產教融合背景下的土建類BIM 應用型人才培養探索與應用

文／孫亞麗 衢州學院建筑工程學院 副教授 碩 士

方建平 衢州學院建筑工程學院 副教授 碩 士

張魯莎 衢州學院建筑工程學院

引言

協同培養適應行業與市場需要的應用型人才的有效途徑是“產教融合”。中央全面深化改革委員會于2019 年7 月24 日召開第九次會議，會議上通過的《國家產教融合建設試點實施方案》中指出：推動教育優先發展、人才引領發展、產業創新發展的措施是深化產教融合[1]。產教融合促使學校和企業雙向發揮各自的優勢，是校企合作的升級階段。

另外，國家層面為推動建筑產業信息化，大力推廣BIM 技術的應用，從國家到各省市也相應出臺了一系列與BIM 技術推廣應用相關的政策。但是BIM 技術的應用現狀不容樂觀，制約著BIM 技術發展的因素是多方面的，其中BIM技術相關人員的極度匱乏是阻礙BIM 技術發展的最大障礙[2]。因此，作為培養BIM 技術人員主力陣地的高校責任重大。張尚、任宏等研究人員也指出高校的教學改革是解決BIM 人才缺乏問題的根本所在[3]。

要解決BIM 人才匱乏，實現人才量級突破，必須把BIM 技術深入融合到人才培養體系中；只有了解企業需求，進一步深化產教融合，加強校企合作，才能培養適應企業發展需求的BIM 人才，建筑業的“BIM 時代”才能真正到來。文章通過對企業BIM 人才的需求進行問卷調研，在分析調研結果的基礎上對土建類專業中如何融入BIM 技術培養企業需求的人才進行了探索與實踐。

1 BIM 技術在教學中的應用現狀

楊榮華等的研究表明我國高校BIM 教學方式主要有開設《BIM 概論》《BIM 技術應用》等課程、成立BIM 研究中心、開展BIM 技術虛擬仿真實驗教學以及根據專業不同在畢業設計中引入BIM 技術等多種教學方式[4]；為了提高教學質量，曾文海等提出了在實踐教學環節引入BIM 技術[5]；劉陽指出從師資培訓、實驗室建設以及校企合作等方面開展對工程管理專業融合BIM 教學改革[6]；侯學良等利用BIM 技術的3D及4D 技術在工程結構課程中進行了應用[7]，以及利用BIM 技術的特點在建筑識圖類課程、建筑施工類課程和工程造價相關課程中也有教學的應用[8-12]。雖然各個高校都在探索與嘗試BIM在教學中的應用方式，但是企業對BIM 人才的需求是多種多樣的，因此專業BIM 人才培養體系的建立，是培養企業所需人才的必要途徑。

2 企業對BIM 人才需求情況

為了制定專業的BIM 人才培養計劃，本文對相關建筑業企業對BIM 人才的需求進行了問卷調查，參與問卷調研的企業以中型企業以及甲級企業為主，占比分別為40.43%和59.57%，其中施工類的企業占比為48.94%。通過對調研問卷結果的分析，筆者發現企業目前已經購買的BIM 技術相關軟件主要集中在建模軟件以及工程造價和工程管理方面的軟件上（圖1），購買BIM 技術相關建模軟件的企業占比為68.09%，也是調查中發現購買的BIM 技術相關軟件中占比最大的軟件；其次是與BIM 技術密切相關的工程造價方面的工程量建模算量以及工程計價軟件，也有超過一半的企業購買了該類型的BIM 技術方面的軟件，因此，分析調查結果可知，目前在企業中關于BIM 技術的應用在建模方面以及工程造價方面的應用相對較為廣泛。

圖1 企業已購買的BIM 技術相關的軟件類型統計圖（圖片來源：作者自繪）

為了解企業在公司運營過程中利用BIM 哪些技術為公司帶來效益，對此也進行了調查。問卷設計時列出了目前社會上BIM 技術應用較為廣泛的幾項內容，分別是工程施工、合同與招投標、工程造價、項目管理、工程設計以及其他項目，這些工作內容基本涵蓋了設計類、施工類、工程咨詢類等大多數企業的工作范疇。調查結果發現，企業在工程施工工作內容方面應用BIM 技術的比例最大，這可能與本次問卷的調查企業的性質有很大關系，其次是項目管理方面以及工程咨詢方面BIM 技術的應用也較為廣泛（圖2）。

圖2 企業應用BIM 技術開展的主要工作統計圖（圖片來源：作者自繪）

為了解企業利用BIM 技術之后企業綜合效益的變化，設計了企業對應用BIM 技術的評價，調查結果顯示企業在使用BIM 技術后企業綜合效益得到提高的占50.04%，使用BIM 技術之后企業綜合效益增幅不明顯的占20.83%，還有2.08%的企業顯示使用BIM 技術后反而增加了企業的成本。綜合企業反映的問題，進一步調查了企業在推廣應用BIM 技術時主要存在的問題及面臨的困難，調查結果顯示，高達80.85%的企業認為BIM 技術人才的缺乏問題是影響企業應用BIM 技術的根源。調查時也發現目前企業中從事BIM 技術的專職人員的專業背景中為土木工程類專業的約占62.5%，為管理科學與工程類專業的約占27.08%，這也為我們進一步在土木工程類專業中開展BIM 技術的產教融合奠定很好的基礎。

調查也顯示，目前企業中從事BIM 技術的人員在基礎知識方面、應用能力方面以及研發能力方面都存在一定的問題。較強的應用能力是企業對將來BIM 人才最核心的要求，根據企業對BIM人才的技術要求，圖3 給出了企業對BIM 技術人才需求的具體情況，分析可知建筑建模以及結構、機電建模方面的BIM 技術人才需求量非常大。

圖3 企業對BIM 技術人才的需求情況統計圖（圖片來源：作者自繪）

3 產教融合背景下土建類專業課程體系構建

3.1 課程體系重構，培養企業所需人才

在問卷調研以及現場調研的基礎上，依據“產教融合”對人才能力的要求和相關的崗位能力標準，對課程結構進行了重新調整，實行“理論與實踐知識融合、上課地點校企融合、在校教師和企業師傅融合、傳統教學與信息化教學融合”等多元多形式的培養模式；同時在企業和學校完善建設融合理論指導、項目模擬、行業認定、實踐鍛煉、職業素養提升等“五位一體”的應用型人才培養教學基地；邀請合作企業共同修訂人才培養方案，根據企業需求，采取“一企一案”校企共同制定的培養方案，對接“教學內容與職業標準”“教學過程與生產過程”；構建出體現“產教融合”理念的模塊化課程體系，培養具有“產教融合”特色的新型BIM 技術應用人才。

3.2 多課程融合BIM 技術，重組課程內容

BIM 技術具有協同性、交互性、仿真性等獨特的特點[13]，在深入企業調研、邀請企業人員參與的同時，充分利用BIM 技術的特點，將BIM 技術引入到專業課程的教學中，從校內的理論認識、實訓實驗、課程設計教學到校外生產實踐鍛煉與企業實際項目建設過程融合以及教師科研成果在教學中的應用等幾個方面出發，重組課程內容，使BIM 技術深度融入課程。以土建類的識圖課程為例，重組的課程內容見表1。

表1 融合BIM 技術重組后《土木工程制圖》課程內容（表格來源：作者自繪）

3.3 依托BIM 技術，構建可移動教學資源庫

使BIM 技術能夠在課程中推廣應用，構建體現“移動學習”的智能模塊化課程體系。在校企合作、產教融合和融入先進的專業知識和方法的基礎上，運用BIM 技術建立典型建筑模型，通過對模型的剖切，借助二維碼圖文并茂地展示建筑節點構造、施工、造價等相關知識，實現可移動學習資源庫的構建；通過互動網絡平臺和實戰式的工程實踐，以提高應用型人才培養的質量，適應市場的需求。由此圍繞“土建類移動學習資源庫的設計與開發”，構建了如圖4 所示的體現隨時隨地“移動學習”理念的土建類專業模塊化課程資源。

圖4 移動學習資源庫的建設流程（圖片來源：作者自繪）

3.4 應用多種教學模式，提高學生課外自主學習能力

為了提高學生的課外自主學習能力，開展了多種教學模式的探索與改革，其中闖關式教學模式在教學實踐運用中取得了較好的效果。

闖關式教學模式就是參照廣為流行的游戲模式進行課程內容的關卡設計，對照課程內容關卡，學生需要完成前一關且通關成功后方能夠進行下一關的學習及考核，下面以“房屋建筑施工圖”知識點為例介紹關卡的設計及通關方式。

房屋建筑施工圖知識點的主要教學目的是使學生能夠了解建筑總平面圖、建筑平面圖、立面圖、剖面圖以及建筑節點詳圖（后續簡稱建筑施工圖）的主要形成方式，要求學生掌握建筑施工圖所表達的主要內容以及建筑施工圖中圖線、圖例及各種符號標注等的規范畫法，能夠在識讀建筑施工圖的基礎上正確規范手工以及利用計算機繪圖或建模軟件（CAD、Revit 等）繪制建筑施工圖，因此該知識點設計了三個關卡，第一關主要是建筑施工圖基礎知識的掌握情況通關測試；第二關為手工繪制建筑施工圖的基本功通關測試；第三關為利用計算機繪圖軟件繪制建筑施工圖的基本功通關測試。學生通過線上與線下相結合的方式進行知識點學習后，認為自己已經掌握該關卡的全部內容，便可與教師預約通關時間，在指定的時間內完成通關測試，如若闖關不成功則需要再次進行課外自主學習并再次申請通關測試，直至該關卡順利通關方可進行下一關卡的學習及通關申請。闖關式教學可以讓學生在學習專業知識的同時體驗游戲的樂趣，并且可以大大提高學生課外自主學習的興趣，對知識點內容的學習做到舉一反三，加深印象。

3.5 設計多層次的課程考核方式，進行課程全面綜合的考核

為了保證學生的學習效果以及實現預期的專業人才培養目標，課程的考核評價就顯得尤為重要。對于土建類專業在融合BIM 技術后，如何從理論到實踐進行階段分級考核，如何依托“產教融合”的背景，從學校角度到企業層面進行課程的考核，進一步對學生的學習效果做出綜合評價，并結合實際情況進行持續改進，是進行全面綜合考核的目標。因此，對土建類專業不同課程設計了多層次的考核方式，有線下考評也有線上自學考核；有校內教師考核也有校外企業教師的考評；有理論的考核也有實踐應用的考評；構建了多層次的考核評價方式，以期通過多角度多層次的考核，培養出符合時代背景、滿足企業要求的特色土建類專業人才。圖5是《土木工程制圖2》課程的綜合考核成績構成部分截圖，該課程在考核方式上根據開展的闖關式教學進行了線上與線下、理論與實踐多角度的考核評價。通過對不同年級的學生在該課程班級平均成績上的對比，發現采用闖關式教學模式進行教學改革后，班級學生課程的綜合成績普遍提高，班級課程平均分比沒有開展闖關式教學模式時的平均分提高約3.5 ～4.5 分。

圖5 闖關式教學模式下課程綜合考核指標的構成（圖片來源：作者自繪）

對于專業培養體系內不適合開展闖關式教學模式的部分課程，也分別根據課程性質的不同，設計了不同的課程綜合考核方式，圖6 為采用線上與線下相結合的方式進行教學的課程的考核類別及構成指標、比例等。

圖6 線上與線下相結合的課程綜合考核指標的構成（圖片來源：作者自繪）

通過教學方式的改革以及考核方式的針對性設計，把BIM 技術相關知識較多地融合到各門課程中，使學生從大一入校開始便對建筑業發展的尖端BIM 技術有一個全新的認識，在接下來的課程學習中，根據課程內容的不同，及時融合相關的BIM 技術到課程內容中，使學生在大學期間能夠對BIM 技術進行全面的了解，可以盡早地進行職業生涯的規劃，為將來的就業做鋪墊。

結語

培養土建類的BIM 人才是順應時代發展的要求，基于BIM+產教融合背景，構建以BIM能力為核心的行業需求的課程體系、開發設計多樣化的BIM 課程教學資源，是培養應用型土建類的專業人才、推動BIM 技術在企業中應用推廣的有效途徑。文章主要通過以下幾個方面進行了課程體系重構及教學內容整合的改革：

（1）根據企業調研，對課程體系進行了重構。實行“理論與實踐知識融合、上課地點校企融合、在校教師和企業師傅融合、傳統教學與信息化教學融合”等多元多形式的培養模式。

（2）多課程融合BIM 技術，重組課程內容，使BIM 技術內容對專業培養體系課程全覆蓋。

（3）依托BIM 技術，構建了隨時隨地“移動學習”理念的土建類專業模塊化課程資源。

（4）應用多種教學模式，設計多層次的綜合考評體系，提高學生的自主學習能力，實現專業培養目標。

通過改革使學生在不同的學習階段分別就BIM 技術的不同應用進行分門別類的學習，最后通過畢業綜合實踐環節，進行BIM 綜合知識的運用，切實提高學生在校期間對BIM 技術的認知與了解，并能夠熟練地應用到不同的領域，為信息化社會培養高素質的BIM 人才。`