史少华

(四川文理学院 建筑工程学院，四川 达州 635000)

0 引 言

建筑信息化系统(Building-Information modeling)针对勘察设计，施工和管理过程进行现场模拟，应用信息技术在施工管理领域，实现其项目动态施工管理过程的模拟和分析方法. BIM是目前最新的项目的全生命周期集成一体化系统，具有便于估算和能耗计算、提前进行碰撞试验、优化设计等功能.因此，全球各国对于制定BIM使用规范有迫切要求，作为项目工程总承包、勘察设计行业和建设的企业必须具备BIM知识.住房和城乡建设于近期对我国BIM标准规范制定工作已经启动，我国BIM标准化和制度化的即将建立对这一市场的需求馈给高等教育的改革，2015年高等教育机构土木工程和工程造价专业指导委员会发布了《高等学校土木工程本科专业指导规范》，选择计算机与信息技术模块，选修知识区对应的计算机与信息技术模块包括BIM技术原理与应用.

高等教育如何为行业提供专业BIM人才，目前高校基本上只考虑BIM的信息特性，未从技术角度着手，作为一项革命性的技术对管理和项目组织的影响深远的技术，目前看还有不少需要完善的地方，例如无法将BIM与课程体系中的其他领域有机地联系起来.对于土木工程专业教育，不只是从纯技术角度出发，还有必要从管理的角度探讨技术方法的变化对土木工程专业教学和培训的影响，强调完整性而不是简单的技术方面可以建立整个框架.同时从对项目管理知识体系的影响入手，区分BIM管理人员与技术人员的差异，引入BIM知识体系、课程体系建立高校土木工程专业BIM理论与实践课程桥梁.

1 BIM对实际项目作用

1.1 BIM与项目管理知识系统之间的关系

信息中心和协作模型其仿真功能有助于提高项目管理绩效.这种实时协作模式便于利益相关者沟通和共享项目信息，承包商和运行专家可以提前看到3D建筑模型并给出影响设计工作的建议，通过信息集成提前优化设计，减少施工返工，从全周期项目的角度对项目进行优化.

BIM的典型技术特点包括：提前碰撞试验、设计的可施工性、项目经理、设计师和工程师的分析，以更好地决策；协助能耗分析，通过改变材料、空间等更好地管理光、温度和其他要素；通过4D和5D模型进行时间和成本管理，以整合工程量计算与项目决策、设计、施工和运营维护信息，并结合成本数据库进行快速准确的评价，在采购程序中得到广泛应用.其本身是一个基于对象的体系结构，因此其易于分解的属性可以更好地定义项目的边界.基于对象的体系结构特征与元素(点，线，面)的差异，使得BIM模型的结果更适合于设计，估算和施工，从功能的角度来看在于对其项目管理知识体系中的质量管理、范围管理、成本管理、集成管理利益相关者管理. 通过项目管理和BIM工具的整合，更好地促进项目各方的合作，通过减少冲突和变化来提高生产力，实现更好的质量，快速交接，减少浪费和成本，最终达成工程项目实现目标结果，为项目所有利益相关者带来更好的商机.

1.2 BIM管理人员与项目管理人员之间的异同

作为三维模型BIM，它代表着项目管理方法的改变和业务流程的改变. 作为一个社会技术系统，利益相关者需要围绕这一技术进行变革.[1]梅雷迪斯确定了项目经理的五个关键能力：沟通、团队建设、领导能力、适应性和技术.根据Oz和sosik的说法，一个项目经理最重要的能力是适应性，因为他必须面对不同的项目环境，使用不同的资源，在不同的项目中与不同的人一起工作.对于项目经理来说，最新的挑战是BIM带来的心态变化，包括技术、过程和BIM对项目的影响.

BIM管理人员需要更熟练地掌握3D技术和Revit工具.BIM管理人员也需要与项目经理类似的技能，如团队工作沟通能力，但这些技能是为了更好地使用BIM模型来帮助项目经理做出决策所必需的.因此，除了必要的软件技能外，BIM管理人员还需要对BIM标准和BIM工作流程技能有更深入的了解.根据新加坡BIM指南，BIM经理的角色不包括对项目的设计、工程和施工解决方案作出决定. 其主要作用是保证BIM目标的实现，协调项目BIM在模型管理中的应用，确定使用进度，共享活动，质量控制，建模职责并将其落实到BIM实施计划中，虽然拥有BIM建模能力会增加成为项目经理的机会，但项目经理的工作重点仍然是更多地考虑项目发展机会，而BIM经理更关心设计、模型和其他技术问题.对于相同的技能，BIM管理人员和项目管理人员用于不同的目的.

2 高校土木工程专业BIM课程设置问题

高校普遍将BIM教育引入课程教育，但基于我国高等教育现状，从课程体系、师资、教学方式与教材等方面土木工程相关专业的BIM教育讲授还是有不少缺陷.

2.1 建立BIM课程体系的障碍

BIM不仅是可视化工具，也是土木专业现代化的交流现场平台.其将管理、施工等信息向集成一体化，使其勘察阶段，设计过程、施工管理、后期运营和维护等信息更加清晰明了，为项目利益相关者服务. 然而在当前的土木工程工程BIM教育里，整合各利益相关者信息的BIM应用思维模式尚未完全建立，难以与土木工程四年制本科培训体系实现无缝连接.

目前项目在信息化模型的应用还在尝试阶段，处于刚刚起步发展时期.[2]由于BIM人员经验与熟悉程度不足，工程中应用BIM技术项目十分有限，对BIM平台投入巨大，信息化模型的行业广泛应用仍在发展过程中.由于高等教育发展滞后，没有得到普遍认可的BIM能力水平要求和学科指导方案，无法指导高等教育BIM课程体系的建立，在高等教育的土木工程专业中，BIM教育只能以试点的方式进行.

2.2 获得BIM教材的障碍

由于BIM应用在市场上并不广泛，教学和配套教材很难获得，缺乏专用于学生的BIM教材和与其他管理模块匹配的BIM案例教学资源，使教师难以更好地将BIM理论知识和实践知识传递给学生，无法培养学生的BIM实践能力，没有相应BIM专家委员会的指导，无法确定BIM培训教育的边界，使得编写BIM相关教材和案例教材更加困难，进一步阻碍了满足学生认知能力的教材和教材的获取.

BIM软件指导手册不适合学生认知能力的发展. BIM软件的投入将增加土木工程专业的教学成本.如果不能不断升级，就会影响教学的可持续性，削弱理论与实践的衔接程度，进而影响产出人才的素质.

2.3 学生学习与实践工程障碍

大学生需要以市场为导向，提供雇主所需的技能.另一方面为了满足求职要求，作为高等工程教育服务的需求方学生本身并没有参与大量的社会实践，因此不能清楚地提出对高等教育服务的需求，自然也不能满足行业的技能要求.另一方面，BIM的跨阶段和跨领域要求要求学生具备专业的施工知识. 对于缺乏实践经验的学生来说，理解并不容易.对于计算机学习能力较低的学生来说，BIM技术的实施过程是一个挑战.一个好的BIM教学系统依靠学生的积极反馈逐步完善，一个不能得到好的意见和建议的系统不能实现良性循环.

从上述分析过程中发现，[3]高等教育的产业需求与智力资源供给存在差距，业主对BIM人才的需求很大，但这一需求的实现滞后，导致现有高等教育未能提供标准的流程和实施保证体系来实现这一需求.

2.4 教师教学面临的障碍

目前高校土木专业教师认为BIM为传统计算机模拟课程，对于新事物接受能力不足有畏难情绪，同时 BIM是集知识、数据性、实践性跨专业联合综合性课程强.尤其在工程实践中要有极强的动手能力，由于高校教师的多以教学为主，客观造成高校教师对其没有重视起来，并且BIM教学也只是蜻蜓点水一带而过，因此需要实践经验丰富的企业工程师应聘到校内进行教学，让老师感受市场竞争，才能迅速提高高校教师的持续学习能力.

3 高校土木工程专业BIM课程体系的建立

3.1 BIM与土木工程课程的配合

有些学生会对BIM感兴趣，将来会朝着BIM经理的方向发展，但有些学生对计算机不感兴趣，只有基本的需求.因此，课程体系应分类，包括基本水平和先进水平.基本要求和先进水平分别对应不同水平BIM软件的教学，最有争议的是软件的选择.一般的意见是选择市场上使用最广泛的软件之一，因为这代表了市场的主流.[4]对于BIM与土木工程课程的整合主要体现在图纸设计和碰撞试验，特别涉及复杂结构、特殊曲线和大量不同的专业界面. 对于土木工程专业的学生来说，BIM更多的是将更多可用数据应用于项目管理的过程.

3.2 土木工程BIM与经济管理课程

利用BIM技术导出工程量，辅以工程造价数据库和当前市场价格信息进行计价，使过去花几天时间完成的工作在半小时或一小时内完成.获取成本数据的BIM技术有助于通过价值分析评价解决方案的经济效果，从而增加价值，BIM与经济课程整合的前提是BIM本身的技术能力是可用的，取决于技术能力来实现. 设计阶段使用BIM技术具有较高的投资设计的优化，降低了施工和使用维护成本，从项目整个生命周期的角度实现了最低的总成本.

3.3 土木工程专业BIM与管理课程

作为一种技术，BIM可以无缝地连接不同职业和组织之间的接口.在理论上，建筑行业BIM模型可以支持估算、安全、现场规划、精益建造和伙伴关系.因此，在高层应强调BIM作为技术平台与配套管理模式兼容.

通过信息和数据流的整合，BIM可以达到解决问题、提高质量、加快建设、促进利益相关者沟通的目的. 然而，能否实现这一目标仅取决于技术手段. 在管理方面，BIM不可避免地与管理模型相关，项目伙伴关系和项目集成交付模型是必不可少的.

因此，信息化模型正在成为建筑行业的一个全面、协作的过程.正如BIM在技术层面有效地集成设计和施工一样，在管理方面，项目合作伙伴的方法和项目集成交付也是整合设计和施工利益相关者的项目管理模型.[5]当三维模型将进度管理、成本管理、能源消耗、资源和二氧化碳排放增加到4D、5D、6D和7D时，其模型不仅是一个信息中心，也是一个基于信息中心的管理模型.

3.4 BIM与工程法律课程之间的配合

交易方式体现在合同中甲乙双方的权利义务.BIM是促进交易各方实现权利和义务的手段. 就法律体系而言，我国没有直接与BIM相关的法律. 在教学时，可以直接向学生介绍与BIM相关的外国法律、合同和规范，特别注意法律和合同哲学中强调的原则和核心，建立初步的BIM法律体系.

使用BIM存在法律障碍，一种有效的方式是交易双方形成合作的，一体化的项目交付合同，各方使用BIM的风险可以与奖励系统共享.这样的合同要求可以达到以下目的：硬件和软件使用的定义；团队成员可以信任其他各方对BIM模型的贡献；确保项目各方的风险能够得到合理的分担；在BIM应用过程中存在利益相关者的责任，保险法律范围责任归属，并且BIM数据和版权归属，在建筑信息的安全性和可信度缺乏协议等法律问题还没有完全解决.[6]美国已经有两个BIM合同，共识DOCS301和AIAE202，上述合同为参与项目的各方使用模型建立合同提供了一个模板，其他国家也公布了使用BIM作为BIM法律问题参考的指南.

从以上分析可以发现，在BIM与高等教育土木工程专业的技术、经济、管理、法律模块的整合中，可以将BIM在技术经济领域的整合设置为一年级、二年级的基本内容.当学生有一定的技术应用能力后，在大三，大四阶段，可以将BIM教学与项目形成合作关系，建立校企集成交付模式，精益交付模式等先进项目管理模式，使BIM成为先进管理模式的技术支持和参与管理方式，同时BIM与先进项目管理相匹配的过程肯定会涉及到合同和支持合同的法律制度.合同的本质是交易双方的风险分担.应用BIM技术为交易各方增加了便利，增加了很多风险.外部市场如何以BIM使用风险转移系统设计的形式提供保险和担保，也是BIM和法律领域的内容.

结 语

目前，大量的研究仍然是基于BIM的技术属性，高等教育在土木工程中的改革也集中在BIM的技术部分，应该考虑BIM的文化和集成过程特征.同时考虑BIM与当前土木教学体系的结合，以便我国工程教育的逐步完善过程中改进基于BIM的土木工程的教学计划，构建BIM与当前土木工程专业技术、经济学、管理学、法学课程体系融合的框架，形成创新教学形式和实践综合的一体化培养形式，这样有助于高校土木工程BIM人才的培养.