曾文海　黃泰儒　盧美君　熊　晨

(江西師范大學(xué) 城建學(xué)院，江西 南昌 330022)

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基于BIM技術(shù)的高校實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)研究

曾文海黃泰儒盧美君熊晨

(江西師范大學(xué) 城建學(xué)院，江西 南昌 330022)

摘要：BIM技術(shù)不僅僅在工程領(lǐng)域具有極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，在對(duì)高校的人才培養(yǎng)方面亦有廣泛的應(yīng)用空間。根據(jù)BIM技術(shù)在高校應(yīng)用情況，改革現(xiàn)有的教學(xué)模式、教學(xué)方法，將BIM技術(shù)引入到實(shí)踐性教學(xué)當(dāng)中，提高高校教學(xué)水平與教學(xué)質(zhì)量問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：BIM；高校；實(shí)踐教學(xué)；拓展

近幾年，高校實(shí)踐教育越來(lái)越為人們所重視。2012年，教育部、中宣部、財(cái)政部等七部門在《教育部等部門關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高校實(shí)踐育人工作的若干意見(jiàn)》中提及“充分認(rèn)識(shí)高校實(shí)踐育人工作的重要性”，并指出“實(shí)踐教學(xué)方法改革是推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)改革和人才培養(yǎng)模式改革的關(guān)鍵”?！敖ㄖ畔⒛Ｐ汀?Building Information Modeling，以下簡(jiǎn)稱BIM)是一種工程技術(shù)、管理的數(shù)據(jù)化工具，對(duì)高校實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)產(chǎn)生變革性影響，是近期人們對(duì)教學(xué)課程體系改革的重要手段之一。通過(guò)把BIM結(jié)合到學(xué)生的教育中，可以改變他們對(duì)建筑、設(shè)計(jì)及其相關(guān)因素的理解，可以提高實(shí)踐教學(xué)水平與教學(xué)效果。可以說(shuō)，工程領(lǐng)域BIM技術(shù)的應(yīng)用與推廣為高校信息化教學(xué)的應(yīng)用創(chuàng)造了一個(gè)嶄新的平臺(tái)。

1BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀

BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域最早出現(xiàn)、發(fā)展于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，本世紀(jì)初逐步走向成熟。在為市場(chǎng)、社會(huì)接受的同時(shí)，國(guó)外高校亦加大BIM在高?？蒲小⒔虒W(xué)工作中的應(yīng)用。BIM在美國(guó)建筑業(yè)中的應(yīng)用率也從2007年的28%達(dá)到了2012年的71%(McGraw-HillConstruction，2012)[1]。解決BIM人才缺乏問(wèn)題的根本在于高校的BIM教學(xué)改革。例如：美國(guó)克羅拉多州大學(xué)施工管理系，在一年級(jí)就以BIM建模教學(xué)替代CAD課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生建模能力的同時(shí)，為后期結(jié)構(gòu)、造價(jià)等課程BIM教學(xué)應(yīng)用創(chuàng)造一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。但是，Becerik-Gerber等人(2011)的研究標(biāo)明，即使在美國(guó)，36%的工程管理本科教學(xué)計(jì)劃中沒(méi)有包括BIM的課程，還有五分之一的院系沒(méi)有進(jìn)行BIM教學(xué)改革計(jì)劃[2]。在我國(guó)，2005年，華南理工大學(xué)建筑學(xué)院與歐特克聯(lián)合創(chuàng)辦了建筑物生命周期管理 (BLM)—BIM實(shí)驗(yàn)室，并于當(dāng)年將BIM作為該實(shí)驗(yàn)室的主要研究課題方向。隨后，華南理工大學(xué)、清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)共同編纂了國(guó)內(nèi)第一本介紹建筑物生命周期管理及BIM理論與實(shí)踐的中文課本《BLM理論與實(shí)踐叢書》。除此之外，華南理工大學(xué)的教師還編寫了《Revit Building建筑設(shè)計(jì)教程》《數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)概論》等BIM相關(guān)教材，并得到國(guó)內(nèi)眾多院校的采用?；贐IM在國(guó)外和國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)，很有必要進(jìn)行人才培養(yǎng)方式的改革，以提高工程管理專業(yè)人才的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)工程管理專業(yè)畢業(yè)生的競(jìng)爭(zhēng)力[3]。國(guó)內(nèi)近幾年中，以造價(jià)管理領(lǐng)域?yàn)槭椎男畔⒒能浖鸩阶呦虺墒欤詮V聯(lián)達(dá)、清華斯威爾、神機(jī)妙算、魯班等為代表的系列工程造價(jià)管理軟件的開(kāi)發(fā)、市場(chǎng)成熟度的逐步提高，為國(guó)內(nèi)工程信息化模型的建立創(chuàng)造了前期的平臺(tái)基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)各家軟件開(kāi)發(fā)公司積極開(kāi)展與高校的合作，建立信息化數(shù)字實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)一步促進(jìn)了BIM軟件在高校實(shí)踐教學(xué)中的研究、應(yīng)用。

2BIM在高校應(yīng)用效果調(diào)查

筆者于 2014年年末，對(duì)江西省南昌市南昌大學(xué)、江西師范大學(xué)等4所高校建筑工程類專業(yè)學(xué)生對(duì)于BIM的了解情況進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如圖：

調(diào)查顯示：(1)BIM相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)在課程體系中一般處在高年級(jí)專業(yè)課程中，導(dǎo)致大一、大二學(xué)生對(duì)建筑信息化模型的認(rèn)知度較低。(2)隨著專業(yè)多門課程的開(kāi)展，學(xué)生對(duì)建筑信息化模型的認(rèn)知度與興趣得到很大的提高。(3)大四學(xué)生對(duì)建筑信息化模型的實(shí)踐學(xué)習(xí)興趣很高，同時(shí)存在對(duì)此方面知識(shí)學(xué)習(xí)較高的渴求度。在對(duì)大四學(xué)生的調(diào)研中，對(duì)BIM教學(xué)的滿意度最低，結(jié)果為9.91%，遠(yuǎn)低于31.61%的受訪者平均值?？梢?jiàn)，BIM實(shí)踐教學(xué)工作尚不能滿足教學(xué)目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)。許多著名大學(xué)反思多年來(lái)的高等教育狀況，并結(jié)合新的形勢(shì)，開(kāi)始全面系統(tǒng)地改革本科教育[4—7]。

3BIM技術(shù)在高校教學(xué)中應(yīng)用的對(duì)策

3.1建設(shè)以BIM信息模型為中心樞紐的完備的教學(xué)體系

為了將BIM技術(shù)有效地應(yīng)用于工程管理專業(yè)的課程體系中，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)懂技術(shù)、懂管理的信息化人才的教育目標(biāo)，在CDIO(Conceive構(gòu)思、Design設(shè)計(jì)、Implement實(shí)現(xiàn)、Operate運(yùn)作)理念下，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)[8—10]。利用BIM模型信息的集成化特征，將課程之間、理論與實(shí)踐之間、校內(nèi)教學(xué)與校外教學(xué)之間相互打通，依托BIM技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，構(gòu)建理論來(lái)源于實(shí)踐為主導(dǎo)思想的有機(jī)性理論課程體系、高效實(shí)踐性課程體系、多渠道社會(huì)性教學(xué)體系的“三元化特色教育體系”。如圖1所示：

3.2獨(dú)立的BIM實(shí)驗(yàn)先導(dǎo)課程設(shè)置

改變先理論再實(shí)踐的教學(xué)理念，開(kāi)設(shè)先于理論課程的實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)現(xiàn)理論來(lái)源于實(shí)踐的主導(dǎo)思想。“建筑信息化模型”本身覆蓋專業(yè)中多門課程內(nèi)容，但模型本身的建模工作相對(duì)未來(lái)應(yīng)用較為簡(jiǎn)單。同時(shí)建筑信息化模型自身具有的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性的五大特點(diǎn)，便于初學(xué)者認(rèn)識(shí)與理解，可以極大地提高教學(xué)效率和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。以往在各門專業(yè)課程中穿插BIM建模工作，教師、學(xué)生不僅僅要經(jīng)歷一個(gè)特定工程項(xiàng)目的諸多特征認(rèn)識(shí)、熟悉過(guò)程，甚至可能需要運(yùn)用不同軟件去完成繁瑣的建模工作，造成專業(yè)教學(xué)課時(shí)緊張，而且使得可能類似的建模工作在不同的專業(yè)課程中重復(fù)教學(xué)，極大地浪費(fèi)了有限的教學(xué)資源。在現(xiàn)階段，雖然獨(dú)立的BIM實(shí)驗(yàn)先導(dǎo)課程暫時(shí)不能完全取代CAD課程(由現(xiàn)實(shí)的社會(huì)工作所決定)，但應(yīng)以CAD課程為基礎(chǔ)，獨(dú)立開(kāi)設(shè)BIM建模實(shí)驗(yàn)課程，目的在于服務(wù)未來(lái)專業(yè)課程開(kāi)設(shè)學(xué)習(xí)。筆者以廣聯(lián)達(dá)土建和安裝建模軟件為例。該軟件不僅可以快速?gòu)娜S設(shè)計(jì)軟件Revit、ArchiCAD、MegiCAD、Tekla和二維設(shè)計(jì)軟件PKPM、天正、浩辰軟件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)建立三維模型，還能快速建立自己的三維模型。軟件的兼容性可以有效地節(jié)約不同課程、在不同軟件運(yùn)用下的建模時(shí)間，提高教學(xué)效率，降低辦學(xué)成本，這首先應(yīng)以獨(dú)立的專業(yè)基礎(chǔ)BIM課程設(shè)置為前提。例如：美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校(Russell等，2014)在建筑工程類專業(yè)的課程設(shè)置中，在大一、大二低年級(jí)基礎(chǔ)類課程中即設(shè)置BIM課程[2]。

3.3建立“有機(jī)”的面對(duì)實(shí)踐應(yīng)用的理論課程教學(xué)體系

實(shí)踐教學(xué)的具體實(shí)踐性體現(xiàn)在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)定[11]。理論課程學(xué)習(xí)的根本目的在于解決實(shí)踐應(yīng)用問(wèn)題。通過(guò)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程建立的“工程信息化模型”，達(dá)到本專業(yè)課程體系的“縱向”整合，將多門相關(guān)、相似、甚至關(guān)聯(lián)甚遠(yuǎn)的課程有機(jī)聯(lián)系在一起，強(qiáng)化教學(xué)工作中課程體系的完整度與一體化程度。例如：工程圖學(xué)、建筑工程概論、建筑結(jié)構(gòu)、建筑力學(xué)、工程估價(jià)、項(xiàng)目管理學(xué)等多門課程在同一個(gè)工程項(xiàng)目的信息化模型下展開(kāi)實(shí)踐教學(xué)工作，甚至使高等數(shù)學(xué)、項(xiàng)目管理學(xué)等基礎(chǔ)課程亦能在該模型下有所應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)生對(duì)專業(yè)課程甚至基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的應(yīng)用性。筆者認(rèn)為，現(xiàn)階段BIM有效利用的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是：應(yīng)設(shè)置服務(wù)于不同專業(yè)課程的統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例，建立具有各個(gè)專業(yè)課程共性平臺(tái)的建筑信息化模型。這樣既節(jié)約教學(xué)資源，亦能促進(jìn)專業(yè)課程體系建設(shè)的“有機(jī)性”。 面對(duì)較為復(fù)雜的課程體系和技術(shù)、管理類跨度較大的專業(yè)課程教學(xué)工作，要做到化繁為簡(jiǎn)一項(xiàng)目(一模型)貫穿：將覆蓋項(xiàng)目全壽命周期的過(guò)程化的信息數(shù)據(jù)匯聚在一個(gè)模型中，在不同的課程中多角度利用，在簡(jiǎn)化教學(xué)工作、提高教學(xué)效果、實(shí)施教師教學(xué)手段的多樣性的同時(shí)，亦有利于學(xué)生學(xué)習(xí)上的主動(dòng)性、自覺(jué)性，利于后期學(xué)生培養(yǎng)機(jī)制的建立。以一個(gè)辦公大樓為案例，貫穿所有課程，實(shí)現(xiàn)一次建模多次使用，反復(fù)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)案例練習(xí)。

3.4注重實(shí)踐性教學(xué)體系的應(yīng)用“程度”

實(shí)踐教學(xué)既與理論教學(xué)有著十分緊密的聯(lián)系，又相對(duì)獨(dú)立，與理論教學(xué)有著根本區(qū)別[12]。最近幾年，BIM在工程領(lǐng)域中，最大的難點(diǎn)在于如何有效利用。同樣這個(gè)問(wèn)題，BIM在教學(xué)領(lǐng)域中，僅僅讓學(xué)生看看三維、查查“碰撞”是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。完整的建筑信息化模型應(yīng)用注重的是信息的處理和應(yīng)用分析，應(yīng)結(jié)合專業(yè)特征、課程特點(diǎn)處理信息化模型下的數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行有效的整合，使輸出的信息能具有實(shí)踐性價(jià)值。對(duì)于已經(jīng)完成專業(yè)課程體系學(xué)習(xí)的畢業(yè)生而言，意義重大。筆者認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)結(jié)合高校實(shí)踐性教學(xué)工作中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，各門課程教學(xué)中突出存在的問(wèn)題，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)踐性教學(xué)中進(jìn)行教學(xué)講義、課件有效編排的基礎(chǔ)上，形成一套與信息化模型相適應(yīng)的教學(xué)課件，除此之外，還應(yīng)注重綜合性的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作。在考察學(xué)生實(shí)踐性教學(xué)成果框架下，注重對(duì)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用的綜合能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化提高學(xué)生在實(shí)踐學(xué)習(xí)中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

3.5注重網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下的社會(huì)性教學(xué)的開(kāi)展

現(xiàn)代的實(shí)踐性教學(xué)工作離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)。創(chuàng)新實(shí)踐基地的建設(shè)需要給學(xué)生提供實(shí)踐平臺(tái)。創(chuàng)新實(shí)踐基地的建設(shè)需進(jìn)一步根據(jù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的規(guī)律和大學(xué)生特點(diǎn)完善管理機(jī)制，探索多種形式的運(yùn)行模式及活動(dòng)內(nèi)容[13]。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)完全不等同于傳統(tǒng)教學(xué)方式，有其自身特長(zhǎng)。筆者對(duì)廣聯(lián)達(dá)軟件在江西地區(qū)27所高校購(gòu)買后的使用情況進(jìn)行調(diào)研(截至2014年底)，其中無(wú)一所高校能實(shí)現(xiàn)該軟件的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。實(shí)踐性內(nèi)容的教學(xué)，往往在課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)難以完全完成教學(xué)任務(wù)，其原因主要是BIM課程教學(xué)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少。(2)需要讓學(xué)生經(jīng)歷學(xué)習(xí)中自我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、總結(jié)問(wèn)題的過(guò)程，反復(fù)性強(qiáng)、耗時(shí)大。這就需要學(xué)生在課堂之外多動(dòng)手、勤練習(xí)。筆者認(rèn)為當(dāng)前的BIM教學(xué)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用應(yīng)注重以下幾個(gè)方面：首先，注重學(xué)校教學(xué)與社會(huì)教學(xué)并重。當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)上各類教學(xué)資源十分豐富。各類網(wǎng)絡(luò)學(xué)校的技能教育課程、專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)商在網(wǎng)絡(luò)上組織的軟件應(yīng)用教學(xué)與高校實(shí)踐教學(xué)間存在極好的互補(bǔ)性，利于高校的人才培養(yǎng)。其次，注重學(xué)校學(xué)生梯隊(duì)的建設(shè)、培養(yǎng)。網(wǎng)絡(luò)可以拉近人與人的距離，使不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐中以網(wǎng)絡(luò)為媒介，互為“拉手”。畢業(yè)的學(xué)生指導(dǎo)高年級(jí)學(xué)生、高年級(jí)學(xué)生指導(dǎo)低年級(jí)學(xué)生，營(yíng)造“傳、幫、帶”專業(yè)學(xué)習(xí)氛圍，提高教學(xué)效果。再次，利用網(wǎng)絡(luò)手段，注重跟蹤性教學(xué)。通過(guò)“一網(wǎng)三平臺(tái)”(即一張數(shù)字化校園網(wǎng)、專業(yè)教學(xué)資源管理平臺(tái)、數(shù)字化職業(yè)平臺(tái)、社會(huì)培訓(xùn)教學(xué)資源管理平臺(tái))，整體構(gòu)建立體數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)可以提供學(xué)生的課后實(shí)踐工作的平臺(tái)，便于指導(dǎo)教師遠(yuǎn)程指導(dǎo)的同時(shí)，亦能動(dòng)態(tài)掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，利于實(shí)踐教學(xué)的有效開(kāi)展。當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用極為廣泛，已經(jīng)拓展了高校實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域，為高校工作所服務(wù)，亦成為BIM課程的實(shí)踐教學(xué)開(kāi)展的重要落腳點(diǎn)。

4結(jié)語(yǔ)

在整個(gè)社會(huì)BIM人才需求結(jié)構(gòu)(BIM標(biāo)準(zhǔn)制定人才、BIM工具開(kāi)發(fā)人才、BIM專業(yè)應(yīng)用人才、BIM技術(shù)的教學(xué)人才)中，BIM專業(yè)應(yīng)用人才數(shù)量最大，覆蓋面最廣，而BIM技術(shù)的教學(xué)人才是BIM專業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)與形成的基礎(chǔ)，是BIM專業(yè)應(yīng)用人才滿足社會(huì)需求的根本保障。因此，當(dāng)前擺在高等院校面前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)的課題是：面對(duì)BIM技術(shù)熱潮的興起，如何加大實(shí)驗(yàn)室資金投入，應(yīng)用新型教學(xué)方式，提高BIM的實(shí)踐教學(xué)水平，培養(yǎng)建筑行業(yè)需要的BIM專業(yè)應(yīng)用人才。

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責(zé)任編輯：富春凱

中圖分類號(hào)：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-6341(2016)01-0076-03

作者簡(jiǎn)介：第一曾文海(1975—)，男，江西永新人，講師。研究方向：工程項(xiàng)目管理。

收稿日期：2015-12-02

doi:10.3969/j.issn.1674-6341.2016.01.033