新工科背景下“BIM技术原理及应用”课程教学改革

摘    要：文章以新工科建设为背景，以学生发展为中心，着眼于人才培养的本质，积极探索信息技术与教育教学的融合。通过“专业教育与思政育人相融合，多专业协同育人，线上线下混合式教学，书证融通促发展，以赛促学、以赛促教及产学研协同育人”六步走战略，以“BIM技术原理及应用”课程为例，开展BIM技术复合型人才培养模式的研究与实践，解决教学过程中专业价值引领不足、各专业间协同性不足、BIM理论教学与工程实践脱节、教学标准与人才需求标准不一致和师资力量与教学资源不足等问题，为社会培养和输送BIM技术创新型和复合型人才，为推动行业高质量发展提供支持。

关键词：新工科；BIM技术；复合型人才；培养模式；教学改革

中图分类号：G642.0；TU241.7      文献标识码：A      文章编号：1002-4107（2024）08-0076-03

一、引言

随着建筑行业的数字化转型发展，BIM技术已经成为行业发展的重要驱动力。在新工科背景下，我国围绕创新、全面和全周期工程教育的新理念，不断开拓工程教育改革的路径，积极推进教学改革创新[1]。从教育的视角看，为国家和行业培养并储备具备高水平BIM技能的复合型人才，已成为当下关注的焦点[2]。“BIM技术原理及应用”课程作为一门理论与实践相结合的专业必修课，旨在让学生掌握BIM技术的基本原理及BIM技术在项目全生命周期内的应用，培养学生的综合应用能力和创新思维。“BIM技术原理及应用”课程融合了土木工程、工程管理、计算机科学等多个学科领域的知识，具有跨学科和实用性强等特点。通过系统学习，学生能够更好地理解和应用BIM技术，提高工程项目的效率和质量，推动建筑行业持续进步。因此，课程在培养建筑行业未来领军人才方面发挥着关键作用，是推动建筑行业持续创新和发展的重要基石。而如何合理设置“BIM技术原理及应用”课程的内容体系、教学模式、考核方式等成为当下亟须解决的难题。

二、“BIM技术原理及应用”课程教学现存问题

（一）缺少专业价值引领

随着社会的发展，行业企业对专业人才的要求不再仅仅局限于专业技能，还要求其具备专业使命感和社会责任感。伴随低碳、绿色、环保理念的提出，建筑业逐渐朝着“绿色建筑”“智能建筑”“装配式建筑”转变，这就要求建筑行业人员了解行业发展方向、国家政策导向及先进技术。但目前高校教学往往只进行知识讲授，对于专业价值的引领不足，导致学生的专业自豪感不强，在今后面临就业选择时易跨行择业。

（二）专业间协同性不足

现阶段，BIM技术虽受到国家重视并得到大力推广，但在高校教学中仍没有形成以BIM技术为核心的课程体系。建筑工程的全生命周期涉及多个专业交叉融合，而在传统教学中，各个专业有自己独立的教学体系，专业间难以相互贯通、相互协作，导致在参与实际项目时易出现多专业间协同性不足、构件发生碰撞等问题。将BIM技术融入多个专业现有的课程体系是高校需要解决的一大难题。

（三）理论教学与工程实践脱节

教学目标与人才需求目标不一致是目前高校教学过程中需要关注的问题。大数据、物联网、人工智能技术的崛起，塑造了崭新的工程业态，对工程人才的要求也发生了变化[3]。学生不仅要掌握扎实的专业知识，还要有实践能力和创新能力。但受传统教学思维的影响，教师在授课过程中往往更注重专业知识的讲授，因此，当学生参加实际工程时，往往因实践经验不足，导致无法将理论知识应用到工程实际中，不能真正达到BIM复合型人才的标准。

（四）师资力量不足

许多高校对BIM技术的重视程度越来越高，但配套的教学设施及师资力量仍然不足。目前，对BIM技术进行讲授的多为BIM相关软件公司的操作人员，而能熟练操作BIM相关软件且具备扎实的专业知识和丰富的实践经验的教师较少。因此，建立一支专业素质过硬、学术水平高、工程实践经验丰富的BIM教师团队是高校亟待解决的问题。

（五）前置课程连接不紧密

“BIM技术原理及应用”课程内容与多门专业课程有交叉，需要“平法识图”“房屋建筑学”等前置课程知识的支撑，但在传统教学模式下，学生一般缺乏学习的自主性，难以主动衔接前置课程内容。在这种情况下，教师需在课堂上花费大量时间复习相关的专业知识，从而导致讲课内容受限。因此，为了让学生按时完成课程学习，教师往往选择与教材案例相近的实训项目，不再花费过多时间进行知识点衔接，学生也只会照案例模仿，主观能动性及创新性不足，不利于应用能力和创新能力的培养[4]。

（六）缺乏以学生为主体的教学

在授课过程中，由于课堂时间有限，授课往往以教师讲授为主，缺乏教师与学生间的互动及学生的自主思考环节，学生也只是被动地跟着教师的思路走，缺乏参与感。但BIM类课程要求学生掌握内核，能举一反三，而传统教学模式仅是“满堂灌、填鸭式”的教学，无法激发学生的主动性和自主性，显然达不到培养BIM复合型人才的目标。

三、“BIM技术原理及应用”课程改革策略

针对上述问题，文章提出“BIM技术原理及应用”课程教学模式的改革策略。

（一）融入思政元素，实现价值引领和塑造

BIM类课程作为新工科背景下与行业紧密接轨的技术应用型课程，对行业前沿及国家政策导向的关注显得尤为重要[5]。因此，教师应在此基础上，重塑“BIM技术原理及应用”课程的教学目标，充分利用课堂教学主渠道，将知识学习与价值塑造有机融合，深入挖掘课程内容蕴含的思政元素[6]。例如，通过展示建筑工程优秀案例，对学生进行建筑美育教育，塑造学生的审美观念[7]；了解并掌握行业实时动态和国家政策导向，将“节能建筑”“绿色建筑”“智能建造”等先进理念渗透到课程教学中，增强学生的专业使命感和社会责任感；将行业最新动态、时政要闻补充进思政元素库，形成育人体系，寓价值塑造于知识传授和能力培养之中，实现专业教学与思政育人有机融合。实施方案如图1所示。

（二）连接前置课程资源，助力知识互通

“BIM技术原理及应用”课程需要基于“平法识图”“房屋建筑学”等专业课程知识进行讲授。因此，教师可利用线上平台，将前置课程的对应章节链接到“BIM技术原理及应用”课程涉及的知识点，帮助学生深入学习对应的知识点，同时，通过线上平台统计学生的学习情况，并根据统计出的薄弱点，在课上有针对性地对个别前置课程的知识点进行讲解，以便学生对课程内容有更深的理解。

（三）跨专业、跨学科协同的课程体系重构和优化

建筑工程项目全生命周期内涉及多个专业，多学科交叉融合，且培养复合型人才是当前新工科所倡导的一个重要理念。因此，“BIM技术原理及应用”课程教师应打破原专业界限和壁垒，联合多专业的教师共同打造和构建学科交叉融合的人才培养新模式[2]。首先，以建筑学、土木工程、给排水科学与工程和工程管理4个专业为核心基础，将不同专业和学科之间的课程进行衔接，培养学生协调各专业的能力；其次，融合信息工程、计算机科学与技术等相关专业，以BIM技术为主线进行“BIM技术原理及应用”课程建设，选择多专业知识点融合的教学案例，由点及面，帮助学生将多专业知识点贯穿起来。同时，让建筑学、土木工程、给排水科学与工程和工程管理4个专业的学生组队，配合完成一整个工程项目的建筑建模、结构建模、机电建模和工程算量、方案比选等，培养学生的团队意识。

（四）线上线下混合式教学，共享课程资源

“BIM技术原理及应用”课程涉及的操作要点多，且建筑工程项目图纸复杂多样，仅依靠课堂上的案例练习难以将知识点融会贯通。因此，教师依托超星学习通平台，通过开展线上线下混合式教学，在各个环节配置相应的教学资源，打通课前、课中、课后全流程。课前通过学习通发布学习任务并进行线上答疑，同时上传36个学习教程视频及6套实际工程图纸资料，引导学生提前预习、自主学习。课中发布优秀工程案例供学生借鉴，并发布小组任务，培养学生的团队协作能力和沟通能力。课后上传课堂的操作录屏回放视频及3个案例资源，并发布课后作业，使学生进一步巩固该章节的内容，查缺补漏。同时，教师可根据课后学生线上评分及时调整教学方式，提高教学效果。实施方案如图2所示。

（五）“1+X”书证融通培养复合型人才

按照国家“1+X”制度改革，将“1+X”证书融入课程标准，实现“BIM技术原理及应用”课程成绩与BIM类职业技能证书无缝对接。教师可通过课上引入工程实例进行BIM建模练习，课下开展专业技能知识讲授，同时通过学校的BIM应用技能报名考试点，组织“1+X”BIM技能一级考试培训。当基础班培训结束后，择优选择部分学生进入提高班，进行BIM技能二级考试培训，实现分层次教学。将BIM类职业技能证书的考取作为课程的过程性考核标准之一，能激发学生的主观能动性，创新实施“多元融合、混合主体、过程导向、书证融通”的工学交替复合型人才培养模式。实施方案如图3所示。

（六）以任务为驱动，以赛促教以赛促学

在“BIM技术原理及应用”课程各章节设置进阶式应用任务，主动与核心专业课程建立联系，不断增加学习宽度和深度。教师应在讲授知识的同时，布置实操任务，使学生学以致用，将理论知识应用到工程实例中，解决理论知识与实践的衔接问题，最后以工程实例作为毕业设计内容，实现“模仿任务—实战任务—综合应用任务”的进阶。同时，鼓励学生参加全国高校BIM毕业设计创新大赛、“鲁班杯”全国高校数字孪生创新应用大赛、“品茗杯”全国高校BIM应用毕业设计大赛等相关竞赛，并在专业理论和技能上为参赛学生提供指导和帮助，实现以赛促教。通过参与竞赛，学生提高了学习动力，培养了自主学习、团队协作和语言表达等能力，巩固了专业知识，提高了软件操作熟练度，实现了以赛促学。实施方案如图4

所示。

（七）搭建产学研协同的BIM实践平台

利用南阳师范学院与企业合作建立的联合实训中心，为学生提供实习场地，使学生对建筑工程构件及施工工艺等有更加直观的了解，并进一步与BIM建模内容联系起来。通过产教融合，有效联合教育和产业体系，构建产学研协同的培养体系。一方面，通过校企双方资源互补，教师可以实际建设项目为导向，引导学生进一步理解BIM技术在建筑全生命周期内的优势，提高学生的项目管理能力，实现理论与实践有机深化结合。同时，将合作企业提供的实际工程资料载入线上资源库，并在线下同步教学，分小组完成项目，帮助学生将理论与实践联系起来，培养学生多专业协调的能力及项目全过程管理的能力。另一方面，教师可到企业接受培训、挂职锻炼，深度参与企业的BIM项目，丰富实践经验，进而更好地将理论知识与实际工程结合起来，进一步提高BIM教学能力。

四、结束语

文章在新工科和行业发展的双需求背景下，以“BIM技术原理及应用”课程为例，积极探索信息技术与教育教学的融合。通过专业教育与思政育人相融合，多专业协同育人，线上线下混合式教学，书证融通促发展，以赛促教、以赛促学及产学研协同育人六步走战略，进一步解决专业价值引领不足、各专业间协同性差、BIM理论教学与BIM工程实践脱节、教学标准与人才需求标准不一致、师资力量与教学资源不足等问题，促进高校教育与行业发展紧密联系，使“BIM技术原理及应用”课程成为培养具备高实践力、高创新力、高竞争力的复合型人才的有力抓手。

参考文献：

[1]  李政道，熊美琴，吴恒钦，等.新工科与行业发展双需求

背景下的BIM技术原理与应用课程教学改革[C]//

2022年全国工程建设行业施工技术交流会论文集

（中册）.北京：《施工技术（中英文）》杂志社，亚太建

设科技信息研究院有限公司，2022：600-603.