臺灣大學BIM教學模式的借鑒與思考

高星 顧裕慶

摘 要：隨著BIM技術的持續深入發展，BIM人才的培養成為建筑業通往“BIM時代”的主要瓶頸。如何在大學課程教學中開設BIM相關課程，實現BIM人才的量級突破，是建筑業進入“BIM時代”的關鍵因素。文章總結了臺灣大學BIM研究中心在BIM技術課程設置和教學模式上的實踐方式，旨在為大陸高校開展BIM教學工作提供借鑒和幫助。

關鍵詞：BIM；教學模式；課程設置

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）13-0016-03

Abstract： With the continuous development of BIM technology， the cultivation of BIM talents has become the main bottleneck of the construction industry leading to the "BIM era". How to set up BIM related courses in university course teaching and realize the level of BIM talents is the key factor for the construction industry to enter the "BIM era". This paper summarized the practice of BIM research center in BIM course arrangement and teaching mode， which aimed to provide reference and help for the development of BIM teaching in mainland universities.

Keywords： BIM； teaching mode； course arrangement

引言

BIM（Building Information Modeling）是在建筑領域應用信息技術，實現對設計、施工和管理過程仿真和模擬的一種技術和管理方法[1]。我國《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》將BIM技術上升到國家發展戰略層面，深入研究BIM技術和推廣應用BIM技術已成為建筑業發展的必備條件。

BIM技術應用市場的快速發展導致了對專業人才的廣泛需求，然而缺乏有經驗的從業者已經成為建筑業通往BIM時代的主要瓶頸。高校作為專業人才培養的主陣地，如何在大學課程和繼續教育課程中開展BIM相關課程的講授，實現BIM人才的量級突破，是建筑業進入“BIM時代”的關鍵因素。本文總結了臺灣大學BIM研究中心在BIM技術課程設置和教學模式上的實踐方式，旨在為大陸高校開展BIM教學工作提供借鑒和幫助。

一、臺灣大學BIM教學模式

基于BIM的理論與應用，臺灣大學BIM研究中心主張構建完備的理論知識體系，引導學生理解BIM的核心理念對工程建設行業帶來的里程碑式變革，并通過設置相關實踐活動拓寬學生的行業視野，以達到培養學生的協作精神與實踐能力的教學目標，臺灣大學BIM課程教學框架如圖1所示。

（一）理論教學

在理論教學階段，臺灣大學BIM中心分主題開展教學，從介紹BIM的基本概念開始，例如BIM的兩種中文解釋（Building Information Modeling； Building Information Model）的含義與區別；BIM現階段發展程度與現存發展障礙，及其所具有的可視化、協調性、模擬性、優化型、可出圖性等特點；現存描述模型發展程度的LOD概念，包括由美國提出的LOD（Level Of Development）和英國提出的LOMD（Level Of Model Information，LOMD=LOD+LOI），兩者都定義了BIM模型元件從最低級的近似概念化的程度發展到最高級的演示級精度的標準；通過角色模擬讓學生體驗項目全生命周期以及貫穿其中的協同作業、信息共享；通過翻轉教學使學生感受建設項目所需的4D排程與數量估算。

從教學模式的角度考查，臺灣大學主要采用單一課程、交互式教學、多課程聯合和畢業設計等模式，在教學中不局限于通過單門課程介紹BIM，而是在專業課程中涵蓋BIM思維，如在綠色建筑、結構設計和項目管理等課程中均涉及BIM 概念及工具，涉及 BIM 環境下的進度管理、質量管理、成本管理及各專業協同管理等高級工程管理內容。

（二）應用軟件教學

BIM不等同于軟件，但各類軟件的應用對于實現BIM的價值是至關重要的。工程項目建設因涉及多專業領域而具有復雜性，因此像Autodesk平臺、Bentley平臺等所提供的相應軟件具有信息共享、可視化、協調性等優點，對于工程設計階段、招投標階段、施工階段、運維階段都起到很大幫助，因而高校開展應用軟件教學有利于推廣BIM技術。

臺灣大學BIM中心主要引導學生學習Autodesk Revit以及Autodesk Navisworks Manage。其中revit教學為基礎階段，包括放樣、土方開挖、標準層施工、屋頂層施工、屋頂突出施工，如圖2所示；Navisworks應用階段包括綠色建筑節能設計應用、工程數量估算、工程進度管理、協同作業與碰撞檢測應用，如圖3所示。

（三）業界參訪討論

為了使建筑業擁有合格的專業BIM人才，臺灣大學BIM中心與業界聯手合作，不僅將BIM融入到自身課程建設中，也邀請業界進入課堂討論當下BIM的發展狀況與實際使用狀況。

在業界參訪中，臺灣大學與臺灣中興工程顧問有限公司展開密切合作，中興顧問有限公司向參訪學生介紹BIM技術在實際案例中的應用，包括在案例中使用的新理念如Green BIM或是公司專利如細部設計構造；展示公司在設計階段所運用的方法，如通過Revit建模，用Tekla制作結構，用SAP2000做結構分析；分享公司在施工階段所獲心得，如每隔一周需要與設計團隊進行對話交流，在面對技術難題時通過專家商討得出解決方案等等，此外還能向學生展示業界的新技術，如在招投標和施工階段利用BIM技術結合VR技術產生的可視化效應將有利于行業發展。

（四）BIM應用競賽

競賽作為一個多專業團結協作平臺，能促進所學各專業的整合與應用，同時也是檢測學生所學內容的有效手段。在掌握系統專業知識的同時，也檢測了學生的其他綜合素質，包括團隊合作、溝通協調、應急處理能力等等，從而提高學生的專業與綜合能力，實現以賽促學、以賽促教。

臺灣大學BIM中心在學生進行一段時間的學習之后將進行一次BIM競賽，競賽內容分為必選項目和自選項目，其中必選項目為上課階段所授內容，自選項目為學生課后通過COURSERA、GOOGLE等網絡平臺自學所掌握的內容，競賽按照一定的程序分組進行，累計得分最高組為優勝組，BIM應用競賽程序如圖4所示。除此以外，臺灣大學還通過講授計算機程序編寫和機器人工作原理，介紹目前自動化發展進程，讓學生自行組隊用樂高機器人制作工程機械模型，例如機械手臂、吊車機器人等，在規定時間內由學生自行摸索、加以完善，通過完成任務的方式檢測各組相關知識的學習情況，從而讓學生了解到建筑業向自動化、裝配式建筑發展的程度。

二、大陸高校BIM教學現狀

基于BIM在建筑行業中越來越受到重視，大陸高校開展相關教學工作也逐漸提上日程。據統計，大陸有不少高校開設了與BIM相關的學習課程，例如，清華大學與廣聯達公司共同成立BIM研究中心，建立長期合作關系；同濟大學與魯班公司雙方就工程造價、電算化教學及BIM技術研究等方面開展合作等[2]。雖然已有不少高校開始了教學工作的實踐，但是大多數高校限于師資有限、課程系統性強等原因，在教學方面也只局限于單個軟件的學習而未進行綜合性考量，BIM技術的教育程度良莠不齊。

（一）師資力量匱乏

BIM人才培養最重要的基礎是師資，同時BIM教學的特殊性還要求教師不僅具備理論知識，還應具有熟練的實際操作能力，缺少“理論+實操”雙師型師資是許多高校面臨的問題。此外，BIM知識體系廣泛，綜合性較強，對于教師所授內容的廣泛性要求高[3]，完整的高校BIM師資隊伍除專任教師外，還應與企業合作以求得在BIM應用方面經驗豐富的一線從業人員。

（二）課程體系欠缺

為適應新形勢下對BIM工程人才的需求，高校課程設置應旨在加強學生的BIM工程實踐能力和綜合素質培養，目前許多高校雖有嘗試開設相關專業課程，但相比傳統的課程教學未形成系統化的課程體系，或局限于單個軟件的基礎應用，或局限于理論知識的普及性講座，不利于高水平人才的培養。

（三）教學資源欠缺

不管是BIM課程體系的建立，還是BIM專業的教學內容與方法的改革，專業教學資源作為支撐都是必不可少的，而現階段BIM教學材料、BIM可操作軟件、BIM實驗室設備等硬件設施依然缺乏。例如軟件作為實現BIM技術的基礎，西方國家有普遍使用的Revit、Navisworks、Tekla等軟件，已相對齊全與成熟。國內的軟件商僅有魯班、廣聯達、斯維爾等少量軟件廠商，加上引入軟件對于高校來說是一筆高額經濟承擔，因而并非所有高校都與企業開展合作，也因此無法給學生帶來BIM技術在實際案例中的應用，使得所學知識僅限于理論而缺乏實踐。

三、借鑒與思考

（一）理論教學

理論教學是為了更好的實踐應用，BIM技術的理論教學應以提升學生專業素養、培養學生實踐能力為目標。在BIM課程基礎教學部分，應包括了解建筑業BIM技術的發展現狀和發展趨勢；了解BIM在工程項目設計階段的應用手段；了解BIM在招投標階段的模型展示、3D漫游、VR仿真；了解BIM在施工過程和管理過程中所需要的網絡計劃編制、空間碰撞檢測、4D進度計劃、5D工程造價管理等等；了解工程全生命周期、協同作業、信息共享、模型發展程度等概念；了解BIM應用過程中所需要的經濟、法律、管理等學科知識。

（二）實踐教學

為了檢驗和運用理論知識，開展相應的BIM實踐教學是有效的教學方式，例如讓學生運用Revit軟件繪制某工程的施工土建部分，在檢驗了識圖能力的同時又檢驗了BIM 軟件的應用能力；組織學生到企業中深入了解企業在實際案例中所解決的可行性分析、施工模擬、碰撞檢測、進度控制、成本控制、質量控制等活動過程；組織BIM行業專家為BIM 教學提供新的知識，了解BIM發展前沿，激發學習興趣；組織學生開展系列競賽，促進學生將所學的各專業進行整合，培養學生知識運用能力、團隊協作能力、臨場應變能力。

（三）網絡教學

網絡教學平臺（Learning Management System）是實現在線學習與教學的支持環境，其教學模式為交流評估雙向互動，具有開放性、靈活性、虛擬性、共享性、教學手段現代化等優勢[4]。臺灣大學BIM中心通過Coursera這一網絡教學平臺為學生提供自學的渠道，再通過常規課堂的授課解決學生自學時的疑惑并深化拓展。而在大陸許多高校，開放式教育理念也逐漸得到社會的認可，例如慕課（MOOC）平臺便是近年教育領域出現的面向社會免費開放的新型網絡課程平臺，教師可將BIM理論融入網絡教學平臺，預設教學目標、碎片化教學任務，學生通過自主學習、網上討論、定期測驗等方式掌握所學內容，最終達到學生BIM知識體系的構建目標。

（四）翻轉教學

翻轉教學（翻轉課堂/Flipped Class/Inverted Classroom）是一種新型的教學模式，將傳統的課堂上課模式顛倒過來，由學生事先通過網絡平臺或書本完成自學任務，再通過課堂的分享和老師的補充拓展完成知識的掌握[5]。臺灣大學BIM中心在BIM理論教學方面，事先確定上課目標并布置學生通過Coursera平臺完成自學任務，在課堂上由學生分組討論并總結分享，最后由老師作點評并深化拓展知識點。從翻轉教學意義上來看，翻轉教學模式能充分調動學生的積極性，課堂上也能保證教學活力和學習效率，有利于彌補傳統教學的不足，增大知識的掌握程度。

四、結束語

臺灣大學BIM教學方式所具有的多模式、多手段、多領域等特點，對于大陸高校構建合理的BIM教學課程體系有著良好的借鑒價值，尤其是推動大陸高校從單純的軟件技能教學向以“信息共享、協同作業”為核心的BIM觀念的培養以及注重理論與實踐并驅的教學模式轉變有著積極的借鑒意義。

參考文獻：

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[4]肖偉才.理論教學與實踐教學一體化教學模式的探索與實踐[J]. 實驗室研究與探索，2011，30（4）：81-84.

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