王照安

【摘要】隨著現(xiàn)代信息技術、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)對建筑信息模型（BIM）應用型人才的需求越來越迫切，為培養(yǎng)出適應社會需求的BIM應用型人才，文章突出工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系構建研究，從BIM理論類課程、實踐課程、應用類課程三方面入手，合理構建適應BIM應用型人才培養(yǎng)的課程體系，為BIM應用型人才培養(yǎng)找到可行路徑。

【關鍵詞】工程管理; 課程體系構建; BIM應用型人才; 路徑

【中國分類號】

G642.0【文獻標志碼】A

隨著社會生產(chǎn)力的進步，科學技術的迅猛發(fā)展，建筑市場對BIM應用型人才的需求大增，對于BIM應用型人才培訓模式研究也更加迫切，國內(nèi)外的學者特別是高校在如何培養(yǎng)BIM應用型人才方面作了一定研究。2018年，熊含夢在基于BIM的應用型人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀研究中分析了國內(nèi)外BIM應用現(xiàn)狀及趨勢，在國內(nèi)外高校中的人才培養(yǎng)模式的基礎上，提出基于BIM的應用型人才培養(yǎng)的必要性及緊迫性[3]。2020年，劉衛(wèi)斌在基于BIM技術的土建類復合型應用人才培養(yǎng)模式的研究與實踐中提出通過教學實踐、BIM技術的學習及實踐，使學生提高了學習興趣，增強了本專業(yè)及相關專業(yè)知識，具備了一定的動手能力，提高了就業(yè)競爭力[2]。2017年，何蕊，欒英艷，高岱等在基于BIM 人才培養(yǎng)的土木工程課程體系改革研究中提出為緊跟建筑行業(yè)的尖端技術，哈爾濱工業(yè)大學工程圖學部針對社會BIM人才缺口問題，將BIM技術教學引入大學生土木工程制圖課堂，將傳統(tǒng)的土木工程制圖體系轉(zhuǎn)變?yōu)榧止だL圖、計算機二維繪圖及計算機三維建模為一體。引入三維教學及行業(yè)領域前沿技術有利于提高學生閱讀工程圖能力，激發(fā)學生主動學習興趣等[5]。國內(nèi)學者主要在BIM應用型人才培養(yǎng)的必要性和迫切性進行研究，校企合作協(xié)同育人研究以及實訓基地建設研究[1];或者是對具體課程與BIM技術結合研究[4]，目前還沒有針對工程管理專業(yè)BIM應用型人才培養(yǎng)的課程體系進行過系統(tǒng)完整性研究。本文將針對工程管理專業(yè)BIM應用型人才培養(yǎng)課程體系進行系統(tǒng)研究，努力為工程管理BIM應用型人才培養(yǎng)找到可行路徑。

1 BIM工程管理專業(yè)教學改革研究

工程管理專業(yè)是一個綜合性、實踐性較強的專業(yè)，然而，現(xiàn)代工程項目越來越復雜，傳統(tǒng)的教學方式很難清楚、直觀地呈現(xiàn)項目的實施過程。但受到工程施工時間、課時分配等因素的制約，學生往往只能通過參觀不連續(xù)的施工過程，形成分裂的、片段性的感性認識，學生在教學過程中仍然處于被動接地位，與現(xiàn)代教育倡導的學生為主體、教師為主導的理念不符。為了加強學生能力的培養(yǎng)，國內(nèi)大多高等院校采用實踐課的方式開展教學。在信息化的發(fā)展大潮中，部分教師開始進行積極的嘗試，在課堂上借助圖片、動畫、音視頻等軟硬件輔助教學。在一定程度上起到了助學、助教作用，但仍沒有突破傳統(tǒng)教學模式的限制。而BIM能夠模擬項目設計、施工、管理的整個過程，能夠增進學生對專業(yè)知識的理解和掌握。但是，目前我國只有個別院校把BIM納入到課程體系中，對BIM課程中應該包括哪些知識點以及如何建立BIM課程體系并沒有明晰的思路。由于工程管理專業(yè)具有跨學科和實踐性強的特點，建立基于BIM的工程管理專業(yè)課程體系是實現(xiàn)工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)目標的關鍵。

1.1 基于BIM的課程體系研究

根據(jù)高等學校工程管理本科人才培養(yǎng)質(zhì)量標準，結合教學實踐，將BIM課程架構分為BIM技術理論類課程、BIM技術應用類課程和BIM技術實踐類課程，并基于人才培養(yǎng)需要將現(xiàn)有課程進行重組。BIM技術理論類課程主要是介紹BIM的概念、模型格式、支撐技術、協(xié)同設計原理等BIM理論知識。本研究基于BIM技術學習應用進行課程的構建。BIM技術理論知識點如圖1所示。筆者采用企業(yè)行業(yè)專家調(diào)查法，結合教學經(jīng)驗將BIM技術理論類課程設置為“BIM概論”和“BIM軟件建模”兩門課程，如圖2所示。

BIM應用類課程主要是在現(xiàn)有的課程體系中融入BIM技術，使相應課程能夠?qū)崿F(xiàn)信息化。工程管理專業(yè)課程體系如表1所示。本研究應用專家調(diào)查法和文獻調(diào)查法對表1中的專業(yè)課程進行識別，構建BIM技術應用類課程，現(xiàn)有的知識體系中能夠納入BIM內(nèi)容的課程包括：工程識圖、工程施工、建筑學、項目管理、工程計量計價等課程，如圖3所示。

BIM實踐類課程是在BIM理論課程和BIM應用課程的基礎上，通過具體的案例使學生將所學的知識系統(tǒng)化的應用在實踐中。最終以課程設計、畢業(yè)設計的形式，對學生大學四年所學專業(yè)知識運用BIM技術表達出來。具體課程設計實踐課程體系如圖4所示。

通過以上三個模塊課程體系的建立，以BIM技術理論類課程、BIM技術應用類課程和BIM技術實踐類課程為框架，構建出基于BIM的工程管理專業(yè)課程體系，如圖5所示。

本研究擬構建基于BIM理論課程體系、BIM應用課程體系和BIM實踐課程體系，并以這三大體系為框架來構建基于BIM的工程管理專業(yè)課程體系。在課程設計中引入BIM，通過計算機軟件來虛擬實現(xiàn)，真正實現(xiàn)了以學生為中心，迫使學生主動學習。與此同時，通過小組團隊的形式完成課程設計，也鍛煉了學生團隊合作的能力。總之，通過BIM技術的應用，不僅讓學生掌握了所學的知識，而且培養(yǎng)了綜合運用所學知識解決問題的能力。

1.2 BIM 工程管理類虛擬實驗室的建設

我國目前已建設BIM虛擬實驗室的有清華大學、重慶大學、同濟大學等土木類重點院校。我們團隊基于此而提出探索創(chuàng)建BIM土木工程虛擬實驗室，建筑工程學院2018年在BIM工程研究中心平臺，搭建工程施工、工程測量、工程制圖虛擬仿真平臺（三好公司虛擬軟件），并購買魯班BIM5D管理系列軟件，為人才培養(yǎng)和項目研究提高基礎。

1.2.1 科學選擇BIM工程管理虛擬實驗室軟硬件

在軟件方面實驗室首要配置是BIM 核心建模軟件，其主要有Autodesk 公司的Revit 軟件系列、魯班的項目管理軟件、Bentley 公司的Bentley 軟件系列、廣聯(lián)達的工程計量計價軟件， Graphisoft 公司的ArchiCAD 軟件和Dassault公司的Catla 軟件等。就目前市場的普及情況來看，Autodesk 公司的Revit軟件系列是最適合基于BIM 技術的土木工程虛擬實驗室的建模軟件之一。根據(jù)不同虛擬實驗的需求還應配置與BIM 建模軟件搭配使用的BIM 相關軟件。目前市場上有12種BIM軟件，如圖6所示。

實驗室主要應用的可持續(xù)分析軟件（ 如日照、風環(huán)境、噪音、熱工分析等） 有國外的Ecotect、GreenBuilding Studio 、IES及國內(nèi)的PKPM，可視化軟件有國外的3DMAX、Lightscape，深化設計軟件有Tekla Structures，造價軟件有國外的Sloibri 及國內(nèi)的宏業(yè)、廣聯(lián)達。實驗室需根據(jù)不同教學和科研方向，諸如學校的地域特點、發(fā)展方向、專業(yè)要求、以及資金準備等，科學配置實驗的BIM 軟件。

在硬件方面，實驗室需配置能夠流暢使用BIM三維軟件系列、魯班軟件系列的計算機，能滿足BIM 服務器以及用于教學演示的多媒體設備、大型結構計算分析的高配置計算機等。在BIM 服務器方面目前有實現(xiàn)IFC 數(shù)據(jù)的存儲、提取和管理的IFCModel Server，實現(xiàn)IFC 模型的導入和導出，IFC 文件的版本控制等功能的EDM Model Server，以及與各設計軟件配套的BIM 協(xié)同設計服務器等。實驗室的軟硬件配置需根據(jù)實驗室的教學需要、功能需求，進行高效搭配。

1.2.2 BIM工程管理虛擬實驗室的特色

我國將BIM 技術應用于項目的全生命周期管理作為發(fā)展目標，目前的發(fā)展重點主要放在BIM 技術在項目建設管理各階段的應用，下一步應針對BIM技術的應用特點探索更多特色。本研究中擬探索實現(xiàn)BIM工程管理虛擬實驗室的三大特色，具體為：

（1）虛擬實現(xiàn)施工全過程管理，我國BIM技術主要應用在設計階段，虛擬實驗室可將BIM 技術擴展至施工階段全程展開研究。虛擬實驗室可在三維建?；A上將BIM技術應用于施工階段的質(zhì)量、安全、進度、造價管理、虛擬建造管理等多個層面。實現(xiàn)施工全程動態(tài)管理、實時監(jiān)控。

（2）實驗室對工程管理的全過程實現(xiàn)可視化虛擬再現(xiàn)，借助BIM 技術的可視化功能，探索項目的決策、設計、施工階段及項目建成后的運維階段中工程管理的虛擬再現(xiàn)。通過軟件直接獲得效果圖和動畫視頻，用來檢查設計效果，提升學生學習的興趣。

（3）建筑節(jié)能設計虛擬實驗，面對建筑高能耗的問題，建筑節(jié)能設計已成當務之急，BIM 技術的應用可以在設計階段通過模擬分析選擇最優(yōu)節(jié)能方案。虛擬實驗通過BIM 建模軟件建立包含建筑幾何信息、材料屬性、供應商等大量設計信息的三維BIM 模型，將模型導入相關的分析軟件（ 如DOE2、EnergyPlus、DeST等） 對日照、風環(huán)境、光環(huán)境等進行模擬分析，由能量分析結果進行節(jié)能設計，最終選擇最優(yōu)建筑節(jié)能設計方案。BIM工程管理虛擬實驗室三大特色的探索將在施工管理方面的應用價值前景十分廣闊，本探索研究是獨具特色的。

2 BIM應用型人才培養(yǎng)方案

“現(xiàn)在全國建筑行業(yè)能運用BIM進行工程設計及實踐的人跟傳統(tǒng)CAD設計人才相比，那可是數(shù)十萬的差距啊?！敝袊鴪D學學會執(zhí)行秘書長賈煥明在 “龍圖杯”全國BIM大賽啟動儀式上如是說。最引起業(yè)內(nèi)人士關注的是還在建設中的中國第一高樓“上海中心”工程，雙層幕墻結構的上海中心每一層140多塊各有編號的玻璃幕墻無一相同。按傳統(tǒng)施工法，就算現(xiàn)場有再多的人，也無法完成如此高精度的安裝?？扇缃褚驗椴捎昧耸澜珙I先的BIM技術，一層樓16個工人就能搞定。由于我國各大高校還沒有系統(tǒng)開設BIM的相關課程，熟悉BIM技術的教師更是缺乏，同時各建筑設計院和施工單位也很少應用該技術，所以目前我國在該技術的開發(fā)應用上面臨三大困難，應用人才的欠缺是這三個困難的關鍵因素。基于BIM技術的發(fā)展現(xiàn)狀和實踐，單純的BIM應用越來越少，更多的是BIM技術與其他專業(yè)技術、大數(shù)據(jù)、云計算技術等集成應用，以期發(fā)揮更大的應用價值，從而出現(xiàn)“BIM+”的特點。其包括三個方面：一是多階段應用，即從聚焦設計階段應用向施工階段深化應用延伸;二是集成化應用，即從單業(yè)務應用向多業(yè)務集成應用轉(zhuǎn)變;三是協(xié)同化應用，即從單機應用向基于網(wǎng)絡的多方協(xié)同應用轉(zhuǎn)變。

本研究基于目前BIM技術的發(fā)展現(xiàn)狀和人才培養(yǎng)需求，就BIM+人才培養(yǎng)方案和模式以進行研究，這些BIM+人才包括BIM基礎理論研究員、BIM模型生產(chǎn)工程師、BIM標準管理師、BIM專業(yè)分析工程師、BIM信息應用工程師、以及BIM數(shù)據(jù)維護師等。率先在國內(nèi)外開展BIM人才培養(yǎng)課程體系的制定和研究，是BIM技術和教育交叉領域的工作結果，具有原始創(chuàng)新性，這有利于我國的BIM+人才培養(yǎng)的規(guī)范化和科學性。我們說的BIM+人才不僅具備基本的工程能力，而且也能熟練應用BIM技能，亦是管理協(xié)同的復合型人才，可從圖7看出。

結合我國建筑行業(yè)發(fā)展對企業(yè)BIM應用及人才結構調(diào)研結果發(fā)現(xiàn)，目前企業(yè)BIM團隊人才需求如圖8所示。

3 工程管理專業(yè)BIM人才的培養(yǎng)方案最優(yōu)選擇

基于我們的研究基礎，我們構建了工程管理專業(yè)BIM專業(yè)人才的培養(yǎng)方案拓撲圖，其解析見圖9。

工程管理專業(yè)BIM人才培養(yǎng)方案中我們從以下幾個方面對專業(yè)能力進行培養(yǎng)。

3.1 工程管理能力

具備在土木工程或其他工程領域進行工程策劃、投資管理、設計管理、招投標管理、合同管理、質(zhì)量控制、安全管理、進度控制住、信息管理和組織協(xié)調(diào)的基本能力，具備應用信息

化技術解決工程管理實際問題的綜合能力。

3.2 成本控制能力

能掌握和應用現(xiàn)代工程造價管理方法，具備工程項目投融資分析、設計施工方案的優(yōu)選能力;能編制工程投資估算、招標工程清單、施工圖概預算、工程結算文件;具備運用信息化技術解決工程造價相關問題的能力。

3.3 合同管理能力

能夠進行工程招投標策劃、合同策劃、具備確定合同價款和進行工程合同管理的能力，具備解決合同索賠及風險管控的能力。

3.4 工程建模能力

能正確識讀土建和安裝工程施工圖紙并結合圖紙完成將圖紙轉(zhuǎn)化為BIM模型的能力。

3.5 信息管理能力

具備在建筑工程全生命周期中借助信息化技術手段管理建筑工程資料、進度、質(zhì)量、安全、成本等工程信息的能力。

4 結束語

針對工程管理專業(yè)本科BIM應用型人才培養(yǎng)方案和課程體系構件，雖進行實踐研究，培養(yǎng)的學生在實踐應用，學科競賽、畢業(yè)設計等都取得了較好成績。故擇優(yōu)推薦適合BIM應用型人才培養(yǎng)的課程體系案例僅供參考，人才培養(yǎng)由于受技術進步、市場對人才的需求多樣性等客觀因素影響，尚需作更深入研究。

參考文獻

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