目前建筑行业正在经历从2D-CAD到基于建筑信息模型(BIM)的三维数字模型技术应用的变革。在国外，设计与建设工程公司使用BIM的比率已达到77%以上，并且70%以上的高校已将BIM融入学生培养课程体系^[1]。但在国内，BIM应用仍处于发展阶段，在我国上千家甲级设计与施工企业中，除极少数设计院和施工单位外，大部分企业仅购买了BIM软件，由于缺乏BIM设计人员，导致BIM软件的利用率不高^{[2, 3]}。在高校人才培养方面，与国外高等院校积极将BIM技术引入课程体系，并进行一系列的课程改革和研究相比^{[4, 5]}，我国绝大多数院校并没有将BIM技术理念纳入课程体系，土木工程专业尚无关于BIM的成熟教材^[6]。为进一步促进、落实教育部《教育信息化十年发展规划(2011—2020)》要求^[7]，推动信息技术与高等教育深度融合，创新人才培养模式，在建筑与土木工程领域培养具有创新能力，适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，实现土木工程专业交叉人才培养模式，我校依托土木工程与水利工程学科相关专业，包括结构工程、建筑环境与能源应用工程、土木工程管理、桥梁工程、水电工程，联合国内知名科研机构、建筑设计研究院、施工企业、软件公司，以BIM技术为支撑，以科学研究和创新教学为目标，在辽宁省普通高等学校虚拟仿真实验教学中心建设项目中，建设“BIM研究与实践教学”相结合的“大连理工大学BIM研究与实践创新云服务平台”。该平台为我校土木工程、水利工程相关专业人才培养提供强有力的虚拟实践环境，对面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的作用。

依托土木工程与水利工程整体学科实力，将学科专业与信息技术相融合，建成开放式的BIM研究与实践创新基地，实现BIM基础课程学习、各专业课程的BIM应用与分析、跨专业BIM协同毕业设计、专业课程BIM虚拟实验产品开发及BIM工程应用实践等本科专业人才培养教学和服务环节。通过教学资源的信息化，探索新型人才培养模式。

(1)BIM研究与实践创新云服务平台建设坚持“虚实结合、以实促需”的建设原则。“实”体现为BIM研究与实践创新云服务平台的硬件环境和软件环境建设，学生利用该平台动手实践完成BIM基础课程学习、各专业课程BIM应用与分析、跨专业BIM协同毕业设计等教学环节，并且结合实际工程完成BIM工程应用能力培养，从而以“实”来提高学生解决工程实际问题的能力。“虚”体现在专业课程BIM虚拟实验产品开发方面，土木工程专业实验综合性强，通常与实际工程结合紧密的实验无法在实验室内让学生直接深入参与，在认识实习和生产实习环节，学生也只能观看构筑物但无法通过实际操作了解建筑过程的整体工艺，且一些隐蔽工程在现场也无法展示^[8]，因此，构建高度仿真的虚拟实验或虚拟工艺过程，是解决实践教学不足的一个重要途径，从而以“虚”来加强课程理论知识与实际工程应用的联系。“以实促需”则是通过“实”的建设，确定“虚”的任务目标，以学生应用为中心，在BIM课程的学习和实践过程中，逐渐实现专业课程BIM虚拟实验产品开发的任务目标，一方面，在虚拟产品的开发过程中，提高了学生解决工程问题的能力，同时也丰富了专业课程虚拟产品库，为课程教学提供丰富的虚拟教学资源，实现虚拟实验过程。

(2)BIM研究与实践创新云服务平台建设坚持将学科建设平台、科研项目成果转化为虚拟教学实验项目。BIM研究与实践创新云服务平台建设依托学科结构工程、建筑环境与能源应用工程、土木工程管理、桥梁工程、水电工程现有师资力量，将高层次的学科建设平台、高水平的科研和工程项目成果融入云服务平台的建设过程中，提升服务平台的建设水平，提高教学实践环节硬件和软件环境质量，扩大专业课程BIM虚拟实验教学规模。

(3)推进专业BIM课程建设，积极开展实践教学体系改革。围绕建筑设计、施工过程和运行管理全寿命周期，结合各专业课程，推进服务于专业课程教学的BIM课程建设，将BIM教学融于专业过程的教学内容中，提高学生应用BIM模型进行专业应用分析的能力。在此基础上，推进专业课程教学和实践教学改革，更新实践教学内容，并进行教学模式和实验手段的探索，以实现高素质工程技术人才培养目的。

大连理工大学BIM研究与实践创新云服务平台属于虚拟仿真实验教学中心的一部分，总体建设方案如图 1所示。依托结构工程、建筑环境与能源应用工程、土木工程管理、桥梁工程、水电工程等相关专业现有BIM软硬件平台，规划建设大连理工大学BIM研究与实践创新云服务平台，满足BIM教学、产品开发、工程应用实践三个层次的功能需求，其建设内容包括硬件平台、软件平台、师资队伍、课程建设、运行管理与合作交流等6个方面。

图 1(Fig 1)

图 1 BIM研究与实践创新云服务平台总体构架

良好的平台系统构架不仅可以确保BIM研究与实践创新云服务平台的可靠性和稳定性，而且在将来对系统进行升级时具有良好的可扩展性^[9]。图 2为大连理工大学BIM研究与实践创新云服务平台系统架构，包括实验教学中心硬件环境建设和各专业BIM工作站硬件环境建设。实验教学中心硬件环境包括服务器区、学生工作区相关硬件环境，其中BIM服务器用于BIM课程教学，数据服务器用于BIM虚拟产品开发及工程项目实践等。专业BIM工作站用于各专业BIM教学、产品开发及工程项目实践等，包括网络服务器、学生工作区网络化终端工位、多媒体系统及配套设施等。各专业BIM工作站的学生工作区网络化终端与实验教学中心学生工作区网络化终端通过网路与实验教学中心服务器和专业BIM工作站服务器联结，网络终端可通过远程桌面和直接访问的形式实现远程访问^[9]。

图 2(Fig 2)

图 2 BIM研究与实践创新云服务平台硬件环境总体架构

为满足BIM教学、产品开发、工程应用实践三个层次的功能需求，选择目前最先进的BIM软件，通过数据交互软件和二次开发，解决不同专业、不同功能软件的数据交换，增强其兼容性、扩展性^[10]。软件平台建设包括实验教学中心BIM软件建设和各专业BIM工作站软件建设。实验教学中心BIM软件包括核心建模软件Revit、各专业分析软件(Ecotect、PKPM等)、模型综合碰撞检查软件Navisworks、造价管理软件、运营管理软件等。各专业BIM工作站软件建设包括各专业BIM设计软件和专业应用分析软件。

师资队伍建设是BIM研究与实践创新云服务平台建设的关键，为满足全专业BIM课程教学和专业毕业设计指导等需要，一方面教师必须掌握BIM相关理论和标准，同时需具备较强BIM工程实践能力，如BIM模型建造、BIM模型应用分析和BIM项目业务集成等。依托建筑学、结构工程、建筑环境与能源应用工程、土木工程管理、桥梁工程、水电工程现有师资力量，以年轻教师为主，通过参加全国大学教师BIM技术培训会、BIM技术专题讲座、BIM竞赛等方式，有计划、有目标地重点培养BIM实践教学指导教师，逐渐提升BIM实践教学师资队伍水平。

BIM课程的目的是为各专业课程服务，围绕建筑设计、施工和运行管理等内容，将BIM教学融合于专业课程的教学内容中，从而提高学生BIM应用分析能力。BIM课程包含三个方面，即BIM设计软件课程，包括基础性和通用性软件课程；专业课程BIM应用分析软件课程，包括物理环境性能分析软件、机电设备分析软件和结构分析软件等；跨专业BIM协同毕业设计指导课程。BIM课程建设的重点主要围绕专业课程BIM应用分析软件课程和跨专业BIM协同毕业设计指导课程，共计6门课程，分别为BIM结构分析、BIM绿色建筑分析、建筑能耗模拟与分析、工程造价与管理、建筑工程施工模拟、跨专业BIM协同设计。

在教学组织方面，通过本科生创新创业项目和本科生毕业设计组织BIM学习班，在大二阶段完成BIM概论及相关核心建模软件教学以培养学生的BIM软件操作及模型建造能力。大三阶段通过科技创新计划实践教学环节培养学生BIM后期模型应用分析能力。大四阶段通过毕业设计环节培养学生解决实际工程项目的BIM实践能力，在产品开发和工程应用方面，依托结构工程、暖通、土木工程管理、桥梁工程等相关学科实力，与教师科研工作相结合，开展专业课程实践BIM产品开发及BIM工程应用实践等工作。

联合国内知名科研机构、建筑设计研究院、施工企业和BIM软件公司共同建设BIM研究与实践创新云服务平台的硬件环境和软件环境。一方面，企业为BIM研究与实践创新云服务平台建设提供技术资料和软件，参与云服务平台软件维护和升级管理工作，确保平台良好的运行状态并始终处于同类平台的领先地位，另一方面，学校为企业人才培训提供支持。通过人才培养这个纽带，学校和企业结成战略合作伙伴关系^[8]。在培养学生过程中，首先，依托科研机构、建筑设计研究院和施工企业的相关工程，让学生参与实际工程项目，培养学生的工程实践能力。其次，邀请相关领域的知名专家，到学校为学生作BIM方面的讲座，让学生了解该领域的前沿科学和工程问题。第三，定期组织学生参加BIM竞赛，以提高学生BIM工程实践能力和水平。

目前，我校已完成了各专业BIM工作站的建设，并在学校教学改革基金重点项目的支持下，通过本科生创新创业项目和毕业设计等环节，在不改变现有课程体系的条件下，将BIM技术融入本科人才培养的全过程。

(1)通过参加全国大学教师BIM技术培训会和BIM技术专题讲座，经过2年时间，BIM师资规模达到10人以上，已满足全专业BIM课程教学、专业毕业设计指导等需要。

(2)基于Autodesk公司的数字化培训平台，建筑学专业在二年级上学期和短学期分别开设了BIM课程：建筑数字技术1和建筑数字技术2，共计64学时，包括BIM基本概念、BIM模型设计、建筑性能分析、参数化设计等内容，使学生掌握应用建筑数字技术进行建筑创作、分析、展示的方法和技能。

(3)在大三和大四阶段的专业课程学习中，建筑环境与能源应用专业和结构工程将BIM技术融入专业课程学习。建筑环境与能源应用专业将Revit等软件引入建筑能耗模拟课程，实现了利用BIM技术完成模型建造和建筑能耗模拟的计算工作。结构工程开设了结构工程BIM设计方法与分析课程，实现利用PKPM进行工程结构分析等。依托本科生创新训练项目，2014年和2015年分别组建了15人的BIM学习班，每个创新训练项目由3~4个学生组成，其专业包括建筑学、建筑设备、结构工程或土木工程管理。通过1年时间项目成员共同完成一个建筑绿色化节能改造项目，项目内容包括建筑热工参数及暖通空调系统运行状况现场测试，利用Revit创建跨专业的BIM模型，进行建筑绿色性能分析和节能改造前后建筑能耗模拟、结构应力分析，在跨专业BIM模型基础上进行项目规划、数量估算、成本分析等。BIM专业应用分析课程学习培养了学生的BIM模型建造能力及后期模型应用能力。

(4)2015年，我校建筑环境与能源应用工程、结构工程和土木工程管理专业的部分学生，共计20余人完成了BIM毕业设计，其内容包括BIM建筑模型建立、BIM结构模型建立、结构应力分析、建筑能耗分析、空调系统BIM工程设计、建筑冷热源BIM工程设计、工程招标估价BIM分析、建筑小区BIM展示、工程实施四维BIM演示等。参与BIM毕业设计的学生普遍取得了较好的答辩成绩，全为优良以上，其中优秀率达25%。通过BIM毕业设计，培养了学生BIM工程实践能力和BIM工程问题解决能力。

虚拟仿真实验教学是教育信息化的重要组成部分，基于BIM技术的虚拟仿真实验是建筑与土木工程专业实践教学的发展趋势。文章总结了我校BIM研究与实践创新云服务平台建设目标、建设思路及建设方案。通过BIM研究与实践创新云服务平台实现BIM教学、产品开发、工程应用实践三个层次的功能需求，从而实现BIM人才的大规模培养，对推进BIM以及建筑行业的发展具有至关重要的作用，同时为将BIM技术引入建筑与土木工程类高等院校的课程体系提供一定的借鉴，为其他类似虚拟仿真实验中心的建设提供一定的参考。