新工科背景下土木工程專業(yè)BIM技術(shù)課程群建設(shè)

摘" 要：BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計、建造、運(yùn)維管理等多方面引發(fā)的深刻變革，讓其在建筑產(chǎn)業(yè)中的推廣應(yīng)用已成為時代必然選擇，而BIM技術(shù)人才需求量也呈井噴式增長。該文從課程群的建設(shè)背景意義、建設(shè)目標(biāo)、課程體系、校企聯(lián)合師資隊伍、產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)、BIM教學(xué)軟硬件體系及教學(xué)方法手段改革等方面，系統(tǒng)提出BIM技術(shù)課程群建設(shè)舉措，構(gòu)建包含BIM技術(shù)概論、BIM建模應(yīng)用技術(shù)、BIM應(yīng)用與項目管理、BIM技術(shù)應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)在內(nèi)的“設(shè)計建模-管理應(yīng)用-實(shí)踐實(shí)訓(xùn)”的漸進(jìn)式課程群體系，顯著提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和學(xué)生就業(yè)競爭力，育人成效顯著。

關(guān)鍵詞：新工科;建筑信息化;課程群;BIM技術(shù);土木工程專業(yè)

中圖分類號：G642" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）04-0101-04

Abstract： BIM technology is now driving profound change in building engineering design， construction， operation and maintenance management， etc. The popularization and application of BIM technology in construction industry becomes the inevitable choice of Times. Also BIM technology talent growth spurt. Construction measures of course group of BIM technology are presented systematically， which includes construction background and significance， construction objectives， curriculum system setting， school-enterprise joint teachers team building， industry-university-research cooperation enterprises selection and reform of teaching methods， etc. Designing and modeling-management application-practice training progressive curriculum group system is established， which includes introduction of BIM technology， BIM modeling application technology， BIM application and project management， comprehensive training of BIM technology application. All the research above can promote the talent training quality and students'employment competitiveness， also achieve remarkable educational effect.

Keywords： new engineering; building informatization; course group; BIM technology; civil engineering major

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)利用數(shù)字化手段（即各種專業(yè)BIM建模軟件），建立集成土木工程項目各項信息數(shù)據(jù)的建筑數(shù)據(jù)化、信息化模型，即建筑信息模型，并在工程項目全生命周期（策劃、運(yùn)行和維護(hù)）中進(jìn)行共享和傳遞，為工程各建設(shè)主體（設(shè)計、施工、運(yùn)營等）提供工作協(xié)同，從而幫助工程師正確、高效地理解處理各種建筑信息，實(shí)現(xiàn)提高工效、降低成本和減小工期等目標(biāo)。隨著國家大力推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化戰(zhàn)略舉措的深入推進(jìn)，作為國民經(jīng)濟(jì)信息化基礎(chǔ)之一的建筑業(yè)信息化必將獲得巨大發(fā)展，而建筑業(yè)信息化的重要內(nèi)容之一即BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用，將極大促進(jìn)建筑領(lǐng)域技術(shù)和管理水平的提高，轉(zhuǎn)變建筑業(yè)發(fā)展方式，推動建筑業(yè)跨越式發(fā)展。

近年來，建筑信息模型（BIM）技術(shù)受到黨中央、國務(wù)院及各級政府的高度重視。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部陸續(xù)發(fā)布了《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》[1]、《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》[2]，指導(dǎo)推動建筑企業(yè)信息化建設(shè)，不斷提高信息技術(shù)應(yīng)用水平。

2020年7月3日，《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》[3]，提出：加快推動新一代信息技術(shù)與建筑工業(yè)化技術(shù)協(xié)同發(fā)展，在建造全過程加大建筑信息模型（BIM）、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動通信、人工智能和區(qū)塊鏈等新技術(shù)的集成與創(chuàng)新應(yīng)用。2020年8月28日，《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》[4]。意見提出：大力推廣建筑信息模型（BIM）技術(shù)。加快推進(jìn)BIM技術(shù)在新型建筑工業(yè)化全壽命期的一體化集成應(yīng)用。

可以預(yù)見，BIM技術(shù)由于具有促進(jìn)可視化設(shè)計管理及多專業(yè)協(xié)同設(shè)計，有利于推動數(shù)字建造、智能建造與精細(xì)化施工，適應(yīng)建筑業(yè)工業(yè)化、信息化、智能化和綠色化發(fā)展等諸多優(yōu)勢，已經(jīng)成為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效的重要技術(shù)依托，發(fā)展前景廣闊，BIM技術(shù)人才需求也必將呈現(xiàn)前所未有的爆發(fā)式增長[5-6]。

然而，隨著BIM技術(shù)及其應(yīng)用的不斷發(fā)展擴(kuò)大，BIM技術(shù)人才的短缺已成為制約其應(yīng)用發(fā)展的瓶頸之一。而高校由于自身科學(xué)研究優(yōu)勢與積累往往側(cè)重于傳統(tǒng)土木工程技術(shù)領(lǐng)域，缺乏BIM技術(shù)人才培養(yǎng)所需的專業(yè)師資、教材教具、工程案例、匹配的教學(xué)方法手段和軟硬件平臺等資源，導(dǎo)致當(dāng)前眾多高校BIM技術(shù)人才培養(yǎng)多呈現(xiàn)課程單一、未成體系等特點(diǎn)，無法滿足實(shí)際BIM技術(shù)人才知識體系培養(yǎng)要求[5-6]。因此，開展新工科背景下的BIM技術(shù)課程群建設(shè)研究與實(shí)踐意義顯著。

一" 課程群建設(shè)目標(biāo)

課程群教學(xué)對象為土木工程本科專業(yè)學(xué)生，根據(jù)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及課程群所支撐的畢業(yè)能力要求內(nèi)容“能適應(yīng)區(qū)域建筑業(yè)工業(yè)化、信息化及維護(hù)更新等發(fā)展需求”，同時結(jié)合住房城鄉(xiāng)建設(shè)部近10年發(fā)布的全國建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要內(nèi)容，將建筑信息化的重要舉措——建筑信息模型（BIM）技術(shù)作為東莞理工學(xué)院（以下簡稱“我校”）土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。基于此確定了課程群建設(shè)總體目標(biāo)為通過課程群系統(tǒng)的理論課程與實(shí)踐課程教學(xué)，使學(xué)生系統(tǒng)了解BIM技術(shù)研究和應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，掌握BIM土建建模的方法與流程，以及BIM技術(shù)在項目設(shè)計、施工和運(yùn)維中的管理應(yīng)用，具體如下。

（一）" 知識與能力目標(biāo)

幫助學(xué)生了解BIM技術(shù)的研究與應(yīng)用的基本知識，明晰建筑業(yè)信息化的發(fā)展前景和重要性;掌握BIM基礎(chǔ)建模軟件的基本操作，具備應(yīng)用Revit軟件進(jìn)行BIM土建建模的基本能力，掌握BIM在項目設(shè)計階段的應(yīng)用及優(yōu)化設(shè)計要點(diǎn);掌握BIM在設(shè)計階段、施工階段和運(yùn)維管理階段的應(yīng)用及BIM在項目管理中的協(xié)同，熟悉項目管理相關(guān)軟件及基礎(chǔ)操作。

（二）" 素質(zhì)目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神、工程倫理意識、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范意識，自學(xué)意識與自學(xué)能力;理解土木工程師應(yīng)具備的職業(yè)道德與責(zé)任使命感。

二" 課程群體系建設(shè)——構(gòu)建“設(shè)計建模—管理應(yīng)用—實(shí)踐實(shí)訓(xùn)”的循序漸進(jìn)課程群體系

按照上述課程群目標(biāo)要求，BIM技術(shù)課程群課程體系如圖1所示。

（一）" BIM技術(shù)概論

知識與能力目標(biāo)：了解BIM的基本概念和相關(guān)技術(shù)知識;掌握BIM在建筑行業(yè)的應(yīng)用價值和應(yīng)用流程;了解建筑工程領(lǐng)域主流的BIM軟件和工具;掌握BIM在工程應(yīng)用的設(shè)計流程;初步認(rèn)識主流BIM軟件的使用方法。

課程內(nèi)容：BIM技術(shù)概述、BIM技術(shù)特點(diǎn)、BIM軟件介紹、BIM項目應(yīng)用介紹和BIM市場發(fā)展等。

課程考核：綜合成績=3次課程思政作業(yè)×10%+2次理論作業(yè)×30%+期末考核論文×60%;主要考核學(xué)生對于BIM技術(shù)體系的構(gòu)成及工程應(yīng)用，常見軟件的類別、功能及應(yīng)用等內(nèi)容的認(rèn)識和了解。

（二） BIM建模應(yīng)用技術(shù)

知識與能力目標(biāo)：了解BIM技術(shù)在建筑設(shè)計領(lǐng)域的優(yōu)勢;能運(yùn)用Revit基礎(chǔ)建模軟件創(chuàng)建地形、標(biāo)高、軸網(wǎng)、墻、柱、梁、樓板、門窗、屋頂、洞口、幕墻和樓梯等構(gòu)件的建筑實(shí)體模型;掌握Revit房間、面積和門窗等明細(xì)表的提取;了解Revit族的建立。

課程內(nèi)容：Revit軟件的安裝、操作界面、建模流程;圖元基本操作;項目信息設(shè)置、構(gòu)件類型屬性、結(jié)構(gòu)類型參數(shù)設(shè)置;標(biāo)高與軸網(wǎng)的繪制、標(biāo)高的參數(shù)設(shè)置及工具應(yīng)用;建筑條形基礎(chǔ)/獨(dú)立基礎(chǔ)的建模、杯型獨(dú)立基礎(chǔ)/樁-承臺基礎(chǔ)/擴(kuò)大臺階基礎(chǔ)族的創(chuàng)建;結(jié)構(gòu)柱的建模、異形結(jié)構(gòu)柱族的創(chuàng)建;墻體、樓板的基礎(chǔ)操作方法、復(fù)雜墻體的制作與原理;Revit窗/幕墻的建模、萬能窗族的創(chuàng)建樓梯、屋頂?shù)幕A(chǔ)操作方法、樓梯參數(shù)及Revit樓梯工具的應(yīng)用;坡屋頂與老虎窗建模、常見的三種老虎窗的創(chuàng)建;正交/透視三維視圖創(chuàng)建、視圖范圍控制;房間面積、布圖與打印的基礎(chǔ)操作、面積標(biāo)記參數(shù)設(shè)置;材質(zhì)標(biāo)記、房間標(biāo)記、尺寸標(biāo)記、材質(zhì)標(biāo)記參數(shù)設(shè)置;構(gòu)件明細(xì)表制作、明細(xì)表的參數(shù)設(shè)置;Revit輔助建筑設(shè)計內(nèi)容。

課程考核：綜合成績=3次課程思政作業(yè)×10%+3次上機(jī)實(shí)操作業(yè)×40%+期末課程設(shè)計×50%;主要考核學(xué)生應(yīng)用Revit軟件建立房屋土建BIM模型的能力。

（三） BIM應(yīng)用與項目管理

知識與能力目標(biāo)：了解項目管理的基礎(chǔ)知識;熟悉BIM理論知識及BIM在建筑業(yè)的應(yīng)用前景、應(yīng)用價值和應(yīng)用流程;熟悉BIM在項目管理中的應(yīng)用與策劃;掌握BIM在設(shè)計階段、施工階段和運(yùn)維管理階段的應(yīng)用及BIM在項目管理中的協(xié)同;熟悉項目管理相關(guān)軟件Revit、Navisworks與廣聯(lián)達(dá)BIM5D及基礎(chǔ)操作;掌握Revit明細(xì)表提取、三維場地及漫游動畫制作等;熟悉Navisworks漫游、動畫、碰撞檢查及4D施工模擬，熟悉廣聯(lián)達(dá)BIM5D施工進(jìn)度模擬、施工工序及方案模擬基礎(chǔ)知識及相關(guān)軟件操作。

課程內(nèi)容：項目管理的基礎(chǔ)知識、BIM在項目管理中的應(yīng)用與策劃、BIM技術(shù)在設(shè)計階段的應(yīng)用、BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用、BIM技術(shù)在運(yùn)維管理中的應(yīng)用與協(xié)同。

課程考核：綜合成績=3次課程思政作業(yè)×10%+2次理論作業(yè)×10%+3次上機(jī)實(shí)操×30%+期末課程設(shè)計×50%;平時作業(yè)主要考察BIM應(yīng)用與管理的相關(guān)理論知識內(nèi)容;上機(jī)實(shí)操主要考察基于給定工程背景進(jìn)行BIM建模實(shí)操應(yīng)用，例如完成某多層框架結(jié)構(gòu)建筑的Revit三維場地建模、三維視圖設(shè)計和漫游制作;期末課程設(shè)計則需要學(xué)生綜合應(yīng)用BIM應(yīng)用與項目管理理論知識與建模實(shí)操技能，針對給定工程進(jìn)行Revit建模、明細(xì)表提取、三維場地及漫游動畫制作、碰撞檢查及4D施工模擬等。

（四） BIM技術(shù)應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)

知識與能力目標(biāo)：掌握BIM軟件在建筑規(guī)劃、設(shè)計、建造和管理中的應(yīng)用。以實(shí)際工程項目為依托，掌握BIM建模、BIM碰撞檢查、BIM施工模擬、BIM渲染漫游、BIM算量、BIM協(xié)同管理和智慧工地等領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用;通過BIM綜合實(shí)訓(xùn)深層次理解建筑信息技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生將BIM建筑信息技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程項目的能力。

課程內(nèi)容：根據(jù)給定的工程背景及條件，學(xué)生分組完成一棟房屋建筑的BIM建模（土建模型必做，機(jī)電模型選做）、BIM碰撞檢查、施工模擬、BIM渲染漫游、BIM算量、BIM協(xié)同管理、智慧工地等BIM應(yīng)用實(shí)踐。

課程考核：實(shí)訓(xùn)綜合成績=課程實(shí)訓(xùn)成果×50%+校企導(dǎo)師聯(lián)合答辯×40%+平時過程表現(xiàn)×10%，綜合考察學(xué)生的BIM理論知識及軟件操作、工程結(jié)構(gòu)及預(yù)算理論知識、工程施工及管理知識、工程識圖繪圖、團(tuán)隊協(xié)作與溝通交流等能力素質(zhì)。

三 課程思政建設(shè)

在“大思政”的格局下，如何將傳授BIM技術(shù)專業(yè)知識/技能與學(xué)生作為公民的價值引領(lǐng)，以及作為工程師的職業(yè)道德和工程倫理相結(jié)合;如何將思政育人元素融入日常課堂教學(xué)中，是本課程群課程思政建設(shè)的重難點(diǎn)內(nèi)容。為此，團(tuán)隊對課程思政的核心思想進(jìn)行深入研究，將教學(xué)目標(biāo)、思政目標(biāo)與教學(xué)方法互相耦合，構(gòu)建BIM技術(shù)課程群內(nèi)容與思政教育內(nèi)涵有機(jī)融合的新模式。團(tuán)隊依據(jù)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》[7]要求，圍繞家國情懷、科技報國、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、四個自信等課程思政元素，結(jié)合各課程知識內(nèi)容特點(diǎn)，分別設(shè)計了3個思政育人的典型教學(xué)案例（思政映射與融入點(diǎn)），在傳授專業(yè)知識的同時，隱性植入思政元素（表1）。基于此，培養(yǎng)學(xué)生基本的工程素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度;增強(qiáng)學(xué)生的工程意識、標(biāo)準(zhǔn)化意識和貫徹執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)的意識;培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng);理解工程師應(yīng)具備職業(yè)及倫理規(guī)范。

四" 校企共建師資團(tuán)隊

（一）" 構(gòu)建“學(xué)校為主、企業(yè)為輔”校企聯(lián)合課程團(tuán)隊

考慮我校BIM技術(shù)師資力量較為匱乏，現(xiàn)有教師BIM技術(shù)知識技能較弱，課程群建設(shè)初期與產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)組建聯(lián)合課程團(tuán)隊，由學(xué)校具有BIM技術(shù)相關(guān)研究或應(yīng)用背景的“雙師型”青年博士教師，與產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)BIM技術(shù)專家共同組成課程群教學(xué)團(tuán)隊，將企業(yè)專家豐富的實(shí)踐經(jīng)驗及工程案例背景，和校內(nèi)青年博士教師扎實(shí)的理論功底、積極的工作熱情與軟件學(xué)習(xí)能力相結(jié)合，確保課程群的師資力量水平。

（二）" 全方位賦能校內(nèi)師資能力提升

通過校企產(chǎn)學(xué)研課題合作、企業(yè)掛職交流、進(jìn)修學(xué)習(xí)和輔導(dǎo)培訓(xùn)等多種方式，提升校內(nèi)青年博士師資的BIM技術(shù)專業(yè)知識能力水平;通過教師賦能工作坊、各類課程教學(xué)技能競賽等提升校內(nèi)青年博士教師教學(xué)技能水平[8]。

五" 產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)

首先，產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)在BIM技術(shù)領(lǐng)域必須擁有強(qiáng)大的技術(shù)研究團(tuán)隊與人力資源優(yōu)勢，能夠為課程開設(shè)提供充足的技術(shù)與專家力量支撐;其次，合作企業(yè)市場運(yùn)營良好，業(yè)務(wù)前景廣闊，擁有眾多的BIM實(shí)訓(xùn)實(shí)踐項目平臺和工程案例;最后，合作企業(yè)具有良好的企業(yè)文化和市場信譽(yù)，富有社會擔(dān)當(dāng)和奉獻(xiàn)精神，熱心高等教育事業(yè)[9]。基于上述原則，最終確定斯維爾、廣聯(lián)達(dá)等行業(yè)龍頭企業(yè)作為產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)。

六" BIM教學(xué)軟硬件體系構(gòu)建

良好的BIM教學(xué)軟硬件體系是開展BIM教學(xué)的必要條件，硬件條件主要指能滿足上課人數(shù)需求的BIM機(jī)房，機(jī)房需配備足夠數(shù)量的高性能電腦及教學(xué)多媒體等硬件設(shè)施;軟件條件主要是各類BIM軟件，當(dāng)前BIM技術(shù)軟件類型多樣，功能及技術(shù)特點(diǎn)不盡相同，要采購最新版主流BIM軟件，例如Revit、Navisworks、魯班、廣聯(lián)達(dá)等。我校分兩期建立了2間“BIM教學(xué)實(shí)訓(xùn)室”，每間均配置有高性能計算機(jī)35臺、專用服務(wù)器1臺、多媒體投影設(shè)備、音響設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及電源穩(wěn)壓設(shè)備等各1套，可供2個行政班級同時開展BIM課程教學(xué);采購各類BIM軟件20余種，涵蓋建筑、結(jié)構(gòu)及機(jī)電專業(yè)領(lǐng)域的BIM建模、算量、計價、場地布置與施工管理等主流BIM軟件。

七" 積極開展教學(xué)方法手段改革與創(chuàng)新

建立BIM技術(shù)案例庫，為理論教學(xué)構(gòu)建豐富的應(yīng)用案例載體，加深學(xué)生對相關(guān)理論知識的理解深度和學(xué)習(xí)興趣;建立BIM相關(guān)軟件基本件操作視頻庫，幫助學(xué)生更好更快地掌握BIM相關(guān)軟件操作;開展基于建筑全生命周期的項目化教學(xué)，通過某一工程案例貫穿整個教學(xué)過程，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)水平與實(shí)踐應(yīng)用能力;以工程實(shí)際應(yīng)用要求為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)立課程成果考核標(biāo)準(zhǔn);邀請企業(yè)BIM專家組建課程考核評價小組等。

八" 結(jié)束語

BIM技術(shù)作為一種新的建筑信息化技術(shù)，正推動著建筑工程設(shè)計、建造、運(yùn)維管理等多方面的深刻變革，BIM技術(shù)在建筑產(chǎn)業(yè)中的推廣應(yīng)用已成為時代必然選擇。因此，開設(shè)BIM技術(shù)課程群十分必要和迫切。通過課程群相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備了從事BIM技術(shù)相關(guān)的工程設(shè)計、建造、運(yùn)維管理等崗位的知識與技能，較好地迎合了建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來的行業(yè)人才需求，有助于培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成和畢業(yè)生的就業(yè)工作。新冠病毒感染疫情期間，我校土木工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率始終保持在90%及以上，育人效果良好。

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[9] 艾心熒，鄭愚，孫璨，等.土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2021（40）：105-108.

基金項目：廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項目“建筑信息化智慧仿真實(shí)驗教學(xué)示范中心”（無編號）、“BIM建筑信息技術(shù)科產(chǎn)教深度融合的路徑探索”（無編號）;東莞理工學(xué)院質(zhì)量工程項目“校企共建課程《裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工》”（201902059）、“土木工程虛擬仿真試驗教學(xué)示范中心”（202102001）;2021年東莞理工學(xué)院課程思政示范項目“示范專業(yè)（土木工程）”（20222503）

第一作者簡介：艾心熒（1986-），男，漢族，湖北枝江人，工學(xué)博士，副教授，系主任，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、隧道開挖與上部結(jié)構(gòu)相互作用、超高層建筑施工技術(shù)與管理。