新工科背景下水利类专业BIM课程教学框架与实现路径
陈正发吴学雷
［摘要］以BIM为代表的工程数字化技术在水利行业中的应用越来越广泛，这给水利类专业人才培养模式创新、课程体系重构提出了新要求，迫切需要将BIM课程导入课程体系中，提升水利类专业人才的培养质量。目前，很多院校已逐步将BIM课程纳入水利类专业课程体系中，但由于课程建设起步晚，还存在课程体系不够健全、师资力量薄弱、实训条件不足等问题。为此，从新工科建设的要求出发，从课程目标和学时拟定、教学模块设置、教学过程设计、课程考核和目标达成分析四个方面构建水利类专业BIM课程教学框架，分析提出课程教学目标实现的路径，以期为新时代水利类专业BIM课程教学改革提供参考。
［关键词］BIM课程；教学框架；实现路径；新工科；水利类专业
［基金项目］2021年度教育部产学合作协同育人项目“水利工程BIM+GIS设计协同创新与实训基地建设”（202102011050）
［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］1674-9324（2023）21-0033-04［收稿日期］2023-01-06
建筑信息模型（BuildingInformationModeling，以下简称BIM）技术是以三维数字技术为基础，将工程各阶段数据进行集成和协同的数字信息应用模型，该技术在工程领域的应用越来越广泛［1］。水利类专业作为“大土木”专业的组成部分，在国家大力推行“新基建”、强化创新型人才培养的背景下，专业建设面临着新的机遇和挑战。特别是随着信息技术的飞速发展，以BIM技术为代表的工程数字化技术已经成为未来水利行业发展的必然趋势［2］。这给水利类专业人才培养模式创新、课程体系重构提出了新要求。目前，国内很多院校已逐步将BIM课程纳入水利类专业必修课程中，但由于课程建设起步晚，还存在课程体系不健全、师资力量薄弱、实训条件不足等问题［3］。因此，有必要从教育部新工科建设的要求出发，针对BIM技术在水利建设领域的发展特点，在教学实践和课程改革中探索建立水利类专业BIM课程教学框架体系，提出课程教学目标实现的路径，为新时代水利类专业BIM课程教学改革提供借鉴［1-3］。
一、BIM技术在水利工程中的应用与发展
（一）BIM技术发展及应用现状
目前，BIM技术在国外得到了广泛应用。美国是较早启动BIM研究和应用的国家，BIM研究与应用都走在了世界前列［4］。早在2003年，美国总务署（GSA）就推出了全国“3D-4D-BIM”计划；2006年，美国陆军工兵部队（USACE）发布了为期15年的BIM发展规划，促进了BIM技术的应用和发展［5］。2011年，新加坡国家发展部建设局（BCA）发布了新加坡BIM发展路线规划，明确提出要推动整个建筑业广泛使用BIM技术［4］。北欧国家中的挪威、丹麦、瑞典和芬兰作为主要BIM软件厂商所在地，也是全球最先采用基于模型理念开展工程设计的国家［6］。近年来，美国、日本等发达国家逐步将BIM技术融入高校工程类专业的教学中，并进行了一系列课程研究和改革［7］。
与发达国家相比，我国BIM技术应用起步相对较晚，应用范围也比较有局限性，BIM设计理念还没有完全贯穿到高等院校工程建设类专业中。2003年，中国建筑行业开始关注BIM技术。起初BIM技术的应用主要集中在大型项目，但随着BIM技术应用越来越广泛，政府及行业协会也逐步重视BIM技术的应用。但是到目前为止，国内仅有少部分院校开设了BIM课程［4］。
水利领域BIM技术应用滞后于土木领域，但近年来也得到了较快发展。国内中国电建所属昆明院、华东院、成都院等设计院早在2005年便开始将BIM技术应用于水电站设计中，并由最早的三维效果展示向数字化协同设计、BIM+GIS协同设计、智能建造等方向发展。BIM技术在水利行业中的应用越来越广泛，推动了水利工程三维协同设计、智能建造、智慧运维等技术的发展［8］。水利部也在2022年的工作要点中指出，要加快推进BIM等技术在水利建设全过程中的应用，不断提高水利工程建设智慧化水平［9］。当前，国内很多高校已逐步将BIM课程作为水利类本科专业的必修课程，但由于课程建设起步晚，还没有形成针对水利类专业特点的规范化课程教学体系。
（二）BIM技术在水利工程中的发展方向
1.基于BIM技术的水利工程协同设计。在傳统的水利工程设计中，一般没有统一的信息共享服务平台，加之水利工程分部、分项工程较多，往往由于设计人员信息交流闭塞、协同性不足而出现设计效率低下、设计内容更新不及时等问题。基于BIM技术的协同设计能较好地解决传统设计存在的不足，从而保证设计信息传递的及时性和准确性，同时提高工作效率。当前，受各种因素的影响，BIM技术在水利工程设计中的协同性依然处于起始阶段，BIM技术的优势有