王 猛 崔钊玮 雷丽恒

(江苏大学土木工程与力学学院，江苏 镇江 212013)

1 概述

回顾历史，人类经历了四次重要的科技革命。第一次科技革命，开创了以机器代替手工劳动的时代，生产方式较为落后的自耕农阶级消失了，工业资产阶级和工业无产阶级逐渐发展壮大起来，人类进入了“电气时代”。第二次科技革命，计算机的发明与原子能的利用，对人类的生产和社会活动产生了极其重要的影响，并且以强大的生命力高速发展。第三次科技革命，是一场互联网的革命，大大刷新了产业革命的速度[1]。当前，随着第四次科技革命的发生，信息化和科技创新鞭策着人类的生产方式不断地进行自我调整与升级，这就对工程教育的改革和发展提出了新的挑战。作为积极地回应提出了新工科建设的概念，这一概念源自于吴爱华等[2]在2017年发表的文章《加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济》，使得工科专业教育自“复旦共识”“天大行动”“北大指南”之后进入全新阶段。简单来说，新工科是指在工程学科的基础上，对工科注入新的内涵，适应当前新的经济发展需要而产生的一种新的工程形态，面向高校、面向未来布局新工业建设，探索更为人性化和多样化的培养模式，培育出更具有创新能力的复合型全能人才。

为适应新形势下土木工程专业的发展，抓住新工科建设机遇，紧跟国家新工科建设要求，智能建造专业应运而生。智能建造专业，是在土木工程专业的基础之上，面向国家战略需求和建筑业的升级转型，融合机械设计制造及其自动化、电子信息及其自动化、工程管理等专业发展而成新工科专业。在本专业的课程设置上，除了基本的数学类、工程力学类、结构设计原理等传统课程外，还开设了BIM工程基础和BIM工程应用等特色课程，推动国家新工科建设不断深入，培养更多智能建造专业人才，以满足未来人才市场需求。BIM技术，即“建筑信息模型(Building Information Modeling)”，是指通过建立虚拟的三维建筑模型并结合数字化手段，在系统中形成一个与实际情况相一致的建筑信息库，使设计方、施工方和业主及各方人员根据虚拟模型进行项目的设计、改造，协调解决各个专业的设计师因沟通导致的管线布置碰撞问题，提高劳动生产率，推进建筑业变革。基于多种因素，目前BIM专业技术人才培养数量和质量与实际岗位需求仍存在较大的差距。高校作为人才培养的后备基地，就如何进一步提高BIM人才培养数量和质量成为当前高校教育探究的课题。

2 BIM发展的必要性分析

建筑行业是我国的支柱性产业，发展好建筑行业，强化建筑业的竞争力，对于社会发展具有重大意义。近十年来，BIM技术在建筑业中取得了突飞猛进的发展，它可以有效实现建筑信息的集成，将建筑工程的整个生命周期的所有信息都整合到一个三维模型信息中，具有可视化、协同性、模拟性、优化性、可出图性等优点，以方便参与者进行协同工作，从而可以提高工作效率，降低造价成本，达到节省资源的目的。目前BIM已初步应用于建筑行业，并彰显出其强大的商业价值，在国外应用较为广泛，但在我国仍局限于一些大型设计院或少数咨询类企业在开展应用，随着BIM飞速发展，许多企业和高校逐渐增强了发展BIM学科的意识。

3 新工科背景下BIM课程建设遇到的问题

近年来，国内很多高校开始重视BIM技术，越来越多的学校陆续开设了BIM课程。但发展前期，BIM技术课程也暴露出很多问题。

首先，各高校相关师资力量储备不足。BIM课程的授课老师往往在其求学期间并未接触过BIM概念，或者没有经过系统地专业培训，在摸索中开设BIM课程，缺乏经验沉淀，对于开展BIM教学实践活动的目的和意义认识不够深刻。另外，缺少互相交流的平台，导致信息不能及时共享，形成“信息孤岛”现象。BIM课程同时也涉及到多个专业，例如建筑学、结构工程、机电、水暖、消防等，开设BIM课程时，需要协调好前修课程，做好必要的综合知识的储备。

其次，在软件问题上，BIM类的软件品种较多，Autodesk公司的Revit，Tekla软件公司的Tekla Structures，Bentley系、Gehry Technologies系、Nemetschek AG系等几十款软件，导致高校在选择上无法做到统一，软件之间的兼容问题也存在，阻碍了相互的交流。硬件问题上，BIM要求计算机拥有较高的配置，而一般高校机房里现有计算机往往无法满足硬件需求，需要投入大量资金购置机器，也就增大了BIM课程开设的难度。

再次，在教学方面，配套的BIM课程教材虽然较多，但是大多都是单纯地介绍BIM软件相关操作命令，缺乏案例与实践，针对性不强，教材的广度和深度差强人意。学生在学会了基本操作之后，拿到真实的案例却表现出无从下手的尴尬局面。此外，各个高校BIM教学还面临着没有形成完善的体系、教材与教学大纲的匹配度不高、学生学习效果的评价标准模糊等问题。

4 BIM课程在土木工程专业教学中开设的建议

4.1 加快课程体系建设，探索系统精品课程

尽早完成BIM概念的导入课程，尤其是上土木工程导论课程时，可以邀请著名BIM技术专家、大型设计院及建设单位的专业技术人员开设专题讲座，让学生意识到BIM技术对未来建筑行业的发展的重要推动作用，激发学习兴趣，改进BIM技术的教学体系[3]。

BIM技术涵盖内容丰富，所涉及到的课程众多，为了BIM内容实现与各专业知识体系的融合，应挖掘并加强各相关课程之间的内在联系，科学设置本科四年中BIM课程同各课程之间的衔接，以综合能力训练为主体，有效提高学生对各环节之间的知识关系系统化，一边学习专业课，一边进行与专业课程相匹配的BIM技术教学的方法，使得专业课程的学习与BIM课程相辅相成，达到融会贯通的目的[4]。

4.2 借鉴高职教育校企合作模式，产学结合，建立校内外BIM学习环境

校企合作作为近些年新兴人才培养手段得到了较为广泛的应用。这种模式让学生在课堂教学之外能够接触到企业参与现实生产实践，提高学生学习专业知识应用能力。同时，也可以向企业输出优秀专业人才，达到双赢的局面。学校在设置BIM课程时，可考虑增加部分实践课程，建立产教融合和校企协同育人的培养机制，同软件开发公司、设计公司、科研院校展开合作，共同建立校外BIM实践基地。校内指导老师与校外企业BIM工程师共同制定实践方案，完善理论与实践相结合的开放性评价体系，以企业人才需求为基础，进行相关专业知识和技能的培训。

4.3 引进或培养“双师型”教师，开发工学结合特色的教材

首先，组建实践经验更丰富的教学团队。可以加大优秀的BIM师资人才引入，既有理论基础又能胜任实践教学。也可通过校企合作，组织优秀骨干教师进入企业深入了解企业在实际案例中可行性分析、施工模拟、碰撞检测、进度控制、成本控制、质量控制等活动过程，增加实践经验；经常参加相关课程的培训，论坛或会议，掌握BIM技术发展的前景和前沿动态。其次，开发与实际工程案例相匹配的特色教材，并将3D模型引入课程设计和毕业设计实践中。依托实际工程案例，促使学生通过运用Revit软件设计完成“建筑建模+造价+进度”的BIM(5D)模型，增强学生对BIM概念的理解和BIM技术的运用能力。

4.4 创建BIM资源库，建立一站式教学云平台

传统的教学模式已越来越不能满足社会的需求，网络教育的种种优点，越来越受到人们的青睐。教师以实际工程为对象，进行创建、查阅、调用、审核、更新维护，建立起包含本专业BIM教学资源库，利用计算机网络向学生传递教学信息，为学生提供自学的渠道，学生通过计算机网络可随时随地获取相关专业知识，再结合常规的课堂教学达到深化拓展的目的。另外，随着开放式教学理念的深入，结合开放的网络平台，寻找更为优秀的教学资源，教师可以预设教学目标、布置课堂任务，碎片化式教学，学生通过自主学习，交流讨论、网络测试等方式掌握学习内容，最后达到构建BIM知识体系的目的[5]。

5 结语

BIM技术在建筑行业正获得越来越广泛的发展和推广应用，行业需求持续旺盛，高校培养BIM专业人才亦是适应时代发展的潮流，而建立以BIM技术为基础的土木工程专业教学体系还处于探索阶段，需要我们高校老师共同去面对难题，相互探讨、借鉴，积极地进行BIM教学改革，寻找出一个适应新工科要求的BIM技术教学育人方案。