数字建筑产学研融合实践平台与育人机制构建分析.pdf

安徽建筑中图分类号：G642.42文献标识码：A文章编号：1007-7359（2023）5-0116-02DOI:10.16330/ki.1007-7359.2023.5.0430引言随着建筑业走向数字化变革新时代，建筑领域新产品、新服务、新业态大量涌现。“数字建筑”包含了建筑全过程、全要素、全参与方的数字化、在线化、智能化，并通过新设计、新建造、新运维，形成数字建筑平台生态新体系，重构建筑业的生产体系1。同时，国家正积极推进“新工科”建设，通过新工科建设培养具有较强行业知识背景、工程实践能力、胜任地方经济发展的创新型应用人才2。在此背景下，传统建筑类实践育人平台已不能满足产业变革的人才培养需求。地方本科院校应根据自身特点，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，建立多交叉、多融合的产学研实践育人平台3。并基于该平台，不断创新人才培养模式，改良人才培养机制，以适应行业数字化变革需求。本文以西安思源学院土木工程专业为例，在省级一流专业建设、工程认证申请、教学模式创新与教学成果奖获得、省级工程研究中心立项建设、校企合作的基础上，继承与发展、融合与创新，提出以“产业学院+智慧教育中心+高校工程研究中心”为三大支撑的数字建筑实践育人平台。基于该平台，以产出为导向，通过多融合支撑与互助式学习，建立“BIM+VR”技术驱动下的“OBEMM”实践育人机制，以期提高新工科人才培养质量。1BIM应用型人才培养历史沿革与发展1.1历史沿革与发展西安思源学院土木工程专业 2016年就将 BIM 技术引入人才培养方案课程体系，先后开设了BIM土建、机电、钢结构与BIM5D等实训课程，并积极引入校企合作，开展教学改革。2017年“新建本科院校土木工程专业 BIM 技术应用型人才培养模式创新研究与实践”获陕西省教育厅立项；2019年基于该课题研究成果的 BIM技术驱动的土建类专业“两平台、多融合、三递进”人才培养模式探索与实践 获校教学成果特等奖；2019年土木工程专业获批陕西省一流专业建设立项。近年来土木工程专业连续申报国家级一流专业和工程认证，虽然尚未获批，但已初步建立基于OBE的人才培养体系，形成了校企联合培养数字建造人才的良好基础。1.2面临的问题与挑战随着产业变革与发展，现有的BIM课程体系、实践平台与人才培养机制已难以满足企业用人需求的不断变化。主要表现在数字新业态对人才的需求已由基础的BIM建模拓展到BIM集成应用；产学研融合不深入，人才培养途径单一；人才培养机制不能满足以产出为导向的工程教育需求。如何深化产学研融合，提升实践条件，将科研项目融入教学，改良人才培养机制，是培养数字建造应用型人才所面临的问题与挑战。2数字建筑产学研融合实践平台构建针对上述问题与挑战，土木工程专业在前述专业建设成果的基础上，不断深化校企合作，建立了以“数字建筑产业学院+智慧教育中心+数字建筑工程研究中心”为三大支撑的数字建筑产学研融合实践育人平台，提升了数字建筑人才培养软硬件环境。2.1数字建筑产业学院现代产业学院建设指南（试行）（教高厅函 2020 16号）指出，产业学院的建设任务包括创新人才培养模式、开发校企合作课程、打造实习实训基地、建设高水平教师队伍等内容。西安思源学院与广联达科技股份有限公司于 2021年6月就共建数字建筑产业学院建立了合作协议，合作方向包括就业实践班、“1+X”培训中心、师资培养、实训基地建设等方面。就业实践班是指根据企业需求组建订单班，一部分课程师资由企业工程师担任，或在学生大四进入企业实践时，根据顶岗实习成果可认抵相关专业课学分和成绩。“1+X”培训中心是指通过校企合作提升学生数字建筑专业实践能力。“1”是指以 BIM 技术为支撑，对学生建模能力的培养，包括建筑、结构、机电、钢结构等 BIM 模型；“X”是指 BIM 全过程造价管理、BIM5D管理、智慧工地管理、装配式设计建造等数字建筑专业实践能力。师资培养是指针对应用型本科高校BIM 师资应具备的三大知识和能力4，依托产业学院，通过项目服务、企业专家指导、技术攻关等方式，培养具有较强实践能力的数字建筑专业师资队伍。实训基地建设是指在现有 BIM 实训中心基数字建筑产学研融合实践平台与育人机制构建分析晋艳1,2（1.西安思源学院 城市建设分院，陕西西安710038；2.数字化建筑陕西省高校工程研究中心陕西西安710038）摘要：为了适应建筑业数字化变革与新工科人才培养双重需求，在校企合作的基础上，建立了以“产业学院+智慧教育中心+研究中心”为三大支撑的数字建筑产学研融合实践育人平台。依托该平台，提出了“BIM+VR”技术驱动下的“OBEMM”实践育人机制。实践表明，该实践平台与育人机制能够有效提高学生的数字建筑实践能力，提升专业人才培养质量。关键词：数字建筑；产学研融合；实践平台；育人机制作者简介：晋艳（1976-），女，陕西韩城人，毕业于西安理工大学管理科学与工程专业，研究生，硕士，副教授。专业方向：工程造价。基金项目：西安思源学院2020年新工科研究与实践项目：土木类新工科专业产学研实践创新平台建设探索与实践；西安思源学院2020年校级教学团队：土木专业BIM与虚拟仿真实践课程教学团队；建筑教学116安徽建筑础上，引入大数据、云平台、VR等信息技术，校企联合打造数字建造背景下的BIMVR虚拟仿真智慧教育中心。2.2 BIMVR虚拟仿真智慧教育中心BIMVR 虚拟仿真智慧教育中心是基于 BIM 和 VR 技术，将计算机图形转换为更真实的视觉表达。中心总体架构包括虚拟现实展示厅、BIM创新创业工作室、BIM超现实课堂。虚拟现实展示厅是由沉浸式VR系统、BIMVR 观看区等组成的展示空间，用于教学、接待、安全体验、方案效果交互展示。BIM创新创业工作室主要满足BIM设计及建造、学生团队创新创业、教师团队科研创新、校企合作成果展示、搬工地进课堂等虚实交互的体验需求。BIM超现实课堂是利用最先进的AR技术，让学生以团队的形式在超现实课堂内完成 BIM 相关课程的学习和实践操作，建立以学生为本的互助式学习体验。2.3 数字建筑工程研究中心中心聚焦智能建造与建筑工业化协同发展理论与实践主题，研究方向包括项目全生命周期的BIM技术应用、装配式建筑设计及建筑工业化技术应用、智慧工地BIM5D管理协同应用、智能建造的管理模式创新等方面。研究中心依托广联达数字建筑产业学院、省级高校研究生联合培养基地，以各类科研项目为载体，不断提升青年骨干教师科研水平和创新能力，同时吸纳优秀学生参与中心科研任务，完成研究生联合培养工作，为国家智能建造产业提供高水平人才储备。上述实践平台三大分支中，BIMVR虚拟仿真智慧教育中心为数字建筑产学研融合提供硬件环境支撑，数字建筑产业学院是产学结合的教育教学改革途径和载体，而数字建筑陕西省高校工程研究中心则致力于科研创新，将科研成果反哺数字建筑人才培养和教育教学。3数字建筑产学研融合实践育人机制建立依托上述产学研融合实践平台，依据 OBE（成果导向教育）理念，基于“BIM+VR”技术，建立“产出导向+多融合支撑+互助式学习”的育人机制，简称“OBEMM”。3.1 产出导向产出导向教育已成为发达国家的教育改革主流思想，OBE能够有效培养符合个人发展和行业需要的应用型人才，是高等工程教育改革的正确方向5。基于产出导向理念，厘清什么是产学研融合实践育人要获得的学习成果。数字建筑涵盖项目全生命周期的数字设计、数字建造、数字运维，而其基本应用载体即建筑信息模型，因此应用技术型本科高校 BIM 人才培养应使学生在校完成BIM工程师的基本训练。以项目全生命周期的BIM技术应用为例，其人才培养能力目标为能在工程建设领域利用BIM技术进行项目建模、模型应用、项目综合管理的应用型人才。而在 BIM 人才能力递进关系中，BIM软件操作能力是基础，BIM建模与模型应用是两大任务，基于 BIM 的项目集成管理与优化是延伸目标6。3.2 多融合支撑多融合是指在新工科人才培养过程中，将实践课程、科研项目、实际工程、企业实践有机融合，在强化理论基础的同时，提升新工科人才的专业实践能力和科研创新能力。BIMVR 虚拟仿真智慧教育中心将成为实践课程的校内主要育人场所，能提供 BIM 系列软件建模、工程造价计量与计价、施工技术虚拟仿真、道桥工程虚拟仿真、建筑与环境模拟等实践教学环境；数字建筑产业学院则通过开发订单班、合作开发课程、参与企业实践、师资培养等形式，将实践教学延伸到行业企业，拓宽学生专业视野，提升学生的综合素养；数字建筑工程研究中心则聚焦于行业前沿和科技需求，联合企业开展技术攻关，承担各类科研项目，将科研成果应用于教育教学改革，将科研项目引入实践课程，提升学生的综合创新能力。3.3 互助式学习坚持“以生为本”原则，从灌输课堂向对话课堂转变，从知识课堂向能力课堂转变。教学方法采用以具体工程为载体的项目导向、任务驱动，教师引导、启发，学生开展互助式学习。可采取课前发布预习任务和课前、课后练习；上课期间设置课堂讨论，小组研讨并发言；课后除作业外，布置研讨型课程任务，并完成课程报告7。上述互助式学习模式能在BIM创新创业工作室、BIM超现实课堂实践教学环境中有效开展。而数字建筑工程研究中心通过科研育人，更充分地体现了自主探究式学习和小组互助式学习。4结语近两年来，随着实践平台的升级、育人机制的改良、校企合作的深入，土木工程专业学生BIM能力明显增强，就业竞争力显著提升。在社会服务方面，已完成灵宝市弘农涧河沿岸景观改造、浐灞丝路国际文化中心、西安思源学院数字校园等项目的 BIM 技术服务。与多家企业建立了良好的合作关系，专业建设成果丰硕。随着数字浪潮席卷整个建筑业，云计算、大数据与BIM技术的应用促进了行业各参与方的协作与互感互知，促进了产业链的融合。高校应积极融入数字建筑产业链，改造原有实践体系与实践平台，以产学研合作为抓手，面向数字建筑新业态，利用现代信息技术，打造多学科交叉融合、多主体参与合作的实践平台，以满足高素质创新型人才的培养需求。参考文献1何旭.建筑业数字化是大势所趋N.中国建设报,2021-8-2(4).2邹永祥,周启忠.探讨“新工科”建设背景下新建地方高校实践平台的构建J.教育教学论坛,2019(25):89-90.3钟登华.新工科建设的内涵与行动J.高等工程教育研究,2017(3):1-6.4晋艳.产教融合视角下BIM技术师资队伍建设探索与实践J.土木建筑工程信息技术,2018,10(4):90-94.5林珍伟,祁皑,欧建良等.基于 OBE-CDIO理念的土木工程专业BIM教学改革探索J.土木建筑工程信息技术,2021,13(02):36-43.6晋艳.BIM技术驱动下“两平台、多融合、三递进”的土建类专业人才培养模式研究J.陕西教育(高教),2020(2):62-63.7张娟.基于建构主义的互助式小组学习在线教学模式研究J.教育教学论坛,2020(40):269-270.建筑教学117