蔣敏敏 韋巧艷 鄭君健 張媛媛

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，建筑信息模型（BIM）技術(shù)在土建類行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)變得越來(lái)越廣泛。但在環(huán)境工程行業(yè)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)滯后。本文將首先介紹BIM技術(shù)在環(huán)境工程中的意義，然后針對(duì)目前BIM技術(shù)在環(huán)境工程本科教學(xué)推廣過(guò)程中所面臨的困難，提出相關(guān)改善措施和建議，以期為推動(dòng)環(huán)境工程專業(yè)BIM技術(shù)人才培養(yǎng)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；環(huán)境工程；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)

一、引言

目前建筑土建領(lǐng)域正逐漸向智能化方向邁進(jìn)。BIM（Building Information Modeling）技術(shù)的高速發(fā)展和應(yīng)用已成為實(shí)現(xiàn)建筑土建等工程領(lǐng)域智能化的必要手段和趨勢(shì)。早在2012年，美國(guó)建筑業(yè)的BIM技術(shù)應(yīng)用率就已達(dá)到了71%[1]。盡管我國(guó)已將BIM技術(shù)納入國(guó)家“十三五”科技支撐計(jì)劃和建筑信息化發(fā)展綱要[1]，并出臺(tái)了一些BIM相關(guān)的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，建筑工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多，但在國(guó)內(nèi)規(guī)?；瘧?yīng)用方面仍處于起步階段。特別在環(huán)境工程領(lǐng)域，BIM技術(shù)的推廣和應(yīng)用相對(duì)滯后。

高等院校是培養(yǎng)BIM技術(shù)人才的主要基地，但受多方面因素影響，高等院校的教學(xué)往往滯后于時(shí)代和市場(chǎng)需求的快速發(fā)展。當(dāng)前，大部分高等院校的環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)主要偏向理論知識(shí)學(xué)習(xí)，而要掌握BIM技術(shù)，不僅需要理論學(xué)習(xí)，還需要大量的工程實(shí)踐積累。這導(dǎo)致環(huán)境工程畢業(yè)生對(duì)BIM技術(shù)的掌握嚴(yán)重不足。因此，如何針對(duì)環(huán)境工程專業(yè)開(kāi)展BIM技術(shù)教學(xué)，使學(xué)生能同時(shí)掌握BIM技術(shù)和環(huán)境工程專業(yè)知識(shí)，成為一項(xiàng)重要任務(wù)。

本文主要通過(guò)介紹BIM技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用意義，分析目前在教學(xué)推廣過(guò)程中面臨的困難，并提出相應(yīng)的措施與建議，以推動(dòng)環(huán)境工程專業(yè)BIM技術(shù)人才的培養(yǎng)。

二、信息化背景下BIM技術(shù)在環(huán)境工程中應(yīng)用的意義

（一）BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM是英文Building Information Modeling的縮寫(xiě)，中文譯為建筑信息模型。BIM的概念來(lái)源于20世紀(jì)70年代，由美國(guó)佐治亞理工學(xué)院被譽(yù)為“BIM之父”的Chuck Eastman教授提出，目前BIM技術(shù)已在北美以及歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了普遍應(yīng)用[2， 3]。BIM技術(shù)是指建設(shè)項(xiàng)目的物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)，為項(xiàng)目全生命周期的各個(gè)階段提供可靠決策的信息化共享平臺(tái)。通過(guò)集成化、可視化、可模擬性和可協(xié)調(diào)性，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)參與方的協(xié)同作業(yè)，包括初期概念設(shè)計(jì)、施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、施工運(yùn)營(yíng)和維護(hù)拆除等工作[4]。在我國(guó)，推廣BIM技術(shù)對(duì)于信息化集成應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。

（二）環(huán)境工程與BIM技術(shù)

環(huán)境工程是研究如何保護(hù)和合理利用自然資源，解決環(huán)境污染問(wèn)題，改善環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的學(xué)科。解決環(huán)境污染問(wèn)題的途徑主要包括從污染源頭入手以及建設(shè)環(huán)境工程項(xiàng)目處理已經(jīng)產(chǎn)生的污染物。這些環(huán)境工程項(xiàng)目涵蓋了污廢水處理、固體廢物處理和大氣污染治理等領(lǐng)域。這些項(xiàng)目的實(shí)施需要城市規(guī)劃、土建和機(jī)電設(shè)備等多個(gè)專業(yè)的支持。例如，在建設(shè)一個(gè)污水處理項(xiàng)目時(shí)，需要基于城市規(guī)劃選擇和規(guī)劃場(chǎng)地，建筑結(jié)構(gòu)用于建設(shè)處理設(shè)施的池塘，給水排水技術(shù)用于處理設(shè)施之間的連接和廠區(qū)雨污水處理，機(jī)電設(shè)備用于處理工藝的附屬設(shè)備和廠區(qū)功能建筑等。然而，傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)和管理方法在處理復(fù)雜的環(huán)境工程項(xiàng)目中的多專業(yè)協(xié)作上存在不足，因此，掌握BIM技術(shù)對(duì)環(huán)境工程從業(yè)者來(lái)說(shuō)非常重要。

自2003年引進(jìn)BIM技術(shù)以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)有很多關(guān)于BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備和城市規(guī)劃等土建行業(yè)上的實(shí)際應(yīng)用和教學(xué)改革的報(bào)道[5， 6]。雖然BIM技術(shù)在環(huán)境工程項(xiàng)目上也有應(yīng)用，但對(duì)于環(huán)境工程和BIM技術(shù)的教學(xué)和研究探索報(bào)道很少。這導(dǎo)致對(duì)于同時(shí)掌握BIM技術(shù)和環(huán)境工程專業(yè)知識(shí)的專業(yè)人才的需求日益增加。因此，在我國(guó)建設(shè)行業(yè)數(shù)字化和信息化的大趨勢(shì)下，加強(qiáng)環(huán)境工程專業(yè)與BIM技術(shù)的課程體系建設(shè)和培養(yǎng)已成為迫切需要。

三、BIM技術(shù)在環(huán)境工程本科教學(xué)推廣過(guò)程中的困境

自BIM概念提出以來(lái)，BIM技術(shù)的高等院校教學(xué)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家中得到了較為完善的發(fā)展?？梢哉f(shuō)，BIM技術(shù)已經(jīng)成為這些國(guó)家本科教學(xué)中不可或缺的課程。目前，國(guó)內(nèi)很多高等院校已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)對(duì)建筑土建類專業(yè)發(fā)展的重要性，并將其融入工程管理、工程造價(jià)、土木工程、建筑類和給水排水工程等本科專業(yè)教學(xué)中。相關(guān)教學(xué)改革嘗試與探索也已進(jìn)行。然而由于BIM技術(shù)的引入較晚，涉及BIM技術(shù)的本科教學(xué)課程體系仍存在不完善的問(wèn)題。特別是在環(huán)境工程專業(yè)中，引入BIM技術(shù)的教學(xué)相對(duì)滯后。

BIM技術(shù)在環(huán)境工程專業(yè)上的教學(xué)推廣與其他專業(yè)存在類似或特殊的挑戰(zhàn)[7-9]，歸納起來(lái)主要包括以下幾點(diǎn)。

（一）校企對(duì)BIM專業(yè)型人才供需信息不對(duì)稱

目前普遍存在的問(wèn)題是，高等院校在教學(xué)中往往將課本基礎(chǔ)理論教學(xué)放在首位，對(duì)于新興事物的關(guān)注較為欠缺，導(dǎo)致畢業(yè)生在企業(yè)就業(yè)后，往往需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間去適應(yīng)工作。然而，在信息化時(shí)代，BIM技術(shù)在企業(yè)中得到迅速發(fā)展，并已逐漸成熟。然而，由于高等院校與企業(yè)間缺乏深度合作與溝通，導(dǎo)致高等院校對(duì)BIM技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需求信息不對(duì)稱，阻礙了基于市場(chǎng)需求的BIM技術(shù)本科教學(xué)體系的完善。

（二）BIM技術(shù)相關(guān)專業(yè)課在課程體系設(shè)置中不完善

由于當(dāng)前高等院校對(duì)BIM技術(shù)在環(huán)境工程專業(yè)上的發(fā)展以及市場(chǎng)需求缺乏正確而充分的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致在課程體系設(shè)置上對(duì)BIM技術(shù)的引入不足。雖然少數(shù)高等院校以課外講座或?qū)I(yè)選修課的形式開(kāi)始將BIM技術(shù)教學(xué)引入課程體系，但是由于缺乏系統(tǒng)性的教學(xué)計(jì)劃，學(xué)生往往受制于課時(shí)限制和缺乏足夠的實(shí)操訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)BIM技術(shù)的理解和掌握受到了嚴(yán)重的影響。

（三）BIM技術(shù)教學(xué)資源投入有限

目前，部分高等院校在BIM技術(shù)教學(xué)方面的資源保障力度不夠充分。BIM技術(shù)需要高性能的計(jì)算機(jī)配置，然而很多高校的計(jì)算機(jī)并不能流暢運(yùn)行BIM相關(guān)軟件。如果要求學(xué)生自備電腦，可能會(huì)給他們?cè)黾硬恍〉慕?jīng)濟(jì)壓力。此外，BIM技術(shù)相關(guān)軟件的版權(quán)費(fèi)用也相對(duì)較高。這些因素都制約了高等院校BIM教學(xué)設(shè)備的建設(shè)與發(fā)展，需要大量經(jīng)濟(jì)投入。因此，高等院校在BIM教學(xué)方面還有待提高。

（四）缺乏經(jīng)驗(yàn)豐富的BIM師資力量

在很多高等院校，BIM技術(shù)的教學(xué)資源不足以滿足需求。其中一個(gè)主要原因是缺乏熟練掌握BIM技術(shù)的教師。年齡偏大的教師對(duì)于新技術(shù)的接受程度和積極性較低，也缺乏大量實(shí)際工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這給教師的培訓(xùn)增加了難度。特別是環(huán)境工程專業(yè)教師在BIM師資方面的缺乏更為明顯。許多剛剛開(kāi)始工作的環(huán)境工程青年教師，他們?cè)谘芯可A段主要從事科研工作，缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。因此，BIM師資力量的匱乏也成為制約高等院校培養(yǎng)BIM人才的重要因素。

四、改善BIM技術(shù)教學(xué)培養(yǎng)的措施與建議

將BIM技術(shù)教學(xué)融入環(huán)境工程本科課程教學(xué)體系中，目前還處在探索完善階段，通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和企業(yè)考察[7， 10， 11]，筆者提出了以下幾個(gè)方面的措施與建議。

（一）借助信息化平臺(tái)加強(qiáng)校企合作

校企合作在解決BIM專業(yè)人才供需信息不對(duì)稱問(wèn)題方面發(fā)揮著重要作用。高校通過(guò)與企業(yè)合作，能夠更直接地了解社會(huì)對(duì)BIM專業(yè)人才的需求情況，從而更精準(zhǔn)地調(diào)整本科教學(xué)培養(yǎng)體系，培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需求的專業(yè)人才。與此同時(shí)，校企合作也可以彌補(bǔ)高校教師在BIM領(lǐng)域師資力量不足和缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的劣勢(shì)，提高高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量。對(duì)企業(yè)而言，校企合作可以有效提升高校畢業(yè)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，縮短人才培訓(xùn)周期，降低培訓(xùn)成本，提高企業(yè)效益。通過(guò)與高校合作，企業(yè)可以直接參與到人才培養(yǎng)過(guò)程中，為教學(xué)提供實(shí)際案例和工程項(xiàng)目，并與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，校企合作也需要與時(shí)俱進(jìn)地調(diào)整合作方式。除了傳統(tǒng)的實(shí)地考察和企業(yè)互動(dòng)，借助信息化平臺(tái)和大數(shù)據(jù)作為橋梁，可以為學(xué)生、教師和企業(yè)提供更便捷的信息交流和合作機(jī)會(huì)。通過(guò)信息化平臺(tái)，學(xué)生和教師可以獲取最新的行業(yè)動(dòng)態(tài)和崗位需求，企業(yè)也可以更輕松地與學(xué)校對(duì)接，實(shí)現(xiàn)更廣泛的校企合作。

（二）加強(qiáng)教師自身培訓(xùn)

高等院校的師資是人才培養(yǎng)和教學(xué)的關(guān)鍵。只有提高教師在BIM技術(shù)方面的專業(yè)水平，他們才能在教學(xué)過(guò)程中游刃有余，使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握BIM技術(shù)。因此，針對(duì)高等院校存在的BIM技術(shù)師資不足和教師對(duì)新技術(shù)學(xué)習(xí)積極性不高的問(wèn)題，高等院校應(yīng)制定相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制。例如提供專業(yè)培訓(xùn)機(jī)會(huì)、經(jīng)費(fèi)支持或獎(jiǎng)勵(lì)教師參與相關(guān)學(xué)術(shù)研究和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等，這樣可以激發(fā)教師對(duì)BIM技術(shù)學(xué)習(xí)的積極性，提高他們的專業(yè)水平。

（三）完善課程體系與教學(xué)模式

為了更好地保障BIM技術(shù)的教學(xué)效果，高等院校需要科學(xué)地將BIM技術(shù)教學(xué)融入課程體系中。相較于傳統(tǒng)的“PPT+板書(shū)”教學(xué)模式，在BIM技術(shù)學(xué)習(xí)中，教學(xué)實(shí)踐是不可或缺的。因此，高等院校應(yīng)該針對(duì)BIM技術(shù)教學(xué)的特殊性重新思考教學(xué)模式，將BIM實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地融入課程體系中，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的有效結(jié)合。同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)的特點(diǎn)制定相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案，以充分發(fā)揮BIM技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。這包括安排實(shí)踐課程、教學(xué)項(xiàng)目或?qū)嵙?xí)，在實(shí)際項(xiàng)目中引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用BIM技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題，并提供實(shí)時(shí)的指導(dǎo)和反饋。通過(guò)這樣的教學(xué)模式，高等院?？梢愿玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的BIM技術(shù)能力。

（四）保障BIM技術(shù)教學(xué)基礎(chǔ)資源

為了提升BIM技術(shù)人才的工程實(shí)踐能力，高等院校應(yīng)加大對(duì)BIM技術(shù)教學(xué)所需軟硬件設(shè)施的投入，完善BIM技術(shù)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，并盡可能地建設(shè)專門(mén)的BIM實(shí)訓(xùn)基地，以確保BIM技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)能夠有效進(jìn)行。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，將教學(xué)內(nèi)容更直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。這樣的教學(xué)方式可以使學(xué)生更好地理解BIM技術(shù)的應(yīng)用，增加他們?cè)趯?shí)際工程中運(yùn)用BIM技術(shù)的能力。

（五）增加企業(yè)工程師講座與培訓(xùn)

掌握和熟練運(yùn)用BIM技術(shù)與積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)密不可分。相比高等院校教師，校外工程師在工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和軟件實(shí)操方面具有更大的優(yōu)勢(shì)。因此，在BIM技術(shù)課程教學(xué)體系中，納入校外企業(yè)工程師的講座和培訓(xùn)能夠有效促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力提升。通過(guò)校外工程師的講座和培訓(xùn)，他們可以分享自己在實(shí)際工程項(xiàng)目中遇到的問(wèn)題與解決方法，并提供真實(shí)的案例和經(jīng)驗(yàn)。這樣的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例可以幫助學(xué)生更好地理解BIM技術(shù)在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用，并學(xué)習(xí)到解決問(wèn)題的方法和技巧。

五、結(jié)束語(yǔ)

在信息化、數(shù)字化時(shí)代的大背景下，BIM技術(shù)在環(huán)境工程項(xiàng)目中的應(yīng)用成為行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。這意味著未來(lái)需要大量熟練掌握BIM技能的人才。作為專業(yè)人才培養(yǎng)的搖籃和基地，高等院校應(yīng)當(dāng)緊跟時(shí)代的步伐，完善人才培養(yǎng)體系，根據(jù)社會(huì)需求培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才，以促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

盡管目前高等院校在將BIM技術(shù)融入環(huán)境工程教學(xué)體系中面臨一些困難與挑戰(zhàn)，但引入BIM技術(shù)對(duì)環(huán)境工程行業(yè)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。因此，在信息化背景下，對(duì)BIM技術(shù)在環(huán)境工程中的課程教學(xué)進(jìn)行實(shí)踐探索和改革是非常有意義的。

作者單位：蔣敏敏 韋巧艷 鄭君健 張媛媛 桂林電子科技大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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蔣敏敏（1989.10-），男，漢族，廣西全州，講師，研究生，博士，研究方向：環(huán)境科學(xué)與工程教學(xué)研究。