BIM仿真在工程項目管理課程教學改革中的應用

曾子軒

廣西財經學院

【摘要】在工程管理專業(yè)中，工程項目管理課程是一門注重實踐的課程，其教育與教學在素質教育深化中得到了進一步的改革，創(chuàng)新地應用教學手段也為當前課堂教學效率的提高注入了新的推動力。文章結合多年的教學經驗，淺談BIM仿真在工程項目管理課程教學改革中的應用，以供參考。

【關鍵詞】BIM仿真；工程項目管理課程；教學改革；實踐應用

工程項目管理專業(yè)的核心課程是《建筑工程項目管理》，其涉及的知識面廣、實踐性強，且需要用理論與實踐相結合的方式全面提升學習效果[1]。工程管理專業(yè)的學生，更是要求在學校期間掌握相關專業(yè)知識，培養(yǎng)適應行業(yè)發(fā)展與時代變化的能力，確定學習的目標。本文擬用BIM仿真技術，發(fā)揮其在推動工程項目管理課程教學工作中的價值與作用。

一、BIM技術教學實踐簡述

BIM的中文直譯是建筑信息模型，在中國《建筑工程信息模型應用統(tǒng)一標準》中，它直接表述為：工程項目全壽命期內項目組成部分物理特征、功能特征以及管理要素的數(shù)字化表達。利用計算機數(shù)字技術表達不但整合了幾何、物理和功能信息，還為在三維數(shù)字化技術支持項目生命周期建設中提供了決策。有資料顯示，美國建筑業(yè)存在57%的資源浪費，但在同樣的時間中，普通制造業(yè)領域浪費為26%，因此美國在很早就已經希望將BIM技術信息化運用于建筑業(yè)。時至今日，美國已有多所高校開設有關BIM實踐性課程，學生從理論到實踐均能掌握項目的整個交付過程，從而明確當下建筑行業(yè)運行發(fā)展的各項要求。例如德克薩斯州A&M大學工程建設學院，早在10年前就一直為學生開設BIM課程，并將這門課程定義為3D-2D模型集成信息過程，參與學習的學生要掌握的仿真模型技術包括Autodesk、Google Sketch-Up以及Autodesk Revit等軟件應用[2]。除了教學領域，BIM工程技術的應用，以信息共享作為基礎，很大程度上減少了不必要的重復勞動，有效降低了成本，提高了效率。

與國外學校注重的BIM技術教學相比，國內的教學改革依舊處于初級階段，且在發(fā)展過程中遇到了瓶頸，同時又受到缺乏專業(yè)教授人員等資源的限制，導致其教學改革舉步維艱。但目前國內有好幾所大學正在BIM課程的教育改革中不斷摸索。

二、BIM仿真教學應用模式的實施方案

在應用的BIM可視化教學實踐中，工程項目管理教學改革的思路可以從以下幾點出發(fā)；首先要確保一定的實際工程項目模仿環(huán)境與施工條件，便于在教學改革過程中進行分析與問題解決，增強應變能力培養(yǎng)的可操作性；其次是動態(tài)行仿真演練可視化工程，針對具體模擬的工程項目要有系統(tǒng)、全面和整體的管理理念；最后是確定模擬過程中的參與方式、實際內容、責任等信息，一旦確定角色，就要保證整個模擬建設全過程的全面性與系統(tǒng)性。在《工程項目管理》教學中應用BIM技術，基本原理的消化理解是首要的任務。結合當前學生普遍的自學能力，可以將這門專業(yè)課程的教學規(guī)劃安排如下：（1）詳細傳授有關項目管理方法的概念、原則、技術，緊密結合理論與實踐；（2）全面掌握項目管理與BIM技術的基礎知識和操作方法，并在操作過程中要求學生養(yǎng)成對日后具體工作可能產生隱患的預防性意識；（3）以分析項目管理與BIM相結合的綜合性案例為主，準確區(qū)分涉及其中的各項因素關系，確保學生學會定性的分析方法與定量的分析方法結合理論；（4）工程管理課程專業(yè)涉及的知識范圍較廣，教學過程難免遇到對專業(yè)知識不理解的情況，如果條件允許，最好全方位引入BIM技術手段輔助教學，模擬課外實踐的環(huán)境，提高教學效果。其中，具有改革意義的模式為“課堂案例結合講授+多媒體輔助教學+可視化仿真建模+現(xiàn)場實踐”。在重要的實施階段，學生的邏輯能力與分析水平非常重要，具體的教學內容不但要強調工程項目過程管理、工程進度控制、工程造價管理、安全環(huán)境管理、工程信息管理以及后續(xù)的驗收等，還包括掌握BIM技術的原理和應用軟件。因為結合了BIM技術的多媒體教學展示更具備生動形象的特征，學生的應用教學過程更有身臨其境之感，所以專業(yè)課程的章節(jié)帶入BIM模擬或實景錄像，如建筑施工現(xiàn)場管理、建筑安全環(huán)境等都更能提高效率。

BIM信息技術最大的益處在于三維可視化模型應用，學生將建筑物以專業(yè)的BIM軟件進行模擬，真正實現(xiàn)將工程帶進課堂，如身臨其境。例如在學習施工階段項目管理，最核心的內容包括進度以及各種橫道圖、網絡計劃等，這些內容煩瑣而枯燥。如果采用了BIM技術的4D虛擬仿真建造技術，采用4D模擬施工動畫，從電腦中建立模型，借助三維可視化設備虛擬描述項目，那么學生更容易感知并接受。此外，還能在虛擬的項目實施環(huán)境下發(fā)現(xiàn)施工過程可能存在，但傳統(tǒng)教學過程中無法發(fā)現(xiàn)的問題和危險因素，再次針對問題進行方案模擬，根據模型展開實時調整和修改，更能幫助學生理解和掌握有關工程施工計劃優(yōu)化的內容。

三、BIM仿真在工程項目管理課程教學中的改革創(chuàng)新

全國性的《工程項目管理》課程明確要求要通過課程學習來確保學生掌握工程項目管理的理論與方法、計劃和組織、事實與控制，提高從事工程項目管理工作的能力。但不可否認，在當前的教學過程中具體知識的傳授與市場行業(yè)要求以及國際化標準存在較大的出入。由此可以看出，過去的教學形式已經無法滿足社會的需求，而《工程項目管理》更需要突出學習的實用性與技能性，重在改革創(chuàng)新[3]。過去的教學形式側重理論細節(jié)的深入講述，忽略了學生的實踐能力與應用能力。在科技不斷發(fā)展的背景下，應用如AutoRevit2012、AutoCad2012等計算機技術輔助工程軟件更能強化教學效果，針對具體工程采用三維圖形軟件模擬數(shù)據，并以實例的情況來展現(xiàn)三維可視化動態(tài)仿真工程重點，學生也才更能感受到學習的樂趣。

再如國外使用的BIM虛擬可視化模式，就能在《工程項目管理》中獲取很好的效果，除了上述的模擬工作環(huán)境以外，還能提供咨詢事務所。學生可以實現(xiàn)可視化仿真工程平臺取代紙質資料數(shù)據的讀取方式，用更高的效率發(fā)揮更逼真的功能。另外，還能針對案例中出現(xiàn)的典型建筑項目，通過搜集BIM信息，建立全面的案例庫，為學生當前的學習或以后行業(yè)工作提供借鑒。BIM虛擬可視化仿真工作的工程項目管理BIM教學優(yōu)勢如下：（1）逼真還原施工現(xiàn)場，使學生更能身臨其境地感受現(xiàn)場管理活動的流程、細節(jié)以及很多難以用文字在課本中表述的知識；（2）還原虛擬施工過程的現(xiàn)實場景，還可以安排學生扮演其中的各個工程角色，負責現(xiàn)場的指揮、組織和管理，理解團隊合作的重要性，并在模擬中積累直接的合作經驗；（3）采用BIM模型最大的優(yōu)勢在于通過三維技術將施工管理信息集成和優(yōu)化，尤其是在工程造價的節(jié)能上有巨大的優(yōu)勢，同時也是對學生工程經濟、工程組織或工程計價等其他課程的補充；（4）BIM建立后，學生有了具體觀察的模型，對應的信息展現(xiàn)不僅僅是圖形，更是整個專業(yè)的輪廓與規(guī)模。

將BIM仿真應用在實際模擬中可分為兩個內容，首先是引入項目管理BIM電子仿真沙盤，采用BIM電子沙盤組織學生模擬過程中的策略創(chuàng)建、溝通管理、決策過程、項目運作等環(huán)節(jié)。另外，學生還能采用電子沙盤的實例練習成本核算、合同預算、預算決算等過程，并針對工程涉及的工期、資源、費用等設計優(yōu)化方案。這種全新的教學形式能夠確保學生更深入地了解工程項目各周期具體的工作內容和流程，進一步了解物資流、信息流等本質，同時還能自我選擇擔任營銷經理、采購經理、項目經理等模擬角色，從各部門不同分工合作的體驗中完成實踐，增強學習過程中的主動參與性和趣味性。

在工程項目管理課程中應用BIM技術，教學軟件的主要功能模塊有土木工程模擬仿真實驗單元、建筑材料實驗單元、工程造價模擬實驗單元、工程力學實驗單元以及工程過程管理模擬實驗單元，其在教學各環(huán)節(jié)中均發(fā)揮了重要作用。在課堂教學中結合某建筑企業(yè)工程完成一次虛擬的仿真教學，而軟件應用所帶來的即視感更是以標配大屏幕來加強真實性的體驗，這就能夠及時為教師的教學提供所需要展示的視頻輸出，特別是落實到建筑施工的過程，其對應的仿真單元將進一步豐富教學內容，如有可行性的研究、招投標研究、合同管理研究、項目管理研究等，都可以進行動態(tài)化的演示，更直觀地將現(xiàn)實的信息真實地傳遞給學生，進一步提高學生在應用學習中的實踐能力，為今后的工作打下堅實的基礎。

四、小結

本文緊密結合筆者的教學實踐經驗，談論采用BIM可視化仿真技術應用于《工程項目管理》課程教學中的實踐功能與價值，其高效的代入感和模擬性質有助于當前工程項目管理教學的改革，無論對改革的最終目的還是原則都有重要的作用。就目前我國應用這一技術推動教學的現(xiàn)狀來看，《工程項目管理》的課程教學還有很大的價值和方法可以挖掘，教師后續(xù)目標應放在如何讓學生在較短時間內全面深入掌握有關項目管理知識的重點目標上。

對于今后的教學改革工作，筆者補充以下幾點建議：（1）結合社會對職業(yè)需求程度以及專業(yè)學科的定位來設定課程目標；（2）詳細制訂課程計劃和設計步驟，通過BIM轉變傳統(tǒng)教學無法涉及的專業(yè)領域，如自動化計量方面，優(yōu)化課程內容與結構；（3）建立BIM實驗室，緊密結合社會發(fā)展潮流，確保教學與時代共同進步，積極整合當下最新的行業(yè)發(fā)展動態(tài)，完善學生專業(yè)知識結構，采用更多的BIM手段輔助教學，進一步提高學生的實踐應用能力，為學生今后的成長成才打下堅實的基礎。

【參考文獻】

[1]張慧.在工程造價應用型本科中植入BIM技術的教學研究[J].教學實踐探索，2016，16（15）：175-176.

[2]馬海興.基于BIM技術的工程管理專業(yè)課程實踐教學[J].建材裝飾，2016，12（04）：167.

[3]羅中.BIM技術引入建設工程項目管理課程教學實踐探討[J].山西建筑，2015，41（22）：249-250.

[4]任宏，張尚.BIM的工程管理教學改革問題研究（二）——BIM教學改革的作用、規(guī)劃與建議[J].建筑經濟，2015，36（02）：92-93.