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高校建筑类BIM技术人才培养探究

高校建筑类BIM技术人才培养探究

摘要:立足新工科建设,当前高校建筑类专业BIM技术人才培养中存在人才培养观念淡薄、课程体系还未建立、实践教学方法不够丰富、专业教师队伍匮乏、教学管理机制不够完善等问题。基于BIM技术的人才培养应强化以BIM技术为核心的人才培养观念,建立以BIM技术为核心的课程体系,丰富实践BIM技术教学方法,建设基于BIM技术的专业教师队伍,完善基于BIM技术的教学管理机制,助力各高校建筑类专业教学质量提升,致力于培养创新性、综合性、复合型的高质量建筑类专业人才。

关键词:高校;建筑类专业;BIM;人才培养;课程建设

在第四次工业革命的浪潮下,从“复旦共识”“天大行动”到“北京指南”,我国新工科建设不断创新发展。为此,地方综合研究型大学要审慎地思考工科专业的长远发展。笔者所在的山西大学电力与建筑学院逐步将建筑信息模型(BuildingInformationModeling,以下简称BIM)技术运用到建筑类专业的人才培养中,制定了详尽的实施方案,并在实践中取得了一定的教学成效。近年来,BIM技术与生命周期评价(LCA)、地理信息系统(GIS)等新技术的耦合为工程管理提供了新途径和新技术手段。而如何将BIM技术融入高校建筑类相关专业的人才培养中,充分与人才市场接轨,以满足社会需求,是目前亟待解决的问题。

一、高校建筑类专业BIM人才培养存在的问题

(一)BIM人才培养观念淡薄

BIM技术被称为建筑工程领域继AutoCAD技术后的第二次革命,掌握BIM技术将成为建筑行业工程师的基本要求,拥有熟练的操作技能,将成为建筑业从业人员的核心竞争力〔1〕。目前,我国BIM技术主要应用于一些国家特大型重点项目中,所以,许多高校还未对BIM人才培养引起足够重视,在教学与科研方面投入的经费相当有限。

(二)以BIM技术为核心的课程体系还未建立

虽然BIM技术是得到广泛认可的先进技术,但是如何将BIM技术融入现有的课程体系中是一个难题。这是因为,原有建筑类专业的课程体系进行基于BIM技术的适应性调整非常困难,整体形成完整、科学、全面、兼容的课程体系仍需不断地创新提升,而且BIM技术是复合性技术,无论是课程讲授,还是教师协调,都需要全盘考虑,存在很大的障碍。

(三)BIM实践教学方法不够丰富

BIM技术作为一门新兴学科,对教师和学生跨专业知识的掌握、综合分析、抽象思维、灵活应用与实践创新能力等要求相对较高。无论是对于在实践教学方面有优势的具有工程背景的高校,还是相对于一些综合类、行业类高校来讲,学生的实践能力和实践教学内容都严重不足〔2〕。而且,目前许多高校教学手段单一,典型案例不足,社会实践场所缺乏,因此,为了提升学生的实践能力,探索基于BIM技术的实践教学方法是非常必要的。

(四)BIM专业教师队伍匮乏

BIM技术相关研究在国内虽已开展十余年,但真正开设BIM技术专业的高校很少,该专业毕业生相当稀缺。目前,国内BIM技术的讲师多是各软件公司的操作人员,并往往以销售为目的。而BIM技术相关课程对于教师素质的要求较高,既要有扎实的基础知识,还要具备良好的语言表达能力以及丰富的教学经验〔3〕。因此,如何建立一支完善的基于BIM技术的专业教师队伍是各高校面临的一大挑战。

(五)BIM教学管理机制不完善

目前,各高校还未形成融入BIM技术的较为完善的教学管理机制。一是教师发展机制。一方面,未能为BIM技术相关课程任课教师提供充分的培训机会;另一方面,与BIM技术相关的教学改革课题立项数量很少且科研经费紧张,既打击了教师开展教学科研的积极性,也严重影响了课题本身的完成质量〔4〕。二是教学激励机制。高校普遍存在“重科研、轻教学”的现象,缺乏相对公平、行之有效的评价体系,教师创新教学方法与提高教学水平的积极性严重受挫〔5〕。三是学生评价机制。许多高校仍囿于以期末考试为核心,未将平时考勤、实践成果等纳入学生评价机制。

二、基于BIM技术的人才培养举措

(一)强化以BIM技术为核心的人才培养观念

目前,我国处于经济发展转方式、调结构、促升级的关键时期,需要大量应用型人才,所以山西大学按照以人为本、开放包容原则,确立了主动适应科学文化发展和社会经济发展,培养基于BIM技术、多学科融合共通的复合型人才培养理念。主要措施有:建立以BIM技术为核心的课程体系,探索基于BIM技术的教学方法,加强专业教师队伍建设,完善教学管理机制等。

(二)建立以BIM技术为核心的课程体系

山西大学是继哈尔滨工业大学之后第二所开设“智慧建筑与建造”专业的院校,建立了以BIM技术为核心的课程体系。首先,在大一专业基础课“工程制图”教学中融入BIM技术,二维图形均改进为三维展现,通过透视图的方式帮助学生轻松掌握所学知识。其次,在大二开设“计算机算法基础”,为高年级学习BIM技术相关课程夯实基础。再次,在大三开设“建筑信息模型(BIM)”“智慧建筑设计”与“数学建模及系统仿真”等课程。最后,大四开设的“EPC全寿命周期项目管理”是融汇了大量前导课程内容的顶点课程,BIM技术的应用是最大亮点。

(三)丰富实践教学方法

1.基础阶段:案例教学法案例教学法是在教师的指导下,根据教学目标和教学内容的需要,通过设置一个具体的教学案例,引导学生参与分析、讨论、表达等活动,让学生在具体的问题情境中积极思考、主动探索,以培养学生综合能力的一种教学方法〔6〕。笔者在“BIM技术基础”教学中首先引入运用BIM技术建造的大型案例工程的短视频,激发起学生对于BIM技术浓厚的学习兴趣。然后,秉持针对性、复杂性、有效性的原则,找准教学案例工程,并且鼓励学生参与到案例编写和评价的工作中。学生在教师指导下运用所学BIM技术软件完成案例工程的内容。案例教学法保证了学生充分参与其中,拓宽了学生的思维广度,提高了学生解决实际问题的能力。

2.提升阶段:建构教学法建构主义认为,学习不是学习者被动接受知识的过程,而是要与一定的社会文化背景相联系,积极构建知识体系的过程。学生可根据教师提出的问题,查阅相关资料,认真思考,仔细分析。随着问题的深入,学生思维的深刻性能够得到发展〔7〕。在第六学期开设团队授课的“BIM技术应用”课程,分别针对土木工程、工程管理、工程造价等不同专业方向开设,旨在结合专业方向强化学生的创造思维能力。教师能够以经典应用案例为依托,运用模型建构培养学生的创造性思维能力。

3.实践阶段:体验教学法BIM技术运用于实践教学有利于克服现场实习的片面性、场地的局限性以及实习经费不足等问题。例如,在“EPC全寿命周期项目管理”课程的实训环节,充分运用了体验教学法,取得非常好的教学成果。参加实训的学生被分成若干组,每组5人,每个小组成员分别担任项目经理、经营经理、财务经理、生产经理、采购经理等角色,共同运作一个虚拟企业,完成某案例工程的全过程管理〔8〕。最终,学生成绩由小组所得净利润、角色任务完成情况、实训报告三部分内容综合评定。通过体验教学法的学习,学生对建筑企业整体运营模式有了较深刻的体会。

(四)建设基于BIM技术的专业教师队伍

教师教学能力是BIM技术教育创新行为能否高效执行的关键,直接影响BIM技术的教育教学结果〔9〕。由于教师队伍中熟练掌握BIM技术的人员较少,所以,学校出台了鼓励与个人主动学习相结合的相关政策。首先,学校支持教师参加相关培训,提高BIM专业知识;其次,引进BIM专业优秀人才,带动其他教师共同提高教学水平和科研能力;最后,聘请国内知名专家,以讲座的形式,弥补课堂教师资源不足的问题〔10〕。

(五)完善基于BIM技术的教学管理机制

山西大学在完善教学管理机制方面进行了大胆的探索。首先是教师发展机制。一方面,与BIM技术软件开发公司积极洽谈,为相关课程任课教师提供培训机会;另一方面,学校扩大了校级科研项目的数量,并增加了科研经费投入。其次是教学激励机制。因为充分认识到教学工作的重要性,所以,学校拟将BIM技术相关大赛列入学科竞赛项目目录,对获奖的指导教师给予奖励,形成有效、公平的激励评价体系。最后是学生评价机制。学校许多课程实行的是平时考勤、实践成果、期末考试成绩等相结合的综合学生评价机制。

作者:雷颖 单位:山西大学电力与建筑学院