BIM融入土木工程專業的人才培養研究*

王勝男（山西工商學院，山西太原 030000）

隨著《關于促進建筑業持續健康發展的意見》、住房城鄉建設部印發《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》《建筑行業發展"十三五"規劃》等相關文件的相繼頒布與實施，BIM技術在建筑行業中迅速發展，已經初步建立起BIM生態系統，很多大型房地產開發商已經開始把BIM技術應用作為招標硬指標，這使得建筑行業對BIM技術人才越來越重視。由此可見，土木工程行業發展需要很多的BIM技術人才作為支柱。如何構建土木工程專業BIM課程體系，加快BIM技術人才的培養，將成為應用型本科土木工程專業BIM技術人才培養的關注點。

1 國內外高校土木工程專業BIM相關課程開設現狀

1.1 國外高校

隨著BIM技術在土木工程行業中的廣泛應用，為滿足土木工程業發展的需求，國外許多高校已經開始重視BIM技術，將其融入教育教學過程中，加大了BIM技術人才的培養力度。在美國，70%的學校已將BIM技術納入課程教學，88%尚未開設BIM課程的學校也計劃開設相關的BIM課程。在高校，開設的相關BIM的課程在內容、方式上存在著不同。例如，BIM課程單獨或植入式設置，開設學時多、學分高，內容覆蓋面廣的學校有南加州、斯坦福、卡內基梅隆大學和麻省理工學院等大學，注重BIM相關基本概念、理論及項目實操全過程的講授。相比較，伊利諾伊大學厄本那香檳分校和佐治亞理工學院設置的BIM相關課程的學時和學分相對較少，課程內容安排上則更加注重BIM建模軟件的應用，著重對學生建模及BIM應用能力進行培養，同時，注重學生協作精神的培養[1]。此外，一些高校，如奧本大學，開設了BIM畢業設計方向，通過完整項目的模擬運行，著重培養學生BIM技術應用的實踐能力。

1.2 國內高校

隨著建筑信息化技術逐步成熟和廣泛推廣，行業發展對BIM技術人才的需求不斷增長，國內高校已逐漸重視BIM教學，把BIM技術融入人才培養的課程體系之中，例如清華大學、華中科技大學、武漢大學、四川大學、太原理工大學和山西大學等很多高校已經開設了BIM相關課程。不過，現階段國內高校BIM教育教學發展還不夠完善，仍存在一些問題。

首先，教學上還沒形成較為完善的BIM課程體系。許多高校多以概論形式將BIM必修課程作為知識普及，學時數較少，同時，BIM軟件類課程多以選修課形式開設，僅強調三維建模，忽略了對建筑和信息的綜合應用，導致各個BIM技能不能融合在一起。

其次，BIM課程的學習與專業課程的學習結合不緊密，存在兩張皮現象。不僅學生，還有一些教師僅將BIM技術看成是一個簡單的建模工具，或是輔助教學工具，將其與專業知識剝離，忽略了BIM技術的真正價值所在[2]。BIM是涵蓋工程全過程、全生命周期的復雜的多維數據信息模型、信息集成、協同工作以及可視化等理論和技術的綜合體，需要專業知識的強大支撐，才能真正理解掌握BIM技術。教師在教學過程中將CAD課程的教學照搬到BIM課程中是不合適的，無法使學生真正對BIM進行有效學習。

2 土木工程專業BIM技術人員的能力需求

企業針對BIM技術人員的崗位工作提出了具體內容，包括負責項目中建筑、結構、暖通、給排水、電氣專業等BIM模型的搭建、復核、維護管理工作；配合其他專業建模，并做碰撞檢查；通過室內外渲染、虛擬漫游、建筑動畫、虛擬施工周期等，對建筑信息模型進行可視化設計；施工管理及后期運維。

在人才培養時，要基于BIM的應用價值導向，滿足各業務及崗位對BIM技術人才的需求，有效服務于項目生產組織管理。針對崗位工作內容總結出BIM技術人員所應該具備的能力要求：首先，應具備各種BIM軟件操作及協同運營能力，完成BIM模型創建與編輯，信息集成、交互、協同設計的應用[3]；其次，具備對施工圖優化設計與深化設計能力，這也是實現BIM應用價值的關鍵；最后，BIM技術在各專業的應用能力，可應用BIM進行工程測量和定價、施工模擬與分析、施工進度編制、工程項目管理等。

3 BIM技術人才培養的研究

行業急需掌握專業技術且具備BIM技能的人才，為了滿足行業需求，學院結合自身專業特色，修訂了土木工程專業人才培養方案，形成較完整的BIM課程體系，同時，加大師資投入，形成一支具有較強BIM技術水平的師資隊伍[4]。

3.1 土木工程專業BIM課程設置

BIM技術貫穿于建設生命周期全過程，BIM技術人才培養需要與專業能力并行，遞進式培養，架構成完整的知識和應用體系，所以建議將BIM技術內容貫穿于土木工程專業整個人才培養過程中。在人才培養方案中融入BIM技術的方式包括兩類：一是，增設新的BIM課程；二是，在現有課程中尋找合適的切入點植入BIM的具體應用。

山西工商學院土木工程專業2019版人才培養方案中增設了《建筑信息建模(BIM)技術應用》課程，目的是提高學生對BIM技術的理解，了解BIM技術在建設工程各領域和各階段的應用，同時，掌握BIM參數化建模及輸出。在其他專業基礎課與專業課中都采用植入模式，一類課程主要利用BIM模型并配合VR技術，以BIM模型為載體，使一些抽象的概念具象化，有助于學生對知識的理解，同時也了解了BIM在工程中的具體應用。例如，在土木工程制圖、房屋建筑學等專業基礎課程的教學過程中，充分利用BIM模型可視化、協調性、模擬性的優勢，便于學生理解三維實體構造，以及加深三維空間模型到平面圖形轉化的原理，有效激發學生的學習興趣及主觀能動性，同時，加深了學生對BIM技術的認知與理解。第二類課程是將BIM在工程中的應用與課程專業知識點進行有效結合，增加BIM軟件的應用，將工程項目融入課程內容中，使學生在軟件操作和工程項的應用過程中，掌握相關理論知識與操作，增強學生的實踐能力。例如，在混凝土結構等一些設計類課程中加入BIM結構正向設計的內容，在土木工程施工技術與組織設計課程中加入BIM應用軟件的學習，利用BIM技術可以完成施工進度計劃的安排，還可以利用BIM 5D進行施工場地布置的模擬，在計算機輔助工程造價課程中也可以利用BIM技術對工程量進行統計，還可以進行造價分析與管理。在授課過程中理論和實訓結合，同時，可以利用同一項目進行內容的學習，使學生更好地理解BIM在項目全過程中的應用。

植入式課程模式對人才培養方案的整體影響不大，但通過BIM技術的融入，教學過程中理論與實訓相結合，使教學方式更加靈活、豐富，很好地激發了學生學習的積極主動性，同時，教學效果良好，不僅可以很好地學習專業知識，還大大提高了學生的實踐能力[5,6]。表1列出了土木工程專業的整個課程體系中BIM技術的內容及要求。

表1 BIM相關課程安排

3.2 BIM技術創新訓練

針對高年級的學生，積極鼓勵具有良好BIM技能的學生參與各類各級BIM競賽。通過比賽，培養學生的協作能力、創新能力及BIM綜合運用能力，如廣聯達BIM畢業設計大賽，品茗BIM畢業設計大賽、斯維爾杯BIM算量大賽等。

從2010年起，在指導教師的帶領下，我院土木工程專業的學生積極投入到各級各類的BIM技術大賽中，如斯維爾杯全國高校BIM建模大賽、BIM算量大賽、全國高校BIM畢業設計大賽等，并且在各級各類比賽中成績優異，多次取得團隊一等獎、二等獎，說明融入BIM技術的課程體系，使學生較好地掌握了BIM技術的應用，學生的綜合素養也有了較大提升。

3.3 結合BIM技術完成本科畢業設計綜合訓練

我院土木工程專業學生的畢業設計選題方向包括兩大類：一是設計類；二是施工建造類。在現有基礎上，新增BIM畢業設計方向，在畢業設計中融入BIM技術，大大提高了學生BIM應用的實操能力。例如，在設計類方向選題中，增加BIM建模，進行建筑性能模擬分析，虛擬仿真漫游，優化設計，BIM技術輔助施工圖圖紙創建；在施工建造類方向選題中，充分利用BIM技術，完成整個施工過程的建造模擬，施工進度計劃安排及場地布置；同時，利用廣聯達等BIM軟件完成工程量統計及造價分析。通過畢業設計這個實踐環節，加深了學生對工程項目設計、施工及管理各階段的理論知識的整體理解，培養了學生的工程全局觀意識，提升了學生BIM軟件的實操能力及工程項目實踐能力，使學生的綜合能力顯著提高。

3.4 校企共建BIM項目的開發

首先，通過與BIM培訓機構合作，學校提供教學條件，培訓機構提供技術支持，可以有效解決學院培養BIM技術人才所面臨的困難，形成一支具有較強BIM技術水平的師資隊伍；同時，為培訓機構減少教學場所與硬件的投入，實現合作共贏。與企業進行校企合作，資源共享，將具有工程經驗豐富的工程技術人員與學校的優秀教師及學生資源結合起來，使學生在校期間能參與到企業相關BIM項目工作中，提高學生學習興趣和工程素養，為企業輸送急需的合格專業人才，解決企業技術力量不足等問題。

4 結語

隨著BIM技術在土木工程行業中的廣泛應用，其重要性日益突顯，這就要求高校要制定相應的培養計劃，培養相應的技術人才滿足行業發展的需求。土木工程專業應用型本科高校應該牢牢抓住這一變化，積極應對行業需求變化，對人才培養方案進行調整，形成完整的BIM技術人才培養課程體系，同時，加強校企合作，提升應用型本科土木工程專業建設，向社會更好地輸送BIM技術人才，緊跟時代發展，滿足行業需要。