基于BIM技术重构高职建筑设计专业课程——以建筑材料与构造课程为例

中图分类号 G642 文献标识码 B 文章编号 1003-739X（2023）11-0175-05 收稿日期 2023-03-15
摘 要 基于职业教育改革的背景下，该文探索如何在高职建筑设计专业课程中融入新的技术，使之更为适应当下时代发展以及学生的职业发展需求。

同时，在新时代、新技术的浪潮下，高职建筑设计专业课程也需要与时俱进，如何更好地融入新技术以增强教学内容的创新性，适应当下建筑设计行业的发展与变革，实现技术与技艺相融合的协同育人的终极目标也是该文主要研究的重点。

关键词 BIM技术 建筑设计 材料与构造 课程链
Abstrac Based on the background of social transformation and vocational education reform, we explore how to integrate new technologies into the professional courses of architectural design in higher vocational colleges to make them more suitable for the development of the current era and the learning requirements of students. At the same time, based on the development of the new era and new technologies, the curriculum reform of architectural design in higher vocational education should keep pace with the times, and integrate new technologies to enhance the innovation of teaching content, and adapt to the social demand for architectural design professionals in higher vocational education under the background of the new era.
Keywords BIM technology, Architectural design, Material and construction, Course chain
基于BIM技术重构高职建筑设计专业课程
——以建筑材料与构造课程为例
Thinking and Exploration on BIM Technology in Higher Vocational College Education: Taking the Course Building Materials and Construction as an Example
段文婷 | Duan Wenting
曹 亮 | Cao Liang
职业教育以培养技能、提高能力为主，是服务于学生职业生涯的一种类型教育。

“培养技能”又是职业教育的一个突出特征，职业教育的有效教学应该围绕“培养技能”进行研究和实践[1]。

随着《国家职业教育改革实施方案》《职业教育提质培优行动计划》等指导意见的提出，职业教育改革逐渐落实到具体的专业建设、课程体系优化、提高课程教学质量等方面。

在应对职教改革、实现学科渗透、专业融通等亟待解决的问题时，高职建筑设计专业必须提升高职技能型人才的综合竞争力。

以往的培养模式已不能完全适应社会及行业快速发展转型的需求。

什么技能、知识内容是应对当下社会发展需求？本文通过探索性研究重构专业课程，实现学科与学科之间、
专业课程之间的互通与重构。

以高职建筑设计专业的主干课程《建筑
材料与构造》为例，此课程是高职建筑设计
专业学生的核心主干课程。

伴随社会快速发
展，高职建筑设计专业学生的就业方向从单
一的建筑施工图绘图员发展到绿色建筑设
计、装配式建筑设计、BIM技术应用、智能建
筑等更为广义的建筑设计领域当中，需要学生
有更高、更全面的技术技能。

因此，高职建筑
设计专业如何顺应当下建筑设计岗位需求，
实现提升学生的技术技能以适应学生个体化
的从业需求、制定个性化发展方向成为当下
高职教育中研究的热点话题。

随着建筑设计
行业的不断发展及业务的不断外延，上海济
光职业技术学院通过构建课程链，打通专业
壁垒实现专业课程之间的联动与整合。

通过
重构专业课程体系的途径，实现创新型的人
才培养模式以适应当下职业教育改革发展的
新需求。

1 课程教学面临的困境
1.1 教学内容抽象晦涩导致学生理解困难
传统的建筑材料与构造课程的学习是通
过对知识点的讲解传授专业知识，但学生无
法将知识点消化并理解建筑构造的意义。

其
课程内容繁多、抽象难以理解，需要学生拥
有较强的空间想象力及建造逻辑性。

建筑构
图2 高职建筑设计专业课程设置情况
图3 基于建筑设计与构造设计结合完成的学生作业
图1 问卷调研企业对建筑设计专业岗位技能需求造的英文是“Tectonic”，它的中文意思是建造的逻辑、规律。

“建造”即“设计和构造”之意[2]。

因此，单纯基于构造的讲解是无法全面、深入地理解设计与构造的意义。

此外，在对高职建筑设计二年级学生进行调研分析发现：一部分同学已经掌握了一定的专业知识，但不够全面系统；或者具备一定专业特长，但是能力参差不齐；动手能力较强、思维比较活跃，但是缺乏创新能力与理性分析能力。

这样的结果直接导致学生对空间的理解以及建筑各维度空间转换在理解上出现显著的差异性。

由于建筑材料与构造本身的特性无法暴露在实际环境当中，需要学生具有对建筑材料与特性的理解，但大多数学生缺少对建筑材料物理性能的学习，进而出现对建筑材料内容的理解、构造层次的顺序上出现混淆的情况。

1.2 教学内容与岗位需求出现错位
除了对知识、内容上的理解出现偏差，高职课程的教学内容还应与岗位需求“无缝对
接”。

通过对100家全国不同规模的企业进行问卷调研发现，建筑设计企业的岗位技能需求主要集中在建筑方案设计与扩初和建筑施工图设计方面，因此高职建筑设计专业的课程需要对应职业岗位提供更具针对性的课程内容（图1）。

通过调研与分析，当下建筑设计市场上面临基础建筑设计人才的短缺，但现实的困厄是：高职学生的基础知识不够扎实，多数学生对专业知识的原理掌握不够，只会抄绘；另一方面，学生只会制图但不懂制图原理。

同时伴随城市数字化转型，BIM技术及数字化设计与建造技术的快速发展，行业也亟需了解并能够运用数字化技术的专业技能型成才。

因此，在对《建筑材料与构造》课程的重构中，希望在教学内容上针对岗位需求帮助学生厘清建筑材料、建筑组成部分构件，理解建筑建造的基本规律、构造的组成与材料、达到能够绘制建筑施工图的基本要求；同时兼具培养一批具有数字设计思维、能够运用BIM技术、有较强实践能力的复合型、创新
型的高技能人才。

1.3 亟需基于技能培养的课程重构
因此，基于上述研究问题需要基于技能培养的目标重构课程与课程体系。

技能训练首先要学生理解所学内容的意义，那么教学上需要帮助学生在能力塑造、差异化培养的基础上，让学生了解材料、掌握建筑的基本构造形式，理解建筑构造层次关系并能够独立
完成建筑细部节点构造的绘制。

在课程的教学模式与探索过程中，将建筑材料、建筑构造形象化、可视化成为课程改革研究的重点，同
时将德育教育与工匠精神相结合、学科教育与项目相结合、传统文化与创新技术相结合、理论学习与模型重构相结合，确保学生能够理解所学内容，掌握技术技能，最终实现与企业人才岗位需求目标对应同时又兼顾到岗位群需求。

课程及课程内容的重构需要重新根据专业课程设置特点，以工学结合为切入点，将课程内容进行梳理重构。

其次，在课程的教学形态上，随着互联网行业、可视化、信息化等的快速发展，需要形
成新的“课程教学形态”[3]。

这种新的课程教学形态，使课程结构从单一转向多元，促使建立以职业技术技能为核心的岗位课程体系，依托校企合作基础，实现基于行业发展新趋势下的课程体系重构。

2 构建基于BIM技术的课程体系2.1 基于BIM技术的课程体系
基于BIM技术为基础的课程链，形成互
融融通的课程内容的重构并不是单一的教学
图4 基于任务学习结合BIM技术的学习路径
图5 《建筑材料与构造》课程结构框架
内容的调整，而是依托课程体系建设形成长
效、动态变化体系。

根据整体建筑设计专业课
程，建筑设计的原理是不变的，而建筑设计的
内容随着时代的发展、社会的变化而有所更
迭。

同时，在课程体系的建立中需要考虑到课
程建设的延伸性与一体化的特性。

B I M（B u i l d i n g I n f o r m a t i o n
Modeling）称之为“建筑信息化模型”。

BIM
模型虽然也是三维模型，但它与传统的三维
建模工具最大区别在于BIM模型携带了大量
的信息。

现代设计企业中将BIM模型作为设
计解决空间问题的方法与手段，基于BIM技
术实现设计—施工—数据归纳—信息一体化
以达到实现数字化设计。

目前，长三角地区已
经有越来越多家企业开始利用BIM技术进行
正向设计。

建立正向设计的目的是为了适应
建筑行业发展进入精细化设计的阶段，企业
和甲方都希望建筑设计之初避免很多后续的
问题，例如控制幕墙、楼梯、设备管线的碰撞
问题等，需要在设计之初将设计内容进行可
视化，方便解决问题。

基于设计流程的转变，
探索基于BIM技术重构课程体系以达到与行
业发展趋势无缝接轨的教学目标。

2.2 课程有效重构的内生逻辑
由于建筑设计与构造本是相辅相成，建
筑构件本身有着清晰、明确的结构体系和受
力系统，离开了“建造”思想的设计是无章法
的盲目设计。

因此，脱离设计来讲构造，构造
就成了无源之水，无本之木[4]。

考虑到课程体
系与课程的内容与企业岗位的对接脱钩的现
象，针对《建筑材料与构造》课程自身发展逻
辑，将平行课程进行串联、重构课程逻辑、整
合课程内容，帮助学生更好地理解相关课程
内容，形成学科内课程链的基本框架。

通过
实践发现，将同步进行的建筑设计（一）——
小住宅设计、建筑材料与构造、建筑技术综合
实训相结合，形成完整、同步进行的课程链，
与一年级学习的建筑入门、建筑初步、建筑基
础实训等课程形成承上启下的课程链闭环更
有利于学生学习。

基于课程体系的重构，将建
筑设计专业课程环环相扣、内容上紧密衔接，
形成具有新时代高职特色的建筑设计专业课
程体系（图2）。

结合BIM技术推行可视化、
多维度的教学目标，以学生为本位，在知识、
技能、素养等方面实现“学会”“学好”“会
学”“好学”，构建多重教学目标。

3 基于BIM技术的课程实施路径
3.1 利用BIM技术推进正向设计
目前各大高校也开始积极地推进BIM技
术应用，以丰富教学方法达到提高教学成效
的目的。

在具体的建筑学课程中，部分高校
开始专门设置针对BIM技术的应用学科，由
此可以为建筑学课程的优化设计奠定扎实的
BIM技术根基[5]。

在高职院校创新采用基于
BIM技术手段在平行进行的建筑设计（一）
课程的教学中，鼓励学生进行正向设计，学
生利用BI M技术完成建筑设计的平面、立
面、剖面，并在同步进行的建筑材料与构造
课程学习中针对建筑构造所学内容完成建筑
楼梯、门窗、墙身剖面详图等构造节点的设
计与绘制（图3）。

3.2 依托BIM技术的可视化优势
建筑材料与构造课程主要内容是讲解建
筑如何利用既有建筑材料建造房屋。

这个观
点貌似简单，但对于日常生活中看不到的内部
构造，学生很难建构自己的理解。

我们会遇到
自己不理解、想不明白的构件、材料、做法，
需要解释所目睹的形态需要了解事物的搭建
图7 建立课程教学动态调整机制图6 德育教育与课程内容的融合
规则，以便解释和整理我们的设计。

因此，基于可视化的辅助技术可以帮我们实现课程的重塑与培养学生的高阶应用能力。

在实际的BIM应用过程中，发现高职院校使用BIM设计的意义不仅在推进正向设计学习方面，通过BIM技术的应用帮助学生更好地理解三维图纸或者是规避了传统建筑设计类院校的教学方法中，从二维图纸向三维模型转化的能力训练。

利用BIM建模本身的特点实现其对建筑设计、建构内容的理解，而不是进行建筑设计与艺术的创造与创新。

例如，在建筑墙身材料的讲解过程中，通过让学生在BIM软件同步操作植入墙身材料，或者在插入窗族、窗的模型（本身含有的信息），也可以帮助学生对所学内容进行反馈指导。

所以，在以“学会”为目标，在这个层面上认为BIM技术对于课程不仅仅是工具，而是辅助理解课程内容的助手（图4）。

此外，课程根据高职培养计划及目标设置5个教学单元，共15个教学模块，依托项目教学从建筑基础到屋顶结合知识点讲解，内容由整体到局部、层层剖析、理实结合，旨在让学生理解构造的概念、材料、绘制方法、常用建筑技术及设计策略，掌握构造设计原理和设计方法（图5）。

同时教学内容覆盖建筑设计专业方向建筑工程识图中级、建筑信息化模型（BIM）职业技能等级考试的部分内容，创建基于BIM技术创新的岗课证融通型课程。

对接岗位证书，将BIM中级、建筑识图证书中的知识点嫁接到原有的教学内容当中，强化学生在学习过程中多种知识的综合运用能力，依托项目引领、技能导向培养学生掌握多种绘图和制图技能与实际操作方法，
最终实现“好学”的学生可以达到将构造知
识与建筑设计融会贯通的教学目标。

在此基
础上，按照生产实际和岗位需求设计开发课
程，研发模块化、系统化的实训课程体系，形
成“岗课证”综合育人机制，提升学生综合竞
争力。

3.3 结合BIM技术搭建实体模型
利用BIM模型的参数可视化特点，帮助
学生理解建筑材料的属性、参数，读懂建筑构
造节点的图示化术语，调整课程节奏将虚拟
模型与实体搭建模型进行结合。

在理实一体
化结合的部分中加强理论与实操的交互式学
习，不仅丰富课堂形式，拓展学习技能，也加
深学生对构造内容搭接关系的理解。

结合实
体模型的制作过程，让学生更清楚理解各种
材料的交接方法、搭接关系、粘结方式。

学生
根据要求利用BIM技术实现的建筑构造节点
的绘制，然后在实体空间中通过一定比例的
缩放真实搭建，能够帮助学生更好理解设计
并提高解决实际问题的能力；同时，在遇到搭
接问题时，通过寻找解决方案、反馈做法改
进，再到模型制作的全过程也充分体现了建
造过程中，深入理解建筑材料与构造设计的
意义。

3.4 融入BIM技术构建混合式教学
基于对课程内容的重构，相应的教学方
式与方法也要随之转变。

在课程教学环境
中，采取线上线下混合式教学增强学生的学
习兴趣，帮助提升教学质量。

除了理论知识
讲授，借助雨课堂进行随堂实训测试，调动
学生学习的主动性与积极性，确保课上注意
力高度集中。

此外，学生可以利用学堂云、慕
课以及教学资源库与课程对应的资源和素
材完成课前预习和课后巩固。

课程利用“腾
讯云BIM协同平台”打造虚实结合的实训教
学平台，丰富多样的虚拟实训平台帮助学生
多角度、全方位理解不同类型结构形式、建
筑类型下建筑构造所采用的不同做法。

学生
利用“腾讯云BIM系统平台”可实现作业上
传，其他学生可以通过手机、网页等在线观
看其他同学的作业促进学生之间的比较学
习，同时模型资源亦可作为资源库内容进行
储存。

4 BIM技术与课程思政相融合
4.1 促进岗位能力与工匠精神的结合
在岗位能力培养过程中将德育教育与
工匠精神进行结合，将专业技术与思政内容
相结合（图6）。

高职院校建筑专业的学生毕
业后的工作主要集中在建筑设计、施工、建
造、监理等岗位，岗位本身应具有工匠精神、
爱国精神，精益求精的严谨工作状态，为国
家建设贡献自己的力量。

其次，在依托专业
核心课程为抓手，在课程中深挖课程思政素
材，将中国传统古建筑的建造技艺与当代设
计手法融入教学，弘扬中华优秀传统文化，
增强民族自信文化自信。

例如，在讲解建筑
基础与屋面排水的部分结合中国传统建筑
及建造技艺讲解基础与传统建筑台基的相通
性；在屋面排水中重点对比传统坡屋面排水
坡度的设计原则与当代新中式建筑在屋面坡
度设计及排水构造设计中的节点对比，让学
生了解中国工匠的“大智慧”
增强民族自豪
基金项目：
上海高职高职土建类专业教育教学研究课题项目“数字AR助力建筑设计专业课程链构建与优化：基于《建筑材料与构造》课程建设的研究”（编号：TJY202304）作者信息：
段文婷，博士，上海济光职业技术学院人居环境与建筑设计学院副教授，**********************
曹 亮，同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司高级工程师（通讯作者）
感；同时利用VR虚拟现实技术让学生在学习过程中利用漫游展示尝试与模型进行互动增强学生的体验感。

4.2 构建一体化的课程思政“课程链”
注重在专业课程中构建一体化的课程思政体系。

在平行进行的专业课程中贯穿讲解优秀的建筑案例、弘扬中华传统优秀文化及当代优秀的建筑设计案例与设计建造技术。

善于将中华优秀传统文化、爱国主义精神、大国工匠精神、中国特色社会主义价值观等思政内容与自身课程有机融合，构建合理的思政课程体系[6]。

结合平行进行的建筑设计类型，在《建筑材料与构造》课程设置中通过对比讲解此类型中国传统建筑的精妙设计和精湛技艺与当代中式建筑的现代技术表达手段，进而讲授建筑材料与构造的传承与革新，提高学生对此类建筑的学习热情。

此外，在课程讲授过中引入经典红色建筑案例、弘扬红色文化，让学生理解坚守底线的职业精神，一丝不苟、认真负责的职业素养。

通过构建一体化的课程思政“课程链”，不仅要在各自课程内容中传递工匠精神，专业课思政不应是专业课与思政课的简单相加。

在工匠精神培养和塑造方面，利用课程链实现将授课内容结合实地测绘、BIM三维建模、手工模型制作等多元化的教学手段让学生沉浸式体验建筑构件设计、生成、搭建的全过程，深入体验职业场景，将职业精神训育与专业技能培训相结合，切实提高学生的综合职业态度、职业情感与职业信念。

5 完善课程体系构建动态调整机制
5.1 静态评价系统相对滞后
原有《建筑材料与构造》课程在考虑到教学效果和学生反馈与评价可以通过学生设
计作品或实习工作评价得到反馈。

但反馈不
够及时，对课程的改进及学生学习效果的追
踪不够系统化、缺乏针对性。

课程评价体系的
建构是为了更好地追踪课程效果，并对今后
的课程内容进行改进与完善，及时的课程反
馈可获得更高水平的教学成果。

原有课程评
价与反馈只针对学生课堂的学习感受，无法实
现对学生的追踪观察，与行业发展脱节。

同时
也制约课程评价体系的充实与完善。

5.2 创建动态调整机制体系
基于BI M技术重构的《建筑材料与构
造》课程关注岗位技能培养、课程讲解与设
计市场的发展趋势，并以此设定课程动态调
整机制（图 7）。

首先，课程内容与平行课程形
成完成的课程链。

依托教学重点，将学生学习
的成效与能力结合平行课程进行综合分析与
评价。

例如，在教学理念上基于BIM技术推进
正向设计。

依托教学结构与平行进行的设计
课程共同指导学生进行建筑构造搭接关系的
表达；通过观察学生利用BIM技术进行建模
即可直观了解学生是否掌握相应的技术知识
点。

其次，基于市场动态调整课程内容。

通过
对设计行业调研分析发现，设计单位希望学
生对时下主流建筑风格的材料、构造相关的
知识内容有一定的了解。

因此，在课程中基于
BIM技术的可视化、可剖切性能，利用BIM模
型讲解相应知识点，帮助学生更为直观、准确
掌握行业发展的动态与讯息。

结语
高职建筑设计专业课程教学需顺应行业
发展，不断引入新知识新技能、提升学生的综
合竞争能力，进而促进学生差异化发展需求。

那么，在基于BIM技术作为行业发展的新趋
势的基础上，《建筑材料与构造》课程不断改
革创新，探索适合新时代高职建筑设计专业
学生的新路径。

未来基于数字设计与数字建
造的基础上，高职建筑设计专业的发展还需
依托数字技术调整课程内容，达到课程之间
的横向融通以及纵向贯通，以达到应对新趋
势、新挑战的目的。

此外，行业的发展与时代
的变革将对建筑设计及相关交叉学科领域的
发展产生深刻的影响，将BIM技术植入课程
体系建设对于建筑设计专业的转型和升级都
有着至关重要的作用。

依托BIM技术与高职
建筑设计专业其他课程内容进行整合、通过
课程链形成横向融通、纵向贯通的教学体系，
使课程彼此联系、相互渗透、形成共享开放的
系统性课程体系。

通过课程教学改革，不断总
结经验使培养适应新时代的高职建筑专业高
素质技能型人才的工作水到渠成。

资料来源：
文中图片均为作者自绘。

参考文献
[1] 刘祥泽，徐坚，李波. 校企合作视角下职业教育有
效教学研究[J]. 中国职业技术教育，2020（29）：
86-92.
[2] 胡莹. 建构——对建筑本体的还原[J]. 华中建筑，
2003，21（1）：3.
[3] 刘俊学，罗元云. 论新建地方本科高校课程重构
[J]. 中国高教研究，2017（2）：3.
[4] 宋桂杰. 从建筑到构造——建筑构造教学改革研
究[J]. 高等建筑教育，2006，15（1）：4.
[5] 李东锋. 基于BIM技术的建筑学课程设计研究[J].
城市建筑，2020，17（2）：51-52.
[6] 杨宫印，崔鹏艳，陈玉明. BIM技术应用课程思政
改革研究与探索[J]. 云南民族大学学报（自然科
学版），2020，29（2）：174-177.。