白志強，于蘭蘭，王建萍，范 升，王 榮

（濰坊學院 建筑工程學院，山東 濰坊 261061）

1 研究背景

建筑產(chǎn)業(yè)向數(shù)字化方向發(fā)展已經(jīng)成為時代趨勢，建筑企業(yè)對BIM技術(shù)人才的需求更加迫切，這對高校的BIM技術(shù)人才培養(yǎng)提出了新要求[1-2]。2015年，住建部《關(guān)于推進建筑信息模型應用的指導意見》中明確提出，新立項的項目勘察設(shè)計和運維管理，集成BIM應用比例要達到90%以上[3]。從目前的地方企業(yè)調(diào)研結(jié)果看，除了少數(shù)示范企業(yè)在政策推動下開展基于BIM技術(shù)的局部性示范應用外，BIM技術(shù)的“提質(zhì)增效”優(yōu)勢還遠沒有發(fā)揮出來[4-5]。但值得注意的是，盡管多家建筑企業(yè)仍然沿用傳統(tǒng)建筑建造組織方式，但多數(shù)建筑企業(yè)對BIM技術(shù)的應用前景非?？春茫曳浅Ｗ⒅貙IM技術(shù)人才的儲備。顯而易見，國內(nèi)二三線城市的建筑企業(yè)BIM技術(shù)應用仍處于傳統(tǒng)建筑建造組織方式與信息技術(shù)組織方式并存的過渡階段。

作為服務區(qū)域經(jīng)濟的地方高校，始終瞄準地方建筑企業(yè)人才需求目標，積極探索符合新工科背景下的BIM技術(shù)人才的培養(yǎng)模式，為企業(yè)提供人才支撐。國內(nèi)一些高校已經(jīng)開始了BIM技術(shù)教學研究和BIM技術(shù)人才培養(yǎng)體系研究[1,6,7]，但現(xiàn)有研究中，針對新舊技術(shù)過渡時期的BIM技術(shù)教學研究仍然比較缺乏。本文針對濰坊及周邊建筑經(jīng)濟發(fā)展的實際情況，探索滿足地方建筑企業(yè)需求的BIM人才教學方案，在建筑全生命周期視角下，將BIM技術(shù)教學內(nèi)容科學地融入現(xiàn)有人才培養(yǎng)課程體系中，通過精心設(shè)計科學合理的BIM技術(shù)教學方案，促進學生專業(yè)能力與BIM技術(shù)應用能力的協(xié)同發(fā)展。

2 OBE 教育理念

OBE（Outcome Based Education），即基于成果導向的教育理念。成果導向教育作為一種先進的教育理念，已成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念。自從我國工程教育加入華盛頓協(xié)議以來，用成果導向教育理念引導工程教育改革逐漸成為國內(nèi)高校工程教育改革和工程教育認證的指導性理念。因此，充分理解并運用OBE教育理念在新時期工程技術(shù)人才培養(yǎng)方面具有現(xiàn)實意義。

OBE有四個核心問題：第一，我們想讓學生取得的學習成果是什么？第二，為什么要讓學生取得這樣的學習成果？第三，如何有效地幫助學生取得這些學習成果？第四，如何知道學生已經(jīng)取得了這些學習成果？本文結(jié)合BIM技術(shù)人才培養(yǎng)目標，圍繞上述四個核心問題，對土木工程專業(yè)課程體系與BIM技術(shù)教學融合問題進行了教學方案設(shè)計。

3 教學目標

3.1 現(xiàn)有課程體系中的能力目標

基于“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的大土木類人才培養(yǎng)總思路，現(xiàn)有土木工程專業(yè)課程體系主要由專業(yè)必修課模塊和專業(yè)拓展課模塊組成。專業(yè)必修課模塊包括專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)主干課，此模塊是專業(yè)知識基礎(chǔ)框架，強調(diào)的是專業(yè)基礎(chǔ)的“通識性”，目的是夯實學生專業(yè)理論基礎(chǔ)；專業(yè)拓展課依據(jù)學生從業(yè)興趣，鼓勵學生在房屋建筑和道路橋梁兩個專業(yè)方向做深入研修，同時兼顧在大土木專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)。通過修讀兩大模塊課程體系，逐步培養(yǎng)學生工程結(jié)構(gòu)設(shè)計能力和工程施工管理能力。圖1清晰地展示出現(xiàn)有課程體系的“雙能力”培養(yǎng)目標。隨著建筑信息技術(shù)的不斷發(fā)展，將BIM技術(shù)能力融入到“雙能力”培養(yǎng)目標，是時代發(fā)展的必然。

3.2 為不同課程匹配相應的BIM技術(shù)教學內(nèi)容和教學方法

與傳統(tǒng)土木專業(yè)課程體系內(nèi)容不同，BIM技術(shù)體系呈現(xiàn)出的是一種大工程觀的概念，它本質(zhì)上是建筑全生命周期視角下的多專業(yè)建筑信息協(xié)同交互管理技術(shù)[8]。而現(xiàn)有課程體系中，僅有《BIM技術(shù)基礎(chǔ)》一門課程聚焦BIM技術(shù)的基本概念和基礎(chǔ)理論教學，無論從教學深度還是廣度上都難以滿足BIM技術(shù)教學需求。圖1清晰地展示出現(xiàn)有課程體系中的部分代表性課程與雙能力目標的對應關(guān)系。從圖中可以看出，“雙能力”的培養(yǎng)與現(xiàn)有課程的教學內(nèi)容息息相關(guān)。如何在現(xiàn)有“基礎(chǔ)理論+專業(yè)深修”建構(gòu)思路下，為不同特點的課程設(shè)計出相應的BIM技術(shù)教學內(nèi)容和教學方法，是將BIM技術(shù)融入到現(xiàn)有課程體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.3 BIM技術(shù)與現(xiàn)有課程體系相關(guān)性分析

BIM技術(shù)應用以軟件操作為表現(xiàn)形式，而課程設(shè)計類的教學效果與軟件操作熟練程度息息相關(guān)，故將課程體系中有利于促進軟件實操的課程定義為“直接相關(guān)課程”，將相關(guān)基礎(chǔ)理論課程定義為“間接相關(guān)課程”。圖2針對現(xiàn)有課程體系框架與BIM技術(shù)各階段的教學內(nèi)容建立了對應關(guān)系。從圖中可以看出，現(xiàn)有課程體系中的大多數(shù)課程與“BIM結(jié)構(gòu)建模及計算”和“BIM項目進度及管理”兩種能力具有多重相關(guān)性，這與前文所述的兩種能力培養(yǎng)目標具有高度契合性。因此，教學改革聚焦BIM結(jié)構(gòu)建模和BIM項目管理兩個方面，不僅有利于BIM技術(shù)與原有教學課程體系融合，而且還有利于前文所述的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計能力和工程項目管理能力的培養(yǎng)。然而現(xiàn)有課程體系在“工程規(guī)劃與勘察”和“BIM建筑建模及分析”、以及“項目日常管理與維護”方面的BIM技術(shù)教學內(nèi)容偏少，這也說明現(xiàn)有課程體系仍然以單一的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)架構(gòu)為主。筆者認為，在保證現(xiàn)有師資水平和教學資源投入的前提下，首先鞏固土木工程專業(yè)BIM技術(shù)教學成果，再逐步輻射到周邊相近專業(yè)的BIM技術(shù)教學，循序漸進地形成完整的、系統(tǒng)性、全面性的BIM技術(shù)教學體系。

3.4 BIM技術(shù)教學內(nèi)容分配方案

在現(xiàn)有課程體系中植入BIM技術(shù)教學內(nèi)容，同時增加學時以使得BIM技術(shù)教學內(nèi)容與現(xiàn)有課程知識體系融合。表1將BIM技術(shù)教學內(nèi)容與關(guān)聯(lián)度最高的課程對應起來，便于授課教師在常規(guī)教學中開展高響應度的課程教學改革。比如在房屋建筑學課程設(shè)計中，采用案例驅(qū)動教學法，選取難度適中的工程案例，從工程案例中分解出具有高度可操作性的三維建模任務，通過revit等三維建模軟件完成分配到的任務，促進學生深度掌握BIM三維建模技術(shù)。再比如，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計課程中，在保持原有手算受彎構(gòu)件設(shè)計訓練方案外，增加運用GSrevit、YJK等三維設(shè)計軟件開展計算及分析，在完成案例任務的同時，進一步培養(yǎng)學生專業(yè)理論與BIM技術(shù)協(xié)同應用的能力。

表1 BIM技術(shù)教學內(nèi)容分配方案

4 BIM技術(shù)教學“兩階段、三層次”實施策略

4.1 BIM技術(shù)教學的“兩階段”師資結(jié)構(gòu)建設(shè)

BIM技術(shù)涵蓋專業(yè)內(nèi)容寬泛，技術(shù)應用綜合性強。從遵從認知規(guī)律的角度出發(fā)，BIM技術(shù)教學應該結(jié)合不同專業(yè)課程特點分階段、分層次開展。結(jié)合我院教學實際情況，本文提出了“兩階段、三層次”策略。“兩階段”指的是，第一階段首先集中優(yōu)勢師資在“BIM結(jié)構(gòu)建模計算”和“BIM項目進度管理”兩個方面鞏固基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗。第二階段要積極整合學院與地方企業(yè)教學師資，深入開展產(chǎn)教融合式教學，不斷壯大工程規(guī)劃與勘察、建筑建模分析和項目運維管理方面的BIM技術(shù)教學師資力量，構(gòu)建與相近專業(yè)高效互動，有機融合的全生命周期BIM技術(shù)人才結(jié)構(gòu)。

4.2 基于OBE理念的“三層次”BIM技術(shù)教學方案設(shè)計

本文以土木工程專業(yè)為例，從OBE教育理念出發(fā)，開展“三層次”BIM技術(shù)教學?！叭龑哟巍敝傅氖荁IM技術(shù)教學要遵從理論教學、實操訓練、綜合運用依次遞進的教學方法。第一步，基于專業(yè)基礎(chǔ)理論，建立BIM技術(shù)全生命周期知識框架，夯實專業(yè)基礎(chǔ)；第二步，采用案例驅(qū)動教學，利用一系列專業(yè)課的課程設(shè)計，將專業(yè)知識與BIM軟件實操有機結(jié)合，通過BIM軟件實操訓練，內(nèi)化專業(yè)知識，提高理論水平；第三步，堅持“以賽促學，以賽促用”，積極參與BIM系列學科競賽活動，促進BIM技術(shù)的綜合運用水平，充分利用第三方評價機制，客觀評價BIM技術(shù)綜合應用能力和教學成效。

OBE理念注重學習成果的目標導向性，其特點是通過擬達成的目標逆向設(shè)計教學過程。基于OBE理念，將“三層次”BIM技術(shù)教學成果指標化，分析各層次BIM教學指標與教學內(nèi)容關(guān)聯(lián)度，運用現(xiàn)代信息教育技術(shù)完成教學過程。第一層次為理論教學，該層次注重BIM基礎(chǔ)概念和知識架構(gòu)的建立；第二層次為實操訓練，該層次注重BIM技術(shù)軟件操作和專業(yè)知識的應用；第三層次為綜合運用，該層次注重BIM技術(shù)的深度應用和知識升華。

圖3總結(jié)了基于OBE理念的BIM技術(shù)教學過程的組織脈絡。針對不同類型的課程特點，通過將“三層次”BIM技術(shù)教學目標的關(guān)聯(lián)指標進行分解，與相應課程對接后，分別采用傳統(tǒng)課堂知識體系教學法和案例驅(qū)動教學方法開展教學活動，將兩類教學活動與多種教學組織方式有機結(jié)合形成合力，提升教學效果。

圖3 基于OBE理念BIM技術(shù)教學過程組織脈絡

5 基于OBE理念的教學方案保障措施

5.1 積極提升BIM技術(shù)師資力量和師資結(jié)構(gòu)

BIM技術(shù)全生命周期的各個階段均不同程度地涉及到建筑學專業(yè)、土木工程專業(yè)、工程管理專業(yè)和水電暖專業(yè)的技術(shù)應用，但各專業(yè)技術(shù)應用的側(cè)重點不同，且各專業(yè)的BIM軟件種類繁多，數(shù)據(jù)交互需要具備多專業(yè)知識背景，這對BIM技術(shù)教學和BIM師資建設(shè)提出了更高的要求。從圖4所示的四個專業(yè)的BIM師資分布看出，四個專業(yè)共有8名教師從事BIM技術(shù)教學工作，占總師資的16%，其中建筑學專業(yè)教師1名，土木工程專業(yè)教師4名，工程管理專業(yè)3名，目前沒有水暖電專業(yè)背景的BIM教師。圖5顯示出了土木工程專業(yè)現(xiàn)有BIM技術(shù)教學情況。從圖5可以看出，BIM技術(shù)教學師資主要集中在“BIM學科競賽”和“BIM畢業(yè)設(shè)計”兩個方面，在這兩個方面已經(jīng)積累了較為豐富的教學經(jīng)驗。在下一步的BIM教學過程中，通過整合全院師資力量，在各專業(yè)選擇2至3名青年博士教師，尤其鼓勵建筑學和水暖電專業(yè)的教師積極從事BIM技術(shù)教學工作，通過企業(yè)調(diào)研、BIM專題培訓、學術(shù)交流等方式，提高教師的BIM技術(shù)教學能力，在教研室活動中增加BIM技術(shù)專題教研內(nèi)容的比重，鼓勵授課教師積極開展BIM技術(shù)教學改革，更新教學內(nèi)容。盡管在BIM基礎(chǔ)教學方面和課程設(shè)計方面師資欠缺，但隨著上述措施的實施，再結(jié)合企業(yè)師資利用力度和博士師資引進力度的不斷增大，一定會在“BIM基礎(chǔ)教學”和“BIM技術(shù)融入課程設(shè)計”兩方面的教學得到極大地增強。

圖4 現(xiàn)有BIM師資隊伍結(jié)構(gòu)

圖5 現(xiàn)有BIM技術(shù)教學分布

5.2 完善BIM學科競賽平臺

目前BIM技術(shù)類的學科競賽包括全國高校BIM畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新大賽、全國信息技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、“品茗杯”全國高校BIM應用畢業(yè)設(shè)計大賽、“構(gòu)力杯”國產(chǎn)BIM軟件大學生菁英邀請賽、山東省信息技術(shù)競賽等。各個比賽的側(cè)重點和風格有所不同，充分利用每一種學科競賽的突出特點，讓不同學科競賽在促進我院BIM技術(shù)教學方面各盡所長，各顯其能。成立BIM學科競賽團隊，打造BIM學科競賽平臺，建立師生激勵機制，完善保障制度，用實際行動踐行“以賽促學”理念，把BIM學科競賽打造成我院第二課堂的教學特色和優(yōu)勢。

5.3 打造基于BIM技術(shù)的畢業(yè)設(shè)計綜合實踐教學平臺

相較于單一專業(yè)畢業(yè)設(shè)計，BIM技術(shù)畢業(yè)設(shè)計的工作量要大的多，現(xiàn)有12周的學時很難滿足基于BIM技術(shù)的畢業(yè)設(shè)計要求。為了更好地將BIM技術(shù)融入到畢業(yè)設(shè)計中，可考慮打通BIM學科競賽與生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計之間的界限，鼓勵學生從大三學年就開始著手參與BIM學科競賽，優(yōu)先選擇與BIM技術(shù)有關(guān)的生產(chǎn)實習單位，積極與地方企業(yè)開展聯(lián)合教學，借用企業(yè)BIM人才導師的優(yōu)勢資源，鼓勵學生到工程一線參加BIM技術(shù)實踐鍛煉。逐步形成以BIM學科競賽，生產(chǎn)實習，畢業(yè)實習，畢業(yè)設(shè)計四級聯(lián)動的畢業(yè)設(shè)計綜合實踐教學平臺，從根本上提升畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，提高學生的BIM技術(shù)應用能力。

6 教學評價

本文從知識維度和能力維度對BIM技術(shù)教學效果進行評價。知識維度評價通過在各門課程平時作業(yè)和期末考試中設(shè)置BIM技術(shù)考核內(nèi)容，針對學生對BIM技術(shù)內(nèi)容的完成度做出評價，評價細則應該能夠服務各門課程教學目標，同時也應該具有統(tǒng)一性，體現(xiàn)BIM技術(shù)的整體教學目標。能力維度評價則通過鼓勵學生參與各類各級BIM技術(shù)學科競賽，根據(jù)學科競賽獲獎頻次和獲獎等級來評價，根據(jù)各級學科競賽的影響力和獲獎等級制定科學合理的評價權(quán)重。

7 結(jié)束語

基于人才培養(yǎng)現(xiàn)狀分析，通過對現(xiàn)有課程體系和BIM技術(shù)能力的相關(guān)性分析，明確了現(xiàn)有課體系與BIM技術(shù)教學應該從“BIM結(jié)構(gòu)建模及分析”和“BIM項目進度管理”兩個切入點開展BIM技術(shù)教學研究?；谝陨蟽蓚€切入點，結(jié)合OBE教育理念，提出了“兩階段、三層次”的BIM技術(shù)教學方案，從優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)、完善學科競賽、建立畢業(yè)設(shè)計綜合平臺三個方面提出了對BIM技術(shù)教學過程的保障措施，為地方高校開展BIM技術(shù)教學工作提供參考。