刘欣，聂庆慧，赵庆华

（扬州大学 建筑科学与工程学院，江苏 扬州）

一 引言

为了应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展等一系列国家战略，国家推行新工科建设，致力于探索领跑。面临新形式、新机遇与新挑战，信息化引发了新产业与新工科的兴起，无论是综合性大学还是工科院校，新工科及新工科建设等问题已成为当前高等教育领域中的热议话题[1]。

建筑信息模型（BIM）作为建筑业最具发展前景的技术之一，是符合新工科教育要求的技术，已逐步被广泛地应用到实际工程中，产生了巨大的经济和社会效应，进而推动建筑业创新发展。因此，不难发现新工科的“新”的涵义在BIM课程上具有很好的体现。首先，BIM作为建筑领域的新工具，是信息化浪潮下多学科交融的产物，具有“新生”特征；其次，BIM的内涵与外延也得到了大大扩展，从传统BIM施工应用向前向后阶段进行延伸[2]。因此，将BIM纳入新工科建设体系是十分必要的。

与其同时，需要研究分析新工科建设下对BIM课程教学的学生知识、能力、素质能力等新要求，探索从传统的BIM发展向新时代以信息为中心的BIM教学升级转换的关键与方法是十分必要的。扬州大学工程管理专业依托学院土木工程优势学科基础上，夯实工程技术基础，为智慧建造情境下的人才培养与全过程工程管理能力提升提出了新要求，以新工科建设为背景，以满足信息化为中心的适应时代发展和产业需求，将BIM技术纳入教学体系改革中，培养复合型、应用型的工程管理人才。本文以BIM教学实践为基础，试图分析新工科建设下的BIM应用实际以达到BIM教学的理想状态。

二 传统培养模式下的BIM发展的局限

我国建筑业正从建造大国向建造强国进行转型升级，在这个发展历程中，如何从传统的粗放式、碎片化生产方式向现代精细化、集成化的技术密集型生产方式转变，亟需实现工程建设领域信息化与工业化的并行与融合，从而真正实现建筑工程建设的安全、高效、可持续发展。然而，传统培养模式下的BIM课程建设面临在以下四大问题。

（一）人才培养不合理

从专业本身发展情况来看，BIM信息化教学与基础课程教学之间存在矛盾；拓宽专业基础与培养业务专长之间的矛盾；知识传授与能力培养之间的矛盾；能力培养与素质全面提升之间的矛盾。具体表现在专业设置口径狭窄，教学内容陈旧，且在多门课程中存在重复，教学方式传统守旧，同时本科阶段中相关的信息化课程开设不足、理论与实践教学比例不合理、缺乏相关人才，更加深了BIM人才培养方面的问题。

（二）信息孤立，专业间缺乏系统合作

高校各学院各个专业在开设BIM课程时往往相互之间独立，信息之间缺乏共享，导致专业之间难以协同[3]，从而未能全面体现BIM本身价值。例如，一栋建筑物往往是由建筑、结构、设备、能源、管理等多个学科与系统构成的有机统一体，需要在各专业系统独立又合作地展开相应工作。但在学校实际教学过程中，学生在开展BIM实操演练时，很少针对完整项目本身展开多专业集成的学习与实际操作，即使是到了实习设计或者毕业设计阶段也仅是从本专业层面上完成选题与设计，对于各专业知识与技能之间的协调与配合的整体要求是不能满足的。

（三）创新氛围与创新意识缺乏

当前高校教学模式中以传授知识为主的传统教育模式为主，这对大学生的创新能力培育引导力度较低，使得高等院校的创新氛围略显不足；同时课堂教学中多以书本内容为主，对于知识更新速度较慢，特别是缺少有关BIM的相关学科交叉内容；在大学生科技创新教育长效机制方面较为缺乏，使得BIM创新教育活动较少，多是以分散、临时形式出现，缺乏高效优质的教学实践创新活动；多数高校BIM教学过程中都存在主要进行BIM建模方法讲解，对于BIM协同创新以及应用实践重视不够，主要是由于BIM教学定位不清晰，使得学生对于BIM定位理解出现偏差，仅认同BIM仅仅是一个绘图软件，导致不利于激发学生学习兴趣。另外，多数学生在创新能力方面表现不足，缺乏创新意识与欲望，对于知识和技能的积累较为不利，缺乏发现有价值信息的能力。

（四）理论与实践教学脱离，教学资源不共享

针对现有BIM相关人才培养需求来看，专业建设过程中对基础信息部分重复操作，一旦部分专业出现操作失误使得各专业协同合作受到影响。与此同时，相关专业在BIM课程引入过程中，教师往往选择的是本专业知识点案例，但这对于各专业协同的典型工程案例诸多特征以及过程来说，缺乏足够的理论学习与实践操作，同时在专业课程学习过程也可能发生部分内容重复学习的情况，导致资源浪费；教学方式方面则偏重于传统守旧的方式，缺乏开放式、情景式、研讨式、实践式等有利于大学生素质培养的教学方式。

三 面向新工科的BIM课程教学建设思路

新工科建设的三部曲开拓了工程教育改革的新路径，同时也激发了人才培养的潜力[4,5]。BIM课程改革以新工科体系为发展契机，按照新工科要求加强教学创新升级，强化学生能力培养，提出以信息为中心的BIM课程教学改革思路秉承“由专到综、纵横联合、虚实结合、协同创新”的模式。

（一）由专到综

立足于建筑行业发展需求，以信息化发展实际，克服单一学科专业知识局限带来的弊端，集合建筑、结构、能源、环保、设备、管理等多学科，融合新一代信息技术，着力提升学生的综合实践能力。

（二）纵横联合

当前的BIM课程建设中教学与实践之间相互独立，所产生的“信息孤岛式”的教学方式对于各专业知识在工程项目中的定位不明晰，这也造成了设计的返工与浪费。BIM教学内容设计时，应明确每个专业同学进入的时间节点和其上下游专业的联系，横向则根据专业特色与成果形式统一建模规则及要求，避免由于规则不统一所导致的模型误差；纵向则将相关课程有机联系在一起，强调课程体系的完整性和一体性，进而培养学生的综合知识能力。

图1 BIM课程教学理念优化图

（三）虚实结合

由真到仿，协同创新。学生在对真实项目翻模得到仿真模型基础上，对其进行系列测试，同时结合工程现场调研对模型进行综合优化，提升了学生理解合理设计的内涵，同时在优化过程中，不同专业学生针对BIM应用实际中相互辩论，激发创新思维。另外，除BIM技术外，随着虚拟现实技术的发展也越来越得到人们的重视，如Wang等[6]，王廷魁等[7]提出将BIM与AR结合应用到施工中，这些都为基于BIM与AR的结合应用奠定了基础。

（四）协同创新

BIM课程的创新人才培养既要与传统学科优势相结合，同时又要站在绿色建筑、智慧建造的角度做好课程设计。要切实以学生为中心，准确把握学生成长成才需求。依托人才培养方案，通过BIM课程的个性化设置、开展专题教学、实行双导师制等实现“以学生为中心”的教育模式改革。同时，针对BIM协同教学特点，增加学生自主学习时间，拓展系统性，为满足学生需求同时，提供可拓展知识的平台。同时，作为信息集成模型，BIM可实现信息的共享与协同作业，通过与大数据、云技术等新一代技术的融合，使得BIM人才需求逐渐成为用人单位择“才”导向。因此，高校在以信息为导向的BIM课程建设中培养兼具操作与应用能力的复合型人才，同时要适应创新需求，培养基础知识扎实、专业技能强的创新创业人才。

四 以信息为中心的BIM课程体系建设

为突破“新工科”建设和发展的瓶颈问题，本文针对当前BIM课程建设发展现状，提出新工科背景下BIM课程应当突破传统思维模式，建立以信息为中心的BIM人才培养模式，改革教学手段等，从而提升BIM人才培养的质量。

（一）BIM课程教学理念

BIM课程建设中秉承新工科体系“三个面向”的教学指南，即面向工程、面向未来、面向世界。新课程体系的设置需要针对学生的个性需求进而采用多层次的培养理念，同时对学生创新创业实践能力进行综合培养。从学科交叉多元化人才培养视角出发，培养具有组织、管理、经济、法律、技术（IT技术）等全面知识组织架构。在专业课程教学实践过程中，加强育人理念，并引入交叉学科建设机制，服务于教学实践，创新人才培养机制。BIM课程教学理念优化如图1所示。首先，通过对教学资源，包括教学平台、教学设施、教学团队等资源整合的基础上，完成BIM课程知识共享平台的搭建；其次依据不同类型与应用方向对BIM课程内容进行整合，形成以建筑CAD、建筑工程项目识图、设备安装工程识图等为基础课程，建设工程信息管理，BIM5D应用分析、Revit软件应用等为BIM核心课程，BIM技术综合实践作为拓展课程，完成知识传授;最后，通过创新创业课程、毕业设计（论文）、专项实践等，引导学生将所学知识与工程实践相结合，完成对学生实践与创新能力的培养。

（二）创新人才培养模式

BIM课程作为典型的符合新工科理念的课程，其创新人才培养模式既要从人才视角上进行个性培养，同时也要培养学生创新思维。首先，要培养学生的社会责任感与创新意识，使其具备扎实的基础及宽厚的专业知识、同时可充分的运用BIM基本理论、知识、技能与方法等分析和解决BIM应用中的理论与实际问题的专业技术型人才[1]。其次，培养内容上突破传统的教学模式，采用多模块、错层次、多路径的教学形式，并辅以相应的知识体系和工具进行学习。最后，培养方法上建立多系统联动培养机制，充分发挥学校、企业之间的作用。

（三）改革教学手段

提高学生的课堂关注力是教学方法改革的基础与核心。新工科背景下的广泛采用多学科有机统一体，大力采用新兴技术等作为BIM课程支撑。根据BIM课程改革将其分为专业认知、专业提升、专业应用三个阶段，通过基础理论教学辅助以实践，以基础理论夯实基础、以课程实践辅助于知识系统提升，利用分阶段互补式理论实践教学模式。

（四）加强产学研合作

在传统BIM课程教学基础上，根据行业需求不同，模拟不同工程专业的工艺流程，并将专业需求、规范，并结合江苏本地企业进行深度融合。

首先，以科研研究为核心更新教学内容，将建筑信息化相关新理论、新技术转化为教学内容，从提高学生的研究素养方面培养学生科研兴趣，增强学生创新应用的能力。例如，在BIM模型建立完善的基础上，通过与VR技术结合可以让学生在施工前可以看到施工后的工程状态，详细了解施工过程中可能发生的某个事件，无论是从设计角度还是施工角度，都能够得到充分指导，避免在施工过程中很多可能发生的事故、问题，同时对于成本、进度还是管理上，都可以使工程建设变得更为合理。其次，以项目为导向更新教学内容，将新方法、新应用不断融入到BIM课程实践中，通过新观念、新技术、新案例经验等对理论与实践教育进行丰富。最后，从行业需求角度出发，在传统BIM教学基础上，依据行业需求不同，通过不同工程的工艺流程模拟，结合江苏本地企业实际进行深度融合，使得学生可以理解不同工程需求条件下的BIM课程。

五 多层次协同的创新实践平台

新课程体系设置针对学生个性需求和多层次培养要求，注重加强学生的创新实践能力培养。在基础教育的基础上，设计以学生为中心的教学模式，采用基于项目的人才培养方式，将管理、经济、技术、法律、信息化等知识体系相融合，引导学生以专业人员进行实践，形成面向工程管理能力需求的新型体验式、沉浸式的视角教学形式。理论学习中，采用课堂与机房教学相结合，从基础知识、BIM案例启发教学、创新课堂出发，以专业教师进行创新与认知指导，工程师辅以实验应用指导，有利于学生理论创新学习体系的完善；实践教学方面，则积极引进行业内的一线企业资源，引入企业工程师进课堂、合办校企工作坊、申报创新创业课程、建设虚拟仿真实验室、企业实践等多种教学形式，使得学生在全面接触建筑工程案例的同时，见图2。

图2 产学研深度融合

以信息为中心的BIM课程教学改革是一个综合型的复杂工作，必须具有系统统一的认识，设计课程建设思路与课程体系建设高度统一、产学研融合，在充分发挥教师潜能的同时，对于教学理念更新、师资水平提高、实践教学体系强化、硬件平台完善等各方面提供了基础支撑，全面保障了面保障新工科建设体系下的BIM人才培养质量。

六 结语

新工科建设作为新的历史进程中对高等教育所提出的新希望与新要求，其本身应当是产学研教的深度融合，同时也是改革创新教育评价体系。BIM课程作为其自身的应用性与综合性，需要紧密结合建筑工程行业发展的趋势，不可避免的要对BIM课程本身进行教育改革。本文基于新工科视角下探讨BIM课程教学改革，从传统培养模式下的BIM发展局限出发，提出了面向新工科BIM课程教学建设思路，对以信息为中心的BIM课程体系建设进行了探索，为高水平、高素质的工程项目管理人才的培养而不断努力。