求，文章提出了针对高校建筑设备类BIM人才培养的课程体系建设及应用的改革策略。文章构建了此类人才的核心能力指标体系，并编制了相应的核心课程教学大纲。同时，建立了一整套教学案例，结合BIM技术进行毕业设计环节实施。此外，还进行了“供热工程”课程的教学改革与实践，并取得了较好的教学效果和评价。这些成果为类似高校建筑设备类BIM人才培养提供了借鉴和参考。

【关键词】 建筑设备；BIM人才；课程体系；教学改革

高校在进行应用型人才培养的过程中，需着眼于建筑行业的实际发展形势，将BIM技术与课堂教学活动进行必要的整合，增强课堂教学活动的有效性与针对性，提升学生的专业知识与能力，为学生就业竞争力的培养与职业潜力的挖掘提供必要条件。

建筑设备类专业人才是建筑市场的主力军，特别是在管道综合环节，在指导施工过程中容易出现管道碰撞问题，BIM技术的出现解决了管道碰撞的一大难题，因此如何积极培养符合市场需求的BIM建筑设备专业复合型创新人才是当前我国应用型本科高校亟待研究的重要课题。为弥补应用技术大学建筑设备类BIM技能人才的匮乏，解决此类课程片面信息化教学的弊端，要构建BIM课程体系，利用以BIM技术为基础的信息化教学手段，以岗位能力为核心的产教融合的实践教学活动，通过线上和线下的精准教学设计，形成具有建筑设备专业特色的BIM创新人才培养模式。

一、核心能力指标体系构建

首先，在原人才培养方案的基础上修订了新版人才培养方案，把人才培养方向之一定位到建筑设备类BIM人才，要求学生能够运用土木工程制图、BIM等计算机设计等手段，恰当使用计算机仿真工具进行土木工程有关的模拟和仿真分析，来表达和解决土木工程问题；其次，利用BIM技术以及施工模拟软件模拟和预测分析设计方案，了解现代施工技术和管理的手段和方法，了解通用的工程造价软件，能够通过结构设计软件对建筑工程领域复杂工程问题进行模拟分析；最后，本方向毕业生毕业后能够从事土木工程建设中的建筑水系统、建筑采暖系统、建筑空调系统、建筑通风系统、建筑冷热源系统及建筑消防系统等相关行业。

除此之外，面向建筑设备工程建造需要的高水平应用型BIM技术人才。结合BIM技术融入培养目标及课程建设并建立“培养目标－毕业要求”对应矩阵和“毕业要求－课程体系”对应矩阵。

二、核心课程教学大纲编制

核心课程包括供热工程、空调工程、建筑给排水、建筑设备施工安装技术、消防工程、安装工程预算、施工图实训、BIM基础、BIM应用。在原有教学大纲基础上，更新完善核心课程教学大纲，改变了以往学习大纲简略不够细致，只突出难点重点却没有对应关系的缺点。通过知识点分解及能力指标对应，先建立预期学习成果，再从教学环节、教学内容、学习进度及要求来充实课程教学要求，对课程考核要求进行加大，包括：课程成绩结构组成、要求过程性评价、要求终结性评价及考核课程的细则要求等。

以“空调工程”课程教学大纲为例，预期学习成果如表1所示。

三、教学案例库建设及课程考核评价体系建设

（一）打造教学案例

建立一套全设备专业的案例，并将其应用到BIM应用课程中，此案例为带地下车库的6层商业建筑，其中包括原始CAD图纸，涉及采暖、通风空调、给排水、消防、电气等，在教学过程中采用REVIT2018进行建模，并在完成整体模型后进行碰撞检查、管综排布及优化处理。同时，组织学生首次参加第八届全国高校毕业设计大赛B模块，获得两项优秀奖。

（二）建设教学资源库

以“供热工程”为例建立一套教学资源库，其他核心课程在此基础上陆续建设相应教学资源库，包括供平台教学和测试的测试试题库、供教学和演示使用的视频资源库、供学生设计课和查阅的应用规范库等。

其中测试试题库为了迎合平台教学的需求，将计算题、简答题、识图题等均以客观题形式出现，最终形成一套700题的题库，供平时课上测试、单元测试和期末考试等使用。视频资源库资源丰富，包括施工工艺、教学网课、讲座培训、新技术、产品介绍、工程案例、教育纪录片及职业资格等模块，供教学展示及学生课扩展学习用。

（三）建设考核评价体系

俗话说：“编筐编篓，重在收口。”学生的考评如何进行至关重要，其中一个不可忽视的环节是课程考核评价体系的建设。在教学实践中，教师引入了BIM技术，并结合OBE的教学理念，选择了“供热工程”课程作为示例，建立了一套全面细致的考核评价体系。这套评价体系打破了原有的仅注重期末考试、忽略过程管理的考核方式，对评价模式进行了改进，调整了原有的平时占30%，期末占70%的分配比例；加大了过程管理的权重，并增加了诸多环节，例如实验实训、创新实践、学习通平台等；合理分配了各个环节在过程管理中的权重，从而减少了期末考试卷面成绩的占比。这样做多方面、多维度地考查了学生的能力，使得学生的综合素质能更真实地得到体现。学校进行了两个学年的实践教学，取得了显著的教学效果，为类似课程的教学改革提供了有益的参考。

在课程考核的过程评价中，研究组提出了一个创新点，即引入了创新实践环节，该环节的分数占比为20%。在这个环节中，每个创新作品由5～6名学生组成一个合作小组，并选出一名组长负责组织、管理小组工作和内部的分工明细。小组需要对作品进行汇报和答辩，准备相应的汇报PPT。其他组的成员和导师作为评委给作品进行评分。在答辩过程中，所有成员都站在汇报区域，评委对小组的整体表现和每位学生分别打分。同时，为了确保评分公平，导师对每组的打分进行调整并进行客观性评价，从而保证成绩更加客观、更加合理。

四、教学实践环节分析

（一）“供热工程”课程教学实践分析

本次教学改革实践是对“供热工程”课程进行了彻底改革。首先，对该课程的特点和现状进行了分析，并重新定位了培养目标。在教学过程中，教师将BIM技术贯穿其中，重新梳理了教学内容，将其分为两个主要方面：施工图的识读部分（包括室内热水采暖工程、室外供热管网工程、热源与换热站工艺）和施工图设计（室内热水采暖工程）。其次，重构了教学大纲，建设了教学资源库。其次，采用了多种教学方法相结合的模式，包括任务和项目结合的教学法、案例融入的问题教学法、创新实践的教学法、小组讨论的教学法以及利用平台软件的教学方法等。最后，进行了全面的课程考核评价体系建设。学生最终成绩总分为100分，其中期末考试仅占40%，过程管理占60%。期末考试采用闭卷形式，建立了考试题库，包括名词解释、简答题、计算题等客观题形式；过程性成绩包括实验实训成绩（占比10%）、创新实践环节成绩（占比20%）、平台显示经验值成绩（占比30%）。这些教学改革激发了学生学习的积极性，丰富了课堂活动，并提高了课堂教学效果。

（二）建筑设备专业学生毕业设计实践

黑龙江东方学院建筑工程学院建筑设备专业学生的毕业设计题目是《住宅楼建筑水暖BIM工程设计》。在经历了2017级29人、2018级32人的毕业设计实践环节后，每位学生完成了一项设计任务。设计内容包括对17～18层建筑的给排水系统和采暖系统进行基础计算，随后进行方案布置，并进行水力计算。接着，利用REVIT进行三维建模，进行综合碰撞检查和模型分析，并对模型进行优化，以确保方案的合理性。随后，导出各系统的平面图和三维图，保存为PDF格式和CAD格式，并编制毕业设计说明书。整个过程历时8周，时间紧任务重。通过这个过程，学生掌握了BIM技术在建筑设备工程中的应用，为他们毕业后从事相关工作奠定了基础，也为社会培养了这方面的技术人才。

五、结语

学生调研和高校调研发现建筑设备类专业BIM人才培养的需求性极强。这类人才的职业发展前景广阔，进行相关的教学体系建设与改革尤为重要。因此，学院进行了BIM人才核心能力指标体系的构建，建立了建筑设备类专业BIM人才核心能力培养的课程体系，并重新修订了人才培养方案。此外，学院对核心课程的教学大纲进行了重新编制。以BIM应用课程为例，建立了一套教学资源库和全设备专业的案例库。在毕业设计环节，学院采用了BIM工程设计的题目，使得学生在毕业后能够掌握设备方向的BIM技术，为建筑市场培养一批上手快、技术强的设备类BIM人才。

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