BIM技術驅動下“兩平臺、多融合、三遞進”的土建類專業人才培養模式研究
作者:晉 艷
發布時間:2020-03-12 18:55:03 來源:陜西教育報刊社
[摘 要]面向建筑信息化轉型、改革應用型土木工程專業人才培養模式是各建筑類高校的廣泛共識。在對國內外BIM技術應用型人才培養現狀分析的基礎上,提出了新建本科院校BIM技術應用型人才培養目標與能力體系,并依托“BIM工程訓練中心+BIM名師工作室”兩大平臺,創建“BIM+課程”“課內+課外”“BIM+創新創業”“項目服務+雙導師培養”的多融合培養機制,從而確立了新建本科院校“兩平臺、多融合、三遞進”的土木工程專業BIM技術應用型人才培養模式。實踐研究表明,該模式能使學生在校完成BIM工程師的基本訓練,顯著提升學生的實踐能力與綜合素質。
[關鍵詞]BIM能力體系 人才培養模式 多融合
基金項目:陜西省2017年高等教育教學改革研究項目(項目編號:17BY119);陜西省2017年教育科學規劃課題(項目編號:SGH17H437);西安思源學院2017年高等教育教學改革研究項目(項目編號:17SYKP002)。
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A
土建類專業BIM技術應用型人才培養模式概述
我國企業需求的BIM人才主要有BIM標準人才、BIM工具人才和BIM應用人才三大類[1]。新建本科高校BIM人才培養應定位于BIM應用人才。BIM應用人才[2]就是應用BIM支持和完成建筑全生命周期中各階段任務的從業者,包括業主的設計、施工、采購等人員;設計與施工企業的建筑、結構、給排水、暖通空調、電氣等人員,運營管理人員及各類相關組織中的專業BIM應用人員。
課題組通過行業需求調研及走訪,結合新建本科院校應用型人才培養目標定位,認為新建本科院校BIM技術應用型人才培養應使學生在校完成BIM工程師的基本訓練。其BIM能力應具備:BIM軟件操作能力+BIM建模能力+BIM模型應用能力+BIM初級項目管理能力。在此,以社會及行業需求為導向,構建“兩平臺、多融合、三遞進”的土木工程專業BIM技術應用型人才培養模式,旨在培養建筑工程領域的BIM應用創新實踐型人才。該模式以“多融合”與“能力遞進”為特征,以BIM應用創新實踐能力培養為核心,推動開放式辦學,搭建“BIM工程訓練中心+BIM名師工作室”的教學平臺,完善由“學校+企業”的雙主體協同育人機制。其人才培養模式框架體系如圖1所示。
BIM人才培養目標及能力體系
依據上述人才培養模式框架體系及行業需求調研結果,確定土木工程專業BIM技術應用型人才培養目標為:培養面向國家建設和區域經濟發展需要,掌握土木工程學科的基礎理論、知識和方法,具備本專業核心技術能力,具有較強的溝通能力、表達能力、良好的職業道德,能在工程建設領域利用BIM技術進行項目建模、模型應用、初級項目管理與優化的高層次實踐創新型人才。在BIM人才能力遞進關系中,BIM軟件操作能力是基礎,BIM建模與模型應用是兩大任務,基于BIM的項目集成管理與優化是延伸目標。將BIM人才能力體系進一步細化,得到“一基、兩主、一延伸”的人才能力體系如圖2所示。
BIM人才培養過程及培養機制研究
1.培養過程及培養機制框架體系
依據圖1構建土木工程專業BIM技術應用型人才培養過程及培養機制框架體系如圖3所示。
2.BIM+課程體系
在上述框架體系中,僅列出了與BIM能力培養相關的專業主干課程,并未對土木工程專業傳統課程體系一一羅列。其中各專業課程、BIM類課程及BIM實踐類專題課程應在符合學生專業認知習慣、課程前導后續基礎上,充分體現BIM技術與專業課的交叉融合,積極倡導基于BIM技術的教學改革。學生能力培養實施路徑如下。
(1)《土木工程及BIM概論》課程應在傳統土木工程概論的基礎上引入BIM的基本概念、體系構成、發展現狀,使學生認識和了解BIM,建立對BIM技術的學習興趣。《基于BIM的認知實習》[3]可以選取不同類型的典型項目,如建筑工程、路橋工程、市政工程等BIM模型,使學生通過BIM模型認識工程各部位的結構構造、施工工藝,形成較全面的感性認識。
(2)《土木工程制圖與識圖》應以Revit軟件為平臺,以虛擬建造為主線,以三維為核心,將三維構造、二維視圖的建立和建筑設計規范知識融為一體[4]。這種教學方式的轉變要求教師將BIM建模、工程制圖與識圖充分融合。學生在教師的引導下能夠將二維圖紙與三維模型建立對應關系,并初步學習軟件操作。
(3)第三學期的Revit土建課程應與房屋建筑學及其實訓課程有機結合,理論課程講授環節,教師可利用BIM模型展示建筑節點及構造?!盎贐IM的房屋建筑學實訓”中學生自主利用BIM軟件完成設計方案、建模及出圖,并利用BIM軟件完成綠建能耗分析。第四學期的結構設計課程與地基基礎課程可利用房屋建筑學的建筑模型導入PKPM系列軟件中完成結構設計與出圖。教學中可利用BIM技術三維展示復雜節點鋼筋構造、結構與基礎的構造要求等,提升學生認知與教學效果。
(4)第五學期的安裝工程施工工藝與識圖、土木工程施工也可實現BIM技術與專業課的融合。利用BIM技術創建管線綜合模型,將二維圖紙轉化為三維模型,并實現虛擬漫游、碰撞檢測、管線綜合優化等。基于BIM技術的三維場布、施工模擬、施工仿真等都將對傳統土木工程施工類課程教學提出新的思路與方法。第六學期的鋼結構與Teckla軟件也可深度融合,穿插進行。應用型本科鋼結構課程應重點講授節點構造、連接方式、吊裝與施工等,可利用BIM技術實現吊裝模擬、精準定位,創建鋼結構二次加工詳圖,碰撞檢測和復雜節點的二次深化設計。計量計價類課程可利用前述房屋建筑學設計圖紙、結構與基礎類設計圖紙,在廣聯達軟件中實現建模計量與計價,可采用手工建模與Revit模型導入兩種方式,并進行量價比較。
(5)第七學期是對前述課程與BIM技術的綜合應用與延伸,利用BIM5D平臺實現項目的集成管理。以真實項目案例為載體,實現物資管理、成本管控、進度計劃控制、質量安全協同管理、多算對比、資料掛接等。第八學期可以綜合建筑學、土木工程、建筑設備、工程造價等專業,在教師指導下完成基于BIM的多種類、多方向的聯合畢業設計。通過基于BIM的項目協同管理及聯合畢業設計培養學生BIM初級項目管理能力。
3.多融合培養機制
(1)“課內+課外”融合
拓展第二課堂,組建專業社團與學科興趣小組。我校BIM技術與應用社團數次參加省級以上BIM建模與算量、基于BIM的畢業設計競賽屢獲佳績,極大地鍛煉了學生BIM專業綜合實踐能力。學生在二年級具備了相關BIM軟件操作及建模能力之后,還可考取由中國建設教育協會認證頒發的BIM初級職業資格證書,提升自身的BIM職業能力及就業競爭力。
(2)“BIM+創新創業”融合
打破學科專業壁壘,多維融合,打造產學研創一體化多元鏈條平臺。在我院土木工程、建筑學、工程造價、工程管理相關專業中選拔熟練掌握BIM軟件應用的學生,組建雙創實驗班,根據學生專業興趣成立不同方向的BIM工作坊,如綠色建造訓練營、建筑產業化訓練營、BIM+交通工程訓練營等,建立進階式全程導師制,引導學生由建立專業雙創認知,到培育技術創新成果,再到孵化社會創業單元,實現“BIM+創新創業”的深度融合,實驗班學生獲得相應創新創業成果可認抵人才培養方案中同類選修課學分。2018年我校兩項大學生創新創業訓練項目分獲國家級和省級立項,建筑產業化訓練營已完成校企合作橫向課題一項。
(3)項目服務+雙導師培養
建立名師工作室,整合內外資源,打造由企業指導教師和院內具有工程背景的教師共同組成“教師+工程師”的雙師型教學團隊。指導學生社團、創新創業工作坊開展項目服務,打造“產學研創就”一體化培養鏈條。重點培養學生BIM技術應用與BIM初級項目管理能力。我院BIM工作室已完成校園數字化虛擬建造項目,下一步將引進本課題組參與人——陜西建工第一建設集團有限公司BIM科技中心主任入駐名師工作室,帶領團隊開展真實項目服務。
(4)“學校+企業”的雙主體協同育人
加強校企合作,成立“BIM+裝配式”企業學院,為企業輸送裝配式訂單班人才,并在企業建立裝配式建筑校外實習基地,根據人才培養課程體系設置及安排,定期組織企業技術人員來校講學,并組織學生赴實習基地開展畢業實習,建立穩定互贏的協同育人機制。
4.BIM工程訓練中心+BIM名師工作室兩大平臺
以上多融合培養機制是基于BIM工程訓練中心+BIM名師工作室兩大平臺建立的。BIM工程訓練中心下設BIM綜合實訓室、BIM培訓中心、BIM產學研合作中心。BIM綜合實訓室主要承擔各專業BIM類理論與實踐教學任務;BIM培訓中心主要面向校內外開展BIM職業資格證書培訓及考試工作;BIM產學研合作中心主要開展項目服務、創新創業工作坊等產教合作內容。日前我院成立了西安思源學院建筑工程設計研究院,BIM名師工作室屬設計院下設機構,設計院的成立必將為BIM應用型人才培養、產教融合提供又一支撐平臺。
結 語
實踐研究證明,該模式能促進產教融合、校企合作,能使學生在校完成BIM工程師的基本訓練,能顯著提升學生的實踐能力與綜合素質。后期將加強虛擬仿真技術應用,實施真景化、沉浸式教學,提升學生聽覺、視覺、觸覺多維度全方位的認知,以大幅度提升教學效率和學習效果。
參考文獻:
[1]何關培:《BIM專業應用人才職業發展思考(二)》,http://blog.sina.com.cn/s/blog_620be62e0100v1za.html.
[2]謝云飛、李春祥:《BIM對高等院校土建類人才培養的影響與思考》,《土木建筑工程信息技術》2017年第9卷第5期,第86-90頁。
[3]羅雄文:《基于BIM技術的土木工程認識實習課程體系改革》,《科教導刊》2016年第20期,第107-108頁。
[4]繆盾:《基于BIM的建筑工程制圖教學體系構建》,《圖學學報》2016年第36卷第6期,第827-830頁。
作者單位:西安思源學院城市建設分院



