基于CDIO教育理念的BIM工程能力提升研究

陳嘉清，韋婷婷

（嘉興學院南湖學院，浙江 嘉興 314001）

1.引言

2017 年以來，教育部積極推進新工科建設，致力于打造工程教育的中國模式，讓高等教育服務強國建設。在這一背景下，以人才培養為重點，要求依托產業需求創新工科專業的知識體系與結構，尋求校內外資源打造工科教育開放融合的姿態，打造一批兼具創新和實踐能力的高素質復合型新工科人才。

BIM 全稱為Building Information Modeling，即建筑信息模型，通過參數化的三維建模，整合項目全壽命周期信息，打破信息壁壘，利用其可視化、沖突分析、成本分析、進度管控等功能，服務于項目各參與方。目前已在國內建筑行業得到大力推廣，同時各專業院校也紛紛建立虛擬仿真實驗室，軟件與硬件同步配套，開設BIM 類相關課程。然而，由于發展時間較短，在實踐課程教學體系中還存在一些不完善之處，主要表現在：

圖1-1 BIM 實踐教學體系圖

缺乏與行業、企業密切關聯的實踐課程體系。BIM 方向作為工程管理專業的一個新方向，側重于培養學生BIM 建模、專業應用乃至高級應用與管理的能力，如何設置課程體系，使其貼合建筑行業發展需要，是一大關鍵所在。

實踐教學難度較大。BIM 實踐課程涉及工程圖學基礎、房屋建筑學、建筑設備、工程造價管理、工程項目管理等工程管理專業相關的核心課程，專業知識跨度大，對任課教師和學生的綜合能力均有較高的要求。

課堂教學偏向理論為主，且BIM 相關教材普遍缺乏廣度和深度，大多側重于軟件操作的講解，少有具體實際的案例分析，導致學生雖精通軟件，但遇到實際項目依舊無從下手，無法達到行業所需的BIM 工程能力人才的要求。

2.基于CDIO 理念的BIM 實踐教學體系建設

CDIO 作為近年來國際工程教育改革的一種新模式，代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），旨在讓學生以主動的、實踐的、課程之間有聯系的方式學習工程，培養學生的工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力這四個層次的能力，這與建筑行業所需的BIM 工程能力人才的要求相契合。因此，借鑒CDIO 工程教育理念，從BIM 工程能力的要求出發，構思并設計BIM實踐教學體系，如下圖1-1。

該教學體系圍繞BIM 工程能力提升為核心目標，涵蓋橫向四大模塊、縱向四個層次。其中四大模塊分別為構思（C）培養目標，設計（D）教學過程，實現（I）預期產出與結果，通過評價機制保障運作（O）；四個層次分別為基礎、提高、進階、應用層次。

基礎層次：以學生掌握工程管理專業基礎知識為培養目標，教學過程中側重于技術、經濟、管理、法律等核心課程，包括《土木工程施工》《工程經濟學》《工程造價管理》《工程項目管理》《建設法規》等，要讓學生建立扎實的理論知識基礎。

提高層次：以培養學生的個人能力為目標，通過創設BIM課程和課程嵌入BIM 兩種模式，構建BIM 課程體系。其中，創設BIM課程是指專門開設的BIM課程，例如《BIM概論》、《BIM建模技術》、《BIM 項目管理軟件應用》、《BIM 工程師培訓》等；已有課程嵌入BIM 是指通過加入BIM 元素改革原有課程，提升教學效果與學生的接受度，例如在《土木工程施工課程設計》中應用BIM 技術，將原本建立在2D 基礎上的施工組織以3D 形式進行設計和編制，包括施工進度計劃編制和施工進度模擬、三維施工場地布置、引入BIM5D 等。讓學生對BIM 概論、BIM 技術、BIM 軟件等建立全面認識，教學過程中要求學生根據實際項目創建BIM 模型，并對其展開運用和管理，有利于提高學生自主學習和獨立思考的能力。

進階層次：強調BIM 實踐能力，組織學生以團隊的形式參與到BIM 課程設計以及BIM 相關競賽中，將重點放在BIM模型的應用以及基于BIM 的工程項目管理上，通過BIM 建模軟件（如REVIT、BIMMAKE 等）與其他BIM 應用軟件（如Navisworks、Fuzor、Ecotect 等）的數據轉化，達到一模多用，以及實現基于BIM 的計算機輔助項目管理，編制進度計劃，BIM 施工場地布置，BIM5D 數據集成與共享等，讓學生在團隊協作的過程中了解并掌握基于BIM 的項目管理能力。與此同時，鼓勵學生參加中國圖學學會、中國建設教育協會和廊坊中科舉辦的BIM 等級考試，獲得相應等級證書，具備BIM 人才所需的基本技能和能力證明。

應用層次：以提升學生個人BIM 工程能力為目標，設置BIM 相關的畢業設計，加強校企聯合，與應用BIM 技術的建設單位、設計院、軟件公司等建立實習基地，鼓勵并推薦畢業生前往實習與就業，培養學生的BIM 工程實踐能力。

3.BIM 實踐教學體系的支撐條件保障

3.1 采取基于CDIO 的多層次評價機制

以CDIO工程教育理念為出發點，分別在學生的基礎、進階、提高及應用層次，針對性地建立多層次、多維度的評價機制。通過書面考試、上機操作、成果展示與答辯等多種形式，對學生建立全面的考核評價，如下表1-1 所示。

表1-1 多層次、多維度評價機制

3.2 打造雙師型BIM 師資隊伍

BIM 實踐教學體系的實施必然要匹配一支既懂得工程管理核心課程相關知識，又具備BIM 實踐能力和工程實踐經驗的雙師型隊伍。采用“三步走”的戰略組建BIM 師資隊伍：首先，可以組織教師參加BIM 相關的培訓課程，例如廣聯達舉辦的暑期師資BIM 教學精講班等，提升教師的理論與實踐水平，更好地服務于課堂教學；其次，鼓勵教師參加“1+X”BIM 職業技能等級考試，使其真正具備雙師型教師資格，也為輔導學生考級考證打下基礎；最后，支持教師“走出去”，進入到應用BIM 技術的相關企業和單位、軟件公司等，參與BIM 相關的工作、BIM 軟件開發與運維等，了解企業對于BIM 人才的需求，掌握BIM 工程師的崗位職責和技能，為課堂教學目標做出指引。

3.3 構建校企聯合的BIM 實習基地

單一依靠課堂教學顯然無法滿足學生BIM 實踐能力的培養與提升，因此，需要與校外應用BIM 技術的建設、施工單位、設計院、BIM 軟件公司等建立聯合培養基地，促進課堂教學成果在實際項目中的應用。一方面，聘請校外專家和指導老師進入校園，為師生舉辦BIM 培訓班和相關講座；另一方面，將學生“送出去”，即推薦并鼓勵學生進入校外實習基地進行實習和就業，讓學生提前接觸BIM 工程師，了解崗位前景與技能要求。

4.結語

BIM 理念與BIM 技術已在我國建筑業掀起一場變革的浪潮，也必會在將來擁有更廣闊的發展前景。立足于新工科背景，國內各高校紛紛抓住機遇，開展BIM 相關課程。針對高校在BIM 教學中面臨的典型不足之處，本文提出了基于CDIO 工程教育理念的BIM 實踐教學體系，以提升學生BIM 工程能力為核心目標，劃分四級學習層次，并采取相應的支撐條件保障該體系的正常運轉，為培養工程基礎知識扎實、個人能力和團隊能力突出、工程系統能力卓越的、契合行業發展所需的工程管理人才提供思路。