王文军，王恒宇，高红江，王忠瑾

（浙大宁波理工学院 土木建筑工程学院，浙江 宁波）

一 引言

随着我国经济的快速发展，传统产业加快转型升级，蓬勃发展的新经济对工程教育提出了新要求，传统的工科专业面临新机遇和新挑战。BIM技术被视为建筑业的又一次“革命”，改变和引领着现代土木工程的构建方式，推动着建筑业的转型升级与高质量发展，因此，探讨BIM教学体系也是土木工程专业“新工科”建设的重要内容和切入点。目前，企业对BIM技术人才的需求越来越大，造成BIM技术人才紧缺，而目前高校的BIM应用型人才培养远远不能满足建筑行业需要，因此培养满足行业新发展需求的BIM 应用型技术人才是土木工程专业改革一个重要方面。

国内对基于BIM的土木工程专业教学改革与实践开展了一些探讨，主要包括土木工程专业BIM教学目标与课程体系的建立与优化、BIM教学内容探讨等[1-4]。BIM实践教学方面，探索了理论知识与教学实践和综合实践一体化的BIM教学课程体系，并提出了与企业共建BIM实训平台的教学改革建议[5-7]。在BIM技术融入课程方面，针对土木工程制图、房屋建筑学、钢结构等课程进行了探索[8-9]。此外也有学者分提出了基于BIM 的多课程联合教学建议[10]。总体上来看，相比国外，国内高校引入BIM的时间相对较晚，BIM培养目标定位、课程体系、教学内容及实践教学改革仍处于探索阶段，BIM教学仍存在许多问题和不足。本文在深入分析当前土木工程专业BIM教学中存在的问题以及BIM教学目标定位四大原则的基础上，结合专业的人才培养定位以及培养特色，构建了土木工程专业BIM知识体系和课程体系，提出了BIM综合实训课的设置建议。

二 当前土木工程专业BIM教学中存在的问题

目前为止，已经有许多院校将BIM 课程纳入了土木工程专业人才培养方案，但BIM培养目标定位、课程体系、教学内容及实践教学改革仍处于探索阶段，BIM教学仍存在以下一些问题和不足。

（一） BIM教学目标定位需进一步清晰

土建行业处于深度转型期，现代土木工程向数字化、智能化、网络化与精细化发展，将BIM技术融入土木工程专业人才培养的全过程成为应用型高校土木工程专业办学新的方向，但是应用型高校的土木工程专业人才培养定位与BIM技术的内涵与特征尚未真正匹配。

（二） 真正的BIM课程体系尚未形成

当前有一些高校已经开设了BIM类课程，但主要是为了让学生掌握常见BIM软件应用，BIM与土木工程专业课的融合普遍不够，对学生而言，BIM学习仍属于“碎片式”，没有实现BIM专业课程协同教学，使得学生无法真正掌握和理解BIM的内涵，难以融会贯通。

（三） 大多缺乏综合性的BIM实训

BIM教学的实际操作性十分重要，没有系统的、多元化的BIM实践教学体系，学生的BIM综合应用能力难以有效提升，因此需要通过与专业课程有机融合、探索设置综合性BIM实训课程等方法，实现BIM技术在工程全生命期的全过程应用。

（四） 基于BIM的课程教学改革仍需深入

BIM课程以及融合BIM的专业课程的教学模式仍过于传统，现代教学工具的应用以及基于OBE理念的教学改革不充分，没有很好地将BIM 的可视化技术和虚拟仿真功能运用到各专业课程的教学中，不同程度上存在理论与实践脱节现象，例如土木工程施工课程，BIM+智慧工地能让学生直观了解施工现场布置和施工进度。

（五） 高水平BIM教学师资较为缺乏

BIM 模型涵盖了项目规划、设计、招投标、造价、施工、运维等全过程信息，这就对教师提出了非常高的理论、实践能力要求。当前，若无较强的激励机制和管理机制来引导，专业教师全身心地投入到BIM教学工作的积极性不足，创新教学方法与接受实践培训的意愿不强烈，难以组建高水平的BIM教学团队。

（六） BIM教学资源不足

当前，适用于土木工程专业BIM教学的本科教材较少， BIM实验室软硬件教学资源普遍匮乏。如果任课教师与企业、行业的联系不够密切，深入工程一线的机会较少，对行业前沿了解不充分，使得课程设计和实践教学中采用的工程案例离复杂工程的距离较远，难以让学生真正体会到工程的复杂性及BIM技术的优势，影响学生BIM 技术应用能力的提升。

三 土木工程专业BIM教学目标的定位

（一） 定位的原则

BIM教学目标的科学定位是知识体系、课程体系合理构建的前提。对于土木工程专业，BIM教学目标定位需要充分考虑以下四大方面：

1.社会和行业对BIM人才的需求

根据美国国家BIM标准，BIM有关的人员为BIM用户、BIM工具制造商和BIM标准提供者共三类，其中BIM用户也就是BIM应用人才。与其他两类人才相比，社会和行业对BIM专业应用人才的需求量最大。国内常把BIM专业应用人员的BIM能力从低到高分为6个层次或类型：BIM软件操作能力、BIM模型生产能力、BIM模型应用能力、BIM应用环境建立能力、BIM项目管理能力和BIM业务集成能力。在大学四年中，土木工程专业应培养什么层次的BIM应用人员，需要合理定位。

2.学校办学定位与专业人才培养目标

每一个高校都有自己的办学定位和人才培养目标，各个专业都有具体的学生培养的知识、能力和素质培养目标以及毕业要求，BIM 教学目标的定位必须与学校、专业的人才培养目标定位一致。

3.“新工科”背景下专业的人才培养特色

近年来，全球高等工程教育改革和“新工科”建设持续推进，给土木工程这一传统工科专业发展带来了新机遇和新挑战，培养的人才已经不能只是单纯地掌握设计和施工技术，而是能适应行业新发展、掌握新技术、具备创新能力的复合型人才，以BIM技术为核心的数字化发展可以成为土木工程专业的特色发展之路。

4.BIM技术的内涵与特征

BIM 技术集合了规划、设计、施工、运维等工程全周期过程中的多维数据信息，能够实现信息的共享和整合，这些内涵和特征决定了不能仅仅在现有土木工程专业培养方案中增设一两门专门的BIM类课程来完成BIM教学，需要系统地将 BIM 技术的主要知识点与土木工程专业的现有课程体系进行深度融合，有机融入，形成较为完整的BIM教学体系。

（二） 具体的目标定位

BIM 教学目标的定位必须与学校、专业的人才培养目标定位有关，以浙大宁波理工学院为例，作为一所致力于培养“德智体美劳全面发展，具有人文精神和科学素养的高素质应用型创新人才”的高水平、创新型、应用型大学，土木工程专业适应区域经济和社会发展需要，以“新工科”建设为引领，立足培养基础宽厚、富于创新、综合能力突出、科学与人文素养深厚且具有国际视野和持久竞争力的高素质应用型创新人才，面向土木建筑行业智能建造与运营维护人才需求，注重多学科交叉渗透，融入BIM技术、装配式建筑、智能建造等新技术、新理念，培养能适应行业发展趋势的新时代人才。

综合考虑以上原则，作为地方应用型高校，当前我校的土木工程专业BIM教学目标定位为：培养BIM专业应用人才，使得学生具备BIM模型应用能力，初步具备BIM的协同工作能力与业务集成能力，并具有中、高端型BIM人才的发展潜力。

四 BIM知识体系与课程体系构建

（一） 知识体系

土木工程专业学生的BIM应用能力培养，需要将BIM技术与专业课程体系深度融合，形成BIM教学体系。结合专业的人才培养定位以及培养特色，充分考虑上述BIM教学目标定位，构建土木工程专业学生的BIM知识体系，如表1所示。

表1 土木工程专业本科生的BIM知识体系

（二） 课程体系

BIM教学是一个复杂的综合系统工程，需要循序渐进，不能简单地通过增设一两门BIM课程来实现，需根据专业知识的学习，不断与专业课程进行融合，才能提升BIM综合应用能力。BIM类课程可具体分为以下三类，见表2。

表2 土木工程专业BIM课程体系

1.BIM基础类课程

这类课程基本上在大一、大二开设，可独立开设《BIM软件应用》或《BIM概论》，并在部分专业基础课程中融入BIM，见表3。

表3 融入BIM的部分专业基础课

2.BIM应用类课程

这类课程大部分在大二和大三开设，可独立开设如《BIM技术应用实务》等一两门独立的BIM课程，针对土木工程专业的不同专业方向（模块），以设计、施工或管理为应用点学习BIM技术应用。随着BIM教学的深入，未来可考虑单独开设下列课程：《结构工程BIM设计方法与分析》《装配式建筑与BIM技术应用》《虚拟建造与管理》《设计、建造一体化管理》等。

BIM技术具有一体化等特点，独立设置的一两门BIM类课程学习无法真正掌握BIM的应用，因此在现有专业课的理论和实践教学环节融入BIM，实现结构深化设计、模拟建造、优化管理、控制成本等，并形成多课联合教学。BIM教学需贯穿土木工程的主要专业课程，包括设计类、工程管理类以及施工管理类课程。以土木工程专业房建方向为例，在专业主修课程以及专业模块课中融入BIM，举例见表4。

表4 融入BIM的专业主修课

由于协同性是BIM的特点与优势之一，因此上述融入BIM的专业课教学中，要注重协同教学，实现不同课程中的建筑模型、结构模型、施工模型、运维模型的有效衔接，例如《画法几何与工程制图》《房屋建筑学》课程中的BIM三维建筑模型可以用于后续的《混凝土结构设计》《钢结构设计》《钢筋混凝土结构课程设计》《工程结构抗震》《基础工程》等课程中，实现BIM结构模型的计算分析并获得相应的施工图后，可以建立施工模型，用于《土木工程施工》《工程项目管理》《工程概预算》等课程的学习。

3.BIM综合类课程

这类课程一般开设在大四阶段。如果师资和软硬件资源许可，可独立开设以实际工程项目为主线，任务为驱动，构建 “以专业知识为基础、BIM 技术作支撑、实际工程作载体”的综合实训课程——《BIM技术综合应用实训》。该课程以理论为辅，上机操作和软件应用为主，在BIM平台上完成，可以融入3D打印、情景漫游和VR仿真，可以让房建、道桥、市政、岩土专业方向的同学与工程管理专业的同学共同组队，协同工作。课程教学目标和教学内容建议如下：

教学目标：基于前述BIM技术学习，以实际建设工程项目为主线，以任务为驱动，多专业或专业方向协同，让学生进行全生命周期的BIM技术应用实训，实现协同下的BIM应用价值，培养学生的合作能力和团队精神。

教学内容：以学生小组为单位，综合实训的课程可包含的模块（可选择全部或者部分组合）分为：（1）结构建模模块；（2）结构设计模块；（3）工程项目管理模块；（4）工程造价模块；（5）施工技术模块；（6）运营维护模块。

同时，也可结合其他独立设置的实习实训课程如专业课程设计、土木工程综合实验、工程实习、毕业实习以及毕业论文（设计）进行BIM应用学习，见表5。

表5 融入BIM的实习实训课程

五 结语

当前，BIM教学仍存在BIM教学目标定位需进一步清晰、真正的BIM课程体系尚未形成、大多缺乏综合性的BIM实训、基于BIM的课程教学改革仍需深入、高水平BIM教学师资较为缺乏以及BIM教学资源不足等问题。BIM培养目标定位、课程体系、教学内容及实践教学改革仍需要不断探索。BIM教学目标定位需要充分考虑社会和行业对BIM人才的需求、学校办学定位与专业人才培养目标、“新工科”背景下专业的人才培养特色、BIM技术的内涵与特征共四大方面的原则。对于地方高水平应用型大学，土木工程专业BIM教学目标可设置为：培养BIM专业应用人才，使得学生具备BIM模型应用能力，初步具备BIM的协同工作能力与业务集成能力，并具有中、高端型BIM人才的发展潜力。

土木工程专业BIM类课程可分为BIM基础类课程、BIM应用类课程以及BIM综合类课程，除了独立开设少量课程外，主要是让BIM融入专业基础课和专业主修课程。融入BIM的专业课教学中，要注重协同教学，实现不同课程中的建筑模型、结构模型、施工模型、运维模型的有效衔接。为了让学生进行全生命周期的项目案例实训，可以开设BIM综合实训课程，以实际工程项目为主线，任务为驱动，让土木工程不同专业方向的同学以及工程管理等专业的同学协同工作。此外，也可结合独立的实习实训课程如课程设计、综合实验以及毕业设计进行BIM综合应用训练。