颜世强

（1.百色学院，广西百色 533099；2.马来西亚沙巴大学，马来西亚沙巴州亚庇 89000）

建筑信息模型（Building Information Modeling，以下简称BIM）是指在工程建设项目的规划设计、建造施工、运行维护等各个阶段，利用数字化手段，实现物理模型、工程信息、材料属性、工期及成本等要素的集成统一，从而实现项目设计、工程管理、虚拟建造、工程计量计价、运行维护管理等的信息化、可视化、协同性、模拟性与智能化。[1]2020年，我国新建项目中集成应用BIM的项目比率达到90%以上。[1]研究表明，缺少BIM人才是推进BIM应用中的最大困难。[2]高校BIM人才培养水平和效率低下是造成BIM人才紧缺的主要原因，而造成我国高校BIM人才培养水平和效率低下的主要原因有：BIM课程学时与学分占比偏低、专业教师短缺、师生重视程度偏低、软硬件配套不足、BIM课程融合性差、实践教学脱离实际和校企合作流于形式等。[3-4]受到区位、经费等各种因素的影响，地方本科院校在BIM人才培养过程中面临的师资不足和软件不全问题更加严重。

一、地方本科院校BIM人才培养问题分析与策略设计

（一）地方本科院校BIM人才培养问题

地方本科院校缺乏具有实践经验的BIM专业教师。地方本科院校的教师大多数未接受过系统培训，没有BIM工作经验，对BIM的了解仅局限于软件操作层面，缺乏项目实践和对BIM发展趋势的全面认识。薄弱的师资力量不利于提升BIM教学的整体水平。地方本科院校的BIM软件体系不完整。BIM是一个由多款软件共同支撑的复杂系统工程。以工程管理为例，BIM在这个领域的软件有广联达、Smartcost、Easyplan、Autodesk Revit等。这些软件的学习周期长，版权费用高。地方本科院校大多数没有配套完整的BIM软件系统。

（二）地方本科院校BIM人才培养策略

以学科竞赛为抓手发展校企合作，充分利用校外培训资源，加强地方本科院校BIM人才培养体系的对外交流，可补充地方本科院校相对薄弱的师资力量，暂时提高软件配套水平。广联达BIM毕业设计大赛（以下简称“毕设大赛”）是广联达公司举办的面向全国在校生的BIM专业技能竞赛。“毕设大赛”由土建施工BIM建模与应用、机电BIM建模与应用、BIM全过程造价管理与应用、BIM招投标管理与应用、BIM装饰设计创意与应用创新、BIM建设工程项目管理应用、装配式建筑BIM设计与建造、智能建造与管理创新和BIM正向设计应用创新9个模块构成。每个参赛单位在每个模块可以派出2支参赛队伍。在备赛期间，广联达公司为参赛队伍提供软件云加密锁、线上课程、师资培训等竞赛支持。通过参加“毕设大赛”，高校不仅可以获得软件和培训资源，还可以加强与校外BIM团队的合作交流。以“毕设大赛”为校企合作契机，整合校内外BIM教学资源，重构BIM教学体系可以有效提高地方本科院校的BIM人才培养水平。

二、BIM教学体系的构建

教学体系是为完成特定教学使命而构建的包含教师、学生和软硬件设施等实体要素和知识、技能、机制、流程等虚拟要素的科学系统。BIM教学体系构建是明确其培养目标，划分教学模块，构建教学平台的过程。

（一）分析BIM岗位能力要求，凝练应用型BIM人才培养目标

BIM人才培养目标是对该专业毕业生在毕业5年左右能够达到的职业和专业成就的总体描述。[5]设立培养目标的重要依据是企业对毕业生的岗位能力要求。BIM岗位能力要求学生要“懂理论、能操作、知来由、会应用”。[6]4个能力要素相互作用，共同构成应用型BIM人才岗位能力体系（见图1）。

图1 BIM岗位能力要素关系

如图1所示，“会应用”是岗位能力的最终要求。该要求具体表现为掌握运用BIM技能解决工程实际问题的能力和独立执行中等难度项目的能力。满足上述要求的学生不仅要掌握扎实的理论基础、过硬的实操能力、良好的沟通能力和应变能力，还要在专业情境下灵活运用上述能力以满足岗位要求，胜任岗位工作。

“能操作”是“会应用”在实践层面的体现。操作是明确工作目标之后，以具体专业行为达成工作目标的过程，其关键点是操作内容和操作对象。BIM的操作内容包括模型构建、三维展示、碰撞检查、虚拟施工、工程量统计、成本计划编制与成本追踪、进度计划编制与进度追踪。BIM的操作对象涉及多款软件，具体如表1：

表1 BIM主要软件

“知由来”是“会应用”在认知层面的体现。为了紧跟BIM技术发展趋势，学生不仅要掌握当下的主流操作技能，还要了解BIM技术的发展历史和未来趋势，为技能更新打下认知基础，实现应用型BIM人才的可持续发展。

“懂理论”是“能操作”和“知由来”的知识基础。为了具备BIM实操技能，了解BIM发展的趋势，学生必须掌握BIM技能和BIM发展历程的相关理论知识。

综上分析，可以将BIM岗位能力指标确定为以下3个层面的5个培养目标：

（1）理论层面。目标1：BIM相关软件基础知识，即为了熟练运用BIM相关软件，学生应理解和掌握各款软件的基本情况和功能。目标2：专业理论知识，即要求学生掌握建设工程项目的主要技术和管理方法，以支撑其对BIM技术的运用。目标3：BIM发展历程知识，即要求学生了解BIM的发展历史和未来发展趋势。

（2）技能训练层面。目标4：三维制图，即要求学生掌握运用BIM相关软件进行三维制图和立体展示的能力。

（3）实践操作层面。目标5：信息共享、可视化及优化，即要求学生掌握运用软件对项目进行方案优化、工程量统计、可视化展示、碰撞检查的能力。

（二）整合教学活动，推动BIM教学模块化

教学模块是一种整体的教学视野，即主题单元。是把具有较强内在联系的、具有共同主题的内容所构成的一个整体。[7]教学模块的划分是对教学活动系统化、规范化整合的过程。将纷繁复杂的专业知识和技能以共同主题为导向整合为教学模块，有利于学生将基础知识、专业知识和专业技能融会贯通，形成专业能力。

BIM并非自成体系的新学科，而是对建设工程相关专业的信息化赋能。构建应用型BIM人才培养体系是对原有土木工程类专业人才培养体系的改进。对原人才培养体系进行BIM化改进需要完成以下工作：

（1）开发新课程。新课程由BIM教师团队主持开发，以讲授BIM理论知识、软件操作和综合实操技能为新课程核心内容。

（2）旧课改造。BIM技术的应用对建设工程领域的影响是全方位的，因此必须对专业核心课程进行改进以实现建设工程管理知识、技术知识与BIM的融合。旧课改造应由BIM教师团队牵头，专业老师共同推进，根据各专业核心课程与BIM技术的融合情况酌情改进授课内容或增加章节。

（3）第二课堂。第二课堂是在传统课堂之外组织学生进行课后复习、技能操练和实践活动的教学形式。应用型BIM人才培养的核心能力要求是“会应用”，即独立运用BIM技术分析和解决专业问题。组织学生在专业情景中对BIM技术进行有计划重复训练可有效提升学生综合运用BIM知识和技术解决实际工作问题的能力。有计划重复训练是在科学计划指导下的长时间反复技能训练过程。一般而言，这类教学活动的长期性导致其无法在课堂上得到充分执行，其计划的周密性和科学性导致其无法在学生自发的学习过程中得到有效贯彻。为了有效避免这种情况，在BIM教师团队指导下，由专业学生社团主持开展的BIM技术在第二课堂可以将BIM技术培训工作的长期性和科学性有机结合。在第二课堂中，专业学生社团通过举办小组学习、研讨会、讲座、知识分享会和专业比赛等方式，组织学生开展对BIM知识和技能的课外训练和实践任务。

在系统改造、全面升级建设工程相关核心专业课程的基础上，以培养目标为主题单元，可将应用型BIM人才培养的教学活动整合为BIM理论知识模块、建设工程专业理论知识模块、建模与三维展示模块、虚拟施工模块和信息共享与云操作模块。具体如下：

（1）BIM理论知识模块是以培养目标“BIM相关软件基础知识”和“BIM发展历程知识”为主题单元，整合BIM理论教学活动而成的教学模块。该模块由BIM理论教学课程和相关课外活动构成。

（2）建设工程专业理论知识模块是以培养目标“专业理论知识”为主题单元整合建设工程管理相关专业课程和施工相关专业课程教学活动而成的教学模块。该模块由建设工程核心专业课程和相关第二课堂教学活动构成。

（3）建模与三维展示模块是以培养目标“三维制图”为主题单元整合BIM建模相关教学活动而成的教学模块。该模块的主要内容包括Autodesk Revit、广联达土建算量和广联达钢筋算量软件的教学以及相关的第二课堂练习与实训。

（4）中文虚拟施工模块是以培养目标“工程管理可视化及优化”为主题单元整合BIM建模相关教学活动而成的教学模块。该模块的主要内容为fuzor和Navisworks软件教学。

(5）信息共享与云操作模块是以培养目标“信息共享、可视化及优化”为主题单元整合BIM功能性软件教学而成的教学模块。该模块的主要内容是Smartcost、Easyplan、广联达土建算量和广联达钢筋算量软件的教学以及相关的第二课堂练习与实训。

（三）整合教学资源，构建BIM教学平台

教学平台是依据教学内容的共性特点而整合教学资源、支撑教学活动的课程、软件、硬件复合体。如前所述，应用型BIM人才培养包括理论培养、技能训练和实践操作3个层面。每个层面的培养工作都涉及多门课程，需要师生在传统课堂和第二课堂的联动机制下合作完成。以3个教学层面为依据，可将教学资源整合为理论学习平台，技能训练平台和实践操作平台。

理论学习平台的主要作用是支撑BIM理论知识模块和建设工程专业理论知识模块的教学活动。该平台由BIM理论课程、毕业设计大赛理论题库和多媒体教室构成。

技能训练平台的主要作用是支撑建模与三维展示模块、虚拟施工模块和工程管理云操作模块的教学活动。该平台由BIM软件课程、BIM专项技能训练题库和BIM实验室构成。

实践操作平台的主要作用是在理论学习和技能操作都已达到培养要求的基础上，支撑学生以实际项目为案例，以毕业设计大赛为牵引的综合实操。该平台由BIM项目库和BIM工作室构成。

三、基于学科竞赛的BIM教学体系的闭环运行机制

为了在有限条件下实现科学高效的应用型BIM人才培养，本文引入闭环式培养理念[6]，以“毕设大赛”为抓手，将百色学院校内教学资源和广联达竞赛支撑资源结合起来，构建以竞赛为驱动的应用型BIM教学体系闭环运作机制。应用型BIM教学体系闭环运作机制包括理论和技能学习、理论讨论和技能操练、项目综合实训和竞赛4个环节（图2）。

图2 BIM教学闭环体系

理论和技能学习环节的主要功能是帮助学生获取与掌握BIM理论知识。BIM理论知识包括BIM基本理论、建设工程管理与建造相关理论和BIM相关软件的基本操作。学生在理论学习平台上，通过专业核心课程的学习获取BIM理论知识，初步构建BIM知识体系。

理论讨论和技能操练环节的主要功能是帮助学生对理论和技能学习环节所习得的知识进行梳理、强化和查缺补漏。该环节的学习以第二课堂为主要形式。在专业学生社团的组织下，通过开展小组式学习、互助式学习、软件实操、软件专项技能比赛等形式强化学生的理论知识和软件操作能力。上述活动的有序开展，形成了以BIM相关课程为基础，以课程实训为加强，以第二课堂为补充，以专项技能竞赛为牵引的循环式理论知识加强和软件技能训练模式。

项目综合实训环节的主要作用是通过项目实操，帮助学生将理论基础和实操技能转化为专业实践能力。经过理论讨论和技能操练环节的强化，学生们已经掌握了扎实的BIM理论功底和熟练的软件操作技能。在此基础上，学生们以BIM软件实训为主要课程载体，采用专业教师指导，专业学生社团组织的方式，在技能训练平台上以毕业设计大赛的评分标准为评价标准，以毕业设计大赛的范例项目为案例开展全过程的BIM技能实训。

竞赛环节的主要作用是整合校外资源，促进BIM教学体系对外交流。该环节由赛前培训、参赛队伍选拔、参赛和赛后总结4个活动构成。赛前培训是以“毕设大赛”为牵引的面向全体学生的理论知识和实操技能的强化过程。通过举办赛前培训，在学生中掀起以毕业设计大赛的学习资料为核心，以备赛为目的的学习热潮。参赛队伍选拔是通过举办“毕设大赛”校内预赛选拔参赛队伍的过程。其作用是激发学习兴趣，选拔参赛选手。赛前集训是为提高参赛选手成绩而开展的最终培训。参赛是师生接受校外标准考核和接触校外BIM团队的机会。在这个活动中，参赛师生不仅要认真参赛，还要广泛与企业、外校BIM团队进行交流，并对参赛情况进行记录和总结。赛后总结是参赛师生依据参赛期间获得的经验和收获对各个环节进行反思和调整，促进BIM教学体系不断改进和发展的过程。

四、基于融合式BIM教学体系实践探索

（一）教学基本情况

百色学院是位于广西百色的地方本科院校。自2017年启动应用型BIM人才培养改革以来，百色学院土木建筑工程学院先后建成了BIM综合应用实验室、BIM基础训练实验室，与广西火天信工程管理咨询有限公司合作建设了校企合作BIM工作室、成立了BIM教师团队，组建了专业学习学生社团建筑与土木工程协会。在建设本文提出的融合式BIM教学体系后，百色学院土木建筑工程学院取得了显著的教学成效。

（二）教学模块划分

如表2所示，百色学院土木建筑工程学院通过开设“BIM技术原理与应用”和“Autodesk Revit”等新课程、改进“施工技术”“房屋建筑学”等原有核心专业课程和创办以专业学生社团为组织核心的第二课堂等方式，将BIM元素融合到原教学体系中，并将教学活动整合为BIM理论知识模块、建设工程专业理论知识模块、建模与三维展示模块、虚拟施工模块和信息共享与云操作模块。

表2 BIM教学模块汇总

（三）教学平台构建与教学闭环机制运转

如表3所示，百色学院土木建筑工程学院将传统课堂和第二课堂结合起来，充分利用BIM综合应用实验室、BIM基础训练实验室、火天信校企合作BIM工作室等硬件资源构建出理论学习平台、技能训练平台和实践操作平台。

表3 BIM教学平台信息

百色学院土木建筑工程学院根据自身教学模块划分和教学平台建设情况，赋予闭环运作机制中每个环节以新的内涵和意义，开发了符合百色学院应用型BIM人才培养特点的四循环闭环BIM教学机制，如图3所示。

图3 百色学院应用型BIM人才闭环培养机制

四循环闭环BIM教学机制由理论学习、技能训练、项目实操和竞赛4个子循环构成：

理论学习子循环依托理论学习平台，采用课上教学和课后互动式学习、小组式学习相结合的方式，以课堂教学为基础，以“毕设大赛”知识题库为补充，以知识竞赛和课程考试为牵引，以知识分享和专项研讨为主要方式推动BIM理论知识的循环式学习。

技能训练子循环依托技能训练平台，采用学练结合的方式，以课程实训和“毕设大赛”软件技能培训为基础，以实训考核和技能竞赛为牵引，推动基础软件和专项软件的循环式学习。

项目实操子循环以实践操作平台为依托，以“假题真做”方式用企业提供的旧项目和新校区图纸、资料等为素材，在专业情境下采用由易到难的方式锻炼学生的实践操作能力。

竞赛子循环以“毕设大赛”为牵引，以赛前培训和选拔为主要方式，激励学生进一步提高BIM技能水平。上述四循环系统是开放式系统。学生可以根据自己对专业知识和专业技能的掌握程度，自由选择进入哪个环节学习。而建筑与土木工程协会也会定期通过普查式的考核方式，筛选出基础不牢的学生重新回到四循环系统中反复练习，以确保学生培养质量。

（四）教学效果评估

推行以“毕设大赛”为依托的BIM闭环教学体系以来，百色学院土木建筑工程学院先后培养学生900余人，其中100余人取得中国图学学会颁发的BIM等级证书。百色学院土木建筑工程学院多次派学生代表队参加“毕设大赛”，并取得优异成绩。结果表明以“毕设大赛”为依托的BIM闭环教学体系可以显著提高百色学院BIM人才培养水平和培养效率。

五、结 论

本文以百色学院为例，通过整合“毕设大赛”提供的教学资源，认为BIM闭环教学体系有效地缓解了地方本科院校应用型BIM人才培养所面临的师资力量薄弱、软件配套不全等问题，提高了BIM人才培养的效率和水平。具体如下：

（1）BIM岗位能力的指标化明确了BIM教学的具体目标。

（2）BIM教学体系三大平台的建设有效地整合了教学资源，支撑了BIM教学活动的开展。

（3）BIM教学体系的闭环机制不仅为学生提供了从理论、技能到综合应用能力的系统化培养，还以参赛为契机对校内外BIM培养体系进行了融合，实现了地方本科院校BIM教学体系的可持续发展。

（4）开放式的BIM教学体系为学生提供了较大的学习自由度，以实现对学生岗位能力的夯实和强化，确保没有学生掉队，保证了该体系的培养质量。