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BIM技术驱动下“两平台、多融合、三递进”的土建类专业人才培养模式研究

2020-03-09晋艳

陕西教育·高教版 2020年2期
关键词:人才培养模式

晋艳

[摘  要]面向建筑信息化转型、改革应用型土木工程专业人才培养模式是各建筑类高校的广泛共识。在对国内外BIM技术应用型人才培养现状分析的基础上,提出了新建本科院校BIM技术应用型人才培养目标与能力体系,并依托“BIM工程训练中心+BIM名师工作室”两大平台,创建“BIM+课程”“课内+课外”“BIM+创新创业”“项目服务+双导师培养”的多融合培养机制,从而确立了新建本科院校“两平台、多融合、三递进”的土木工程专业BIM技术应用型人才培养模式。实践研究表明,该模式能使学生在校完成BIM工程师的基本训练,显著提升学生的实践能力与综合素质。

[关键词]BIM能力体系  人才培养模式  多融合

基金项目:陕西省2017年高等教育教学改革研究项目(项目编号:17BY119);陕西省2017年教育科学规划课题(项目编号:SGH17H437);西安思源学院2017年高等教育教学改革研究项目(项目编号:17SYKP002)。

中图分类号:G420          文獻标识码:A

土建类专业BIM技术应用型人才培养模式概述

我国企业需求的BIM人才主要有BIM标准人才、BIM工具人才和BIM应用人才三大类[1]。新建本科高校BIM人才培养应定位于BIM应用人才。BIM应用人才[2]就是应用BIM支持和完成建筑全生命周期中各阶段任务的从业者,包括业主的设计、施工、采购等人员;设计与施工企业的建筑、结构、给排水、暖通空调、电气等人员,运营管理人员及各类相关组织中的专业BIM应用人员。

课题组通过行业需求调研及走访,结合新建本科院校应用型人才培养目标定位,认为新建本科院校BIM技术应用型人才培养应使学生在校完成BIM工程师的基本训练。其BIM能力应具备:BIM软件操作能力+BIM建模能力+BIM模型应用能力+BIM初级项目管理能力。在此,以社会及行业需求为导向,构建“两平台、多融合、三递进”的土木工程专业BIM技术应用型人才培养模式,旨在培养建筑工程领域的BIM应用创新实践型人才。该模式以“多融合”与“能力递进”为特征,以BIM应用创新实践能力培养为核心,推动开放式办学,搭建“BIM工程训练中心+BIM名师工作室”的教学平台,完善由“学校+企业”的双主体协同育人机制。其人才培养模式框架体系如图1所示。

BIM人才培养目标及能力体系

依据上述人才培养模式框架体系及行业需求调研结果,确定土木工程专业BIM技术应用型人才培养目标为:培养面向国家建设和区域经济发展需要,掌握土木工程学科的基础理论、知识和方法,具备本专业核心技术能力,具有较强的沟通能力、表达能力、良好的职业道德,能在工程建设领域利用BIM技术进行项目建模、模型应用、初级项目管理与优化的高层次实践创新型人才。在BIM人才能力递进关系中,BIM软件操作能力是基础,BIM建模与模型应用是两大任务,基于BIM的项目集成管理与优化是延伸目标。将BIM人才能力体系进一步细化,得到“一基、两主、一延伸”的人才能力体系如图2所示。

BIM人才培养过程及培养机制研究

1.培养过程及培养机制框架体系

依据图1构建土木工程专业BIM技术应用型人才培养过程及培养机制框架体系如图3所示。

2.BIM+课程体系

在上述框架体系中,仅列出了与BIM能力培养相关的专业主干课程,并未对土木工程专业传统课程体系一一罗列。其中各专业课程、BIM类课程及BIM实践类专题课程应在符合学生专业认知习惯、课程前导后续基础上,充分体现BIM技术与专业课的交叉融合,积极倡导基于BIM技术的教学改革。学生能力培养实施路径如下。

(1)《土木工程及BIM概论》课程应在传统土木工程概论的基础上引入BIM的基本概念、体系构成、发展现状,使学生认识和了解BIM,建立对BIM技术的学习兴趣。《基于BIM的认知实习》[3]可以选取不同类型的典型项目,如建筑工程、路桥工程、市政工程等BIM模型,使学生通过BIM模型认识工程各部位的结构构造、施工工艺,形成较全面的感性认识。

(2)《土木工程制图与识图》应以Revit软件为平台,以虚拟建造为主线,以三维为核心,将三维构造、二维视图的建立和建筑设计规范知识融为一体[4]。这种教学方式的转变要求教师将BIM建模、工程制图与识图充分融合。学生在教师的引导下能够将二维图纸与三维模型建立对应关系,并初步学习软件操作。

(3)第三学期的Revit土建课程应与房屋建筑学及其实训课程有机结合,理论课程讲授环节,教师可利用BIM模型展示建筑节点及构造。“基于BIM的房屋建筑学实训”中学生自主利用BIM软件完成设计方案、建模及出图,并利用BIM软件完成绿建能耗分析。第四学期的结构设计课程与地基基础课程可利用房屋建筑学的建筑模型导入PKPM系列软件中完成结构设计与出图。教学中可利用BIM技术三维展示复杂节点钢筋构造、结构与基础的构造要求等,提升学生认知与教学效果。

(4)第五学期的安装工程施工工艺与识图、土木工程施工也可实现BIM技术与专业课的融合。利用BIM技术创建管线综合模型,将二维图纸转化为三维模型,并实现虚拟漫游、碰撞检测、管线综合优化等。基于BIM技术的三维场布、施工模拟、施工仿真等都将对传统土木工程施工类课程教学提出新的思路与方法。第六学期的钢结构与Teckla软件也可深度融合,穿插进行。应用型本科钢结构课程应重点讲授节点构造、连接方式、吊装与施工等,可利用BIM技术实现吊装模拟、精准定位,创建钢结构二次加工详图,碰撞检测和复杂节点的二次深化设计。计量计价类课程可利用前述房屋建筑学设计图纸、结构与基础类设计图纸,在广联达软件中实现建模计量与计价,可采用手工建模与Revit模型导入两种方式,并进行量价比较。

(5)第七学期是对前述课程与BIM技术的综合应用与延伸,利用BIM5D平台实现项目的集成管理。以真实项目案例为载体,实现物资管理、成本管控、进度计划控制、质量安全协同管理、多算对比、资料挂接等。第八学期可以综合建筑学、土木工程、建筑设备、工程造价等专业,在教师指导下完成基于BIM的多种类、多方向的联合毕业设计。通过基于BIM的项目协同管理及联合毕业设计培养学生BIM初级项目管理能力。

3.多融合培养机制

(1)“课内+课外”融合

拓展第二课堂,组建专业社团与学科兴趣小组。我校BIM技术与应用社团数次参加省级以上BIM建模与算量、基于BIM的毕业设计竞赛屡获佳绩,极大地锻炼了学生BIM专业综合实践能力。学生在二年级具备了相关BIM軟件操作及建模能力之后,还可考取由中国建设教育协会认证颁发的BIM初级职业资格证书,提升自身的BIM职业能力及就业竞争力。

(2)“BIM+创新创业”融合

打破学科专业壁垒,多维融合,打造产学研创一体化多元链条平台。在我院土木工程、建筑学、工程造价、工程管理相关专业中选拔熟练掌握BIM软件应用的学生,组建双创实验班,根据学生专业兴趣成立不同方向的BIM工作坊,如绿色建造训练营、建筑产业化训练营、BIM+交通工程训练营等,建立进阶式全程导师制,引导学生由建立专业双创认知,到培育技术创新成果,再到孵化社会创业单元,实现“BIM+创新创业”的深度融合,实验班学生获得相应创新创业成果可认抵人才培养方案中同类选修课学分。2018年我校两项大学生创新创业训练项目分获国家级和省级立项,建筑产业化训练营已完成校企合作横向课题一项。

(3)项目服务+双导师培养

建立名师工作室,整合内外资源,打造由企业指导教师和院内具有工程背景的教师共同组成“教师+工程师”的双师型教学团队。指导学生社团、创新创业工作坊开展项目服务,打造“产学研创就”一体化培养链条。重点培养学生BIM技术应用与BIM初级项目管理能力。我院BIM工作室已完成校园数字化虚拟建造项目,下一步将引进本课题组参与人——陕西建工第一建设集团有限公司BIM科技中心主任入驻名师工作室,带领团队开展真实项目服务。

(4)“学校+企业”的双主体协同育人

加强校企合作,成立“BIM+装配式”企业学院,为企业输送装配式订单班人才,并在企业建立装配式建筑校外实习基地,根据人才培养课程体系设置及安排,定期组织企业技术人员来校讲学,并组织学生赴实习基地开展毕业实习,建立稳定互赢的协同育人机制。

4.BIM工程训练中心+BIM名师工作室两大平台

以上多融合培养机制是基于BIM工程训练中心+BIM名师工作室两大平台建立的。BIM工程训练中心下设BIM综合实训室、BIM培训中心、BIM产学研合作中心。BIM综合实训室主要承担各专业BIM类理论与实践教学任务;BIM培训中心主要面向校内外开展BIM职业资格证书培训及考试工作;BIM产学研合作中心主要开展项目服务、创新创业工作坊等产教合作内容。日前我院成立了西安思源学院建筑工程设计研究院,BIM名师工作室属设计院下设机构,设计院的成立必将为BIM应用型人才培养、产教融合提供又一支撑平台。

结  语

实践研究证明,该模式能促进产教融合、校企合作,能使学生在校完成BIM工程师的基本训练,能显著提升学生的实践能力与综合素质。后期将加强虚拟仿真技术应用,实施真景化、沉浸式教学,提升学生听觉、视觉、触觉多维度全方位的认知,以大幅度提升教学效率和学习效果。

参考文献:

[1]何关培:《BIM专业应用人才职业发展思考(二)》,http://blog.sina.com.cn/s/blog_620be62e0100v1za.html.

[2]谢云飞、李春祥:《BIM对高等院校土建类人才培养的影响与思考》,《土木建筑工程信息技术》2017年第9卷第5期,第86-90页。

[3]罗雄文:《基于BIM技术的土木工程认识实习课程体系改革》,《科教导刊》2016年第20期,第107-108页。

[4]缪盾:《基于BIM的建筑工程制图教学体系构建》,《图学学报》2016年第36卷第6期,第827-830页。

作者单位:西安思源学院城市建设分院  陕西西安

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