基于BIM技術(shù)的工程管理專業(yè)課程體系優(yōu)化研究

溫茵茵

摘要：建筑信息模型BIM在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，將BIM技術(shù)融入高校工程管理專業(yè)教學(xué)改革勢在必行。財(cái)經(jīng)類院校的優(yōu)勢和劣勢可以借助BIM技術(shù)彌補(bǔ)，揚(yáng)長避短。從專業(yè)課程設(shè)置、課程組織形式、實(shí)訓(xùn)平臺構(gòu)建和畢業(yè)設(shè)計(jì)改革四個方面，圍繞BIM模型和技術(shù)，對我校工程管理專業(yè)課程體系優(yōu)化進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：BIM；工程管理專業(yè)；課程設(shè)置；實(shí)訓(xùn)平臺

建筑信息模型BIM （Building Information Model-ing）是在建筑領(lǐng)域應(yīng)用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)計(jì)、施工和管理過程仿真和模擬的一種技術(shù)和管理方法。隨著BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的高校將BIM技術(shù)融入到課程體系中。首先BIM通過模擬手段讓學(xué)生對專業(yè)知識有更形象的認(rèn)識，也避免了以往去到施工現(xiàn)場的安全隱患；其次，通過課程大作業(yè)或跨專業(yè)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的跨專業(yè)學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力、以及理論知識的實(shí)踐應(yīng)用能力；最后，能夠提供虛擬的協(xié)作環(huán)境，提升工程管理人才的溝通和協(xié)作能力。

由于各高校的辦學(xué)特色不同，工程管理專業(yè)BIM課程的設(shè)置目標(biāo)、模式、時間和方法是不同的。我校作為財(cái)經(jīng)類院校以財(cái)經(jīng)、管理類課程見長，而工程管理專業(yè)所在的管理科學(xué)與工程學(xué)院具有強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)背景，從現(xiàn)開設(shè)的課程和師資等軟硬件條件看，對建設(shè)BIM實(shí)驗(yàn)室和利用BIM技術(shù)進(jìn)行教學(xué)改革，具有一定的基礎(chǔ)。借助BIM平臺，優(yōu)化現(xiàn)有的工程管理專業(yè)課程體系，使其更凸顯我校和我院的辦學(xué)特色BIM實(shí)訓(xùn)平臺的構(gòu)建方案，模擬工地現(xiàn)場開展認(rèn)知和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，一方面，避免了安全問題，另一方面，可以培養(yǎng)應(yīng)用型的專業(yè)人才；利用BIM平臺，把現(xiàn)有的課程有機(jī)結(jié)合起來，減少知識點(diǎn)重復(fù)，甚至可以將多個專業(yè)聯(lián)系起來，比如工程管理和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。

1 基于BIM技術(shù)的工程管理專業(yè)課程設(shè)置

基于BIM技術(shù)課程設(shè)置的教學(xué)目標(biāo)即了解建筑業(yè)BIM的發(fā)展趨勢和應(yīng)用途徑，熟悉BIM重要軟件的使用方法，包括Revit、ArchiCAD、SketchUp等，增進(jìn)對工程項(xiàng)目壽命周期過程、及其管理任務(wù)的理解，以更好地掌握技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、法律等方面的知識。

根據(jù)現(xiàn)有的教學(xué)資源條件和教學(xué)要求，在現(xiàn)有課程中植入BIM相關(guān)內(nèi)容較為切實(shí)可行。各門課程均可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)BIM模型信息將BIM技術(shù)融入到課程中，提升教學(xué)效果。借助BIM技術(shù)平臺，將工程力學(xué)、工程制圖、施工技術(shù)、工程造價管理、工程項(xiàng)目管理、建設(shè)法規(guī)等課程的知識點(diǎn)串聯(lián)起來，調(diào)整現(xiàn)有課程的開課順序，循序漸進(jìn)，加入一些之前不能開設(shè)的課程如材料、結(jié)構(gòu)等，讓學(xué)生較為生動系統(tǒng)地了解工程項(xiàng)目管理的一系列活動。BIM模型除了有強(qiáng)大的建模能力和可視化的效果，還會產(chǎn)生很多附加的信息，如建筑材料信息、力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)知識、施工進(jìn)度、工程量和成本等幾乎涵蓋工程項(xiàng)目管理全過程的信息，按照這些信息產(chǎn)生的先后順序開設(shè)課程。

工程制圖是BIM模型輸人信息的起點(diǎn)，目前還是采用CAD二維畫圖教學(xué)，使用BIM技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)三維教學(xué)，還可以為后面的課程提供數(shù)據(jù)信息。由于我校沒有土木類的實(shí)驗(yàn)室和課程支撐，所以無法開設(shè)相關(guān)課程，利用BIM技術(shù)可以在機(jī)房實(shí)現(xiàn)材料、結(jié)構(gòu)等課程等虛擬教學(xué)，施工技術(shù)也利用工程制圖使用BIM建模產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬教學(xué)。根據(jù)不同的施工方案，利用BIM模型產(chǎn)生的信息進(jìn)行造價管理，在此基礎(chǔ)上對工程進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全等實(shí)現(xiàn)控制，工程造價管理和工程項(xiàng)目管理等課程的教學(xué)效果會得到極大地提升。

2 基于BIM技術(shù)的工程管理專業(yè)課程組織形式

BIM課程的組織形式主要有四種：課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專家講座和學(xué)科競賽。課堂教學(xué)是傳統(tǒng)的教學(xué)方式，主要目的是讓學(xué)生了解BIM的基本知識體系、熟悉BIM的基本工具及使用方法；實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性知識體系，鞏固課堂教學(xué)中講授的基本知識，因此，BIM實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是前提條件；專家講座則讓學(xué)生了解BIM的工程實(shí)踐應(yīng)用、BIM對建筑業(yè)發(fā)展的影響等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用BIM的興趣，使學(xué)生進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)目標(biāo)；學(xué)科競賽“以賽代練”，一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面可以通過參賽鞏固理論知識的學(xué)習(xí)，學(xué)以致用。

例如BIM技術(shù)原理及應(yīng)用這門課程可以通過課堂教學(xué)的形式在低年級開設(shè)，講解當(dāng)前支持BIM的各類設(shè)計(jì)軟件，如Revit、ArchiCAD、SketchUp等如何使用，通過案例分析介紹BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工管理、建筑節(jié)能等領(lǐng)域的應(yīng)用。同時，以課堂加實(shí)驗(yàn)的形式開設(shè)工程力學(xué)、房屋建筑學(xué)等基礎(chǔ)課程，現(xiàn)有的課堂教學(xué)形式較為單一，學(xué)生掌握理論知識較為困難，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)利用BIM模型輔助教學(xué)，可將理論知識更加形象、生動的傳授給學(xué)生。然后，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式開設(shè)工程制圖、施工技術(shù)、材料學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)等課程，借助BIM技術(shù)改變原有的課堂教學(xué)形式，借助BIM的三維可視化功能和信息化管理功能來增強(qiáng)課程的授課效果，學(xué)生展開互動式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，增強(qiáng)解決實(shí)際問題和操作能力。高年級以課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專家講座和學(xué)科競賽的形式開設(shè)工程項(xiàng)目管理、工程造價管理、建筑成本規(guī)劃與控制、項(xiàng)目可行性研究、招投標(biāo)和合同管理、安裝計(jì)量與計(jì)價等專業(yè)課。首先，利用課堂教學(xué)介紹理論知識，；然后，利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)對理論知識進(jìn)行檢驗(yàn)和鞏固；再次，通過邀請企業(yè)專家和工程師來校講座，介紹BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)信心，也可邀請BIM軟件供應(yīng)商的培訓(xùn)講師來校授課，使學(xué)生們更好地掌握相關(guān)教學(xué)軟件的使用，為今后的工作打下基礎(chǔ)；最后，通過參加各種BIM競賽，“以賽促學(xué)”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生掌握當(dāng)前建筑行業(yè)最為前沿的BIM技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域的核心競爭力，促進(jìn)和推動學(xué)生進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性研究和實(shí)踐。

3 基于BIM技術(shù)的虛擬實(shí)訓(xùn)平臺構(gòu)建

工程管理是應(yīng)用型專業(yè)，傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)平臺依賴學(xué)校外部的合作企業(yè)，而且能夠解決的實(shí)踐人數(shù)有限，校外學(xué)生管理也存在很多問題，借助BIM技術(shù)構(gòu)建虛擬實(shí)訓(xùn)平臺可以解決以上的問題。通過BIM實(shí)訓(xùn)平臺將傳統(tǒng)的二維教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S甚至四維模式，利用BIM模型將各門課程有機(jī)地結(jié)合起來，避免內(nèi)容重復(fù)，將建筑、結(jié)構(gòu)、環(huán)境等用立體模型加以展示，再加之進(jìn)度、成本等信息，并形成全過程的管理模式。目前，我校剛建成的綜合實(shí)訓(xùn)大樓為此提供了場所，我系剛剛獲批的工程管理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)提供了資金來源，利用假期部分老師先后參加了各種BIM培訓(xùn)班，走訪了幾家軟件公司，為BIM實(shí)訓(xùn)教學(xué)打下了基礎(chǔ)。

首先，計(jì)算機(jī)硬件要有快速處理三維圖形數(shù)據(jù)、建筑信息模型及其它數(shù)據(jù)的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)在網(wǎng)路環(huán)境下的數(shù)據(jù)高速通訊、多人協(xié)同實(shí)時處理數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)共享的功能，這就需要強(qiáng)大的網(wǎng)路和服務(wù)器支撐；然后，選擇合適的BIM教學(xué)軟件，如現(xiàn)有較成熟的BentleyStructural、Autodesk Revit、魯班、廣聯(lián)達(dá)、斯維爾等。選擇教學(xué)軟件一方面是適合現(xiàn)有的專業(yè)課程教學(xué)，另一方面是為了適應(yīng)到今后工作崗位的過渡，讓學(xué)生在學(xué)校就開始接觸企業(yè)使用的軟件；最后，改變教師傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、方法、手段，利用假期和業(yè)余時間進(jìn)行培訓(xùn)，熟練操作相關(guān)軟件。

借助虛擬實(shí)訓(xùn)平臺可以開展一系列實(shí)踐教學(xué)活動。（1）認(rèn)知實(shí)習(xí)。跟以往去到施工現(xiàn)場進(jìn)行參觀不同，BIM模型可以展示建筑的三維結(jié)構(gòu)、框架，模擬施工過程，利用VR技術(shù)進(jìn)行安全教育等；（2）素質(zhì)拓展。利用BIM單項(xiàng)工具進(jìn)行房屋建筑學(xué)課程設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)，舉辦繪圖大賽、三維算量大賽、招投標(biāo)大賽，開展工程造價管理綜合實(shí)訓(xùn)、工程項(xiàng)目管理綜合實(shí)訓(xùn)等；（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過建設(shè)建筑材料BIM虛擬實(shí)驗(yàn)室、BIM虛擬力學(xué)實(shí)驗(yàn)室和4D施工全過程模擬平臺，輔助工程力學(xué)、建筑材料學(xué)等基礎(chǔ)課程教學(xué)；（4）畢業(yè)實(shí)習(xí)。部分實(shí)習(xí)崗位如施工員、資料員、造價員、設(shè)計(jì)員等，可以利用BIM實(shí)訓(xùn)平臺完成實(shí)習(xí)，通過情景模擬了解施工流程、項(xiàng)目管理流程，利用模型進(jìn)行三維設(shè)計(jì)、三維算量，進(jìn)行造價和成本管理?？梢匝埰髽I(yè)專家和軟件公司培訓(xùn)師來校指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí)，對實(shí)習(xí)結(jié)果進(jìn)行考核。

4 基于BIM技術(shù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)改革

我系工程管理專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)大多數(shù)是以論文的形式完成，重理論，輕實(shí)踐，大多流于形式。參照國內(nèi)外高校的經(jīng)驗(yàn)，采用BIM畢業(yè)設(shè)計(jì)模式對現(xiàn)有的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行改革切實(shí)可行，也符合我校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要。BIM畢業(yè)設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、識圖能力、計(jì)量計(jì)價能力及項(xiàng)目管理能力。結(jié)合我系目前開設(shè)的課程，學(xué)生可以以小組的形式完成以下內(nèi)容：（1）BIM建?；蚍！Ｔ圏c(diǎn)階段可以選擇結(jié)構(gòu)較簡單的竣工圖讓學(xué)生翻模，目的是掌握Revit等軟件的使用；（2） BIM三維算量。利用算量軟件計(jì)算工程量，目的是培養(yǎng)學(xué)生的軟件操作能力和識圖能力，為今后走上工作崗位打下基礎(chǔ)；（3）工程項(xiàng)目管理綜合實(shí)訓(xùn)。采用Naviswork等軟件進(jìn)行虛擬施工、進(jìn)度計(jì)劃編制及資源配置，對工程項(xiàng)目的進(jìn)度進(jìn)行管理；在工程計(jì)量、計(jì)價、造價文件編制的基礎(chǔ)上，將造價信息導(dǎo)入BIM三維模型，使學(xué)生掌握如何有效預(yù)測和控制成本，培養(yǎng)學(xué)生工程造價和成本管理的能力；在建模和算量的基礎(chǔ)上，編制商務(wù)標(biāo)和技術(shù)標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生編寫標(biāo)書的動手能力。

5 結(jié)束語

應(yīng)用BIM技術(shù)對傳統(tǒng)的工程管理專業(yè)進(jìn)行教學(xué)改革是大勢所趨，不僅可以使我們培養(yǎng)的學(xué)生更加適應(yīng)就業(yè)市場的需求，還能培養(yǎng)學(xué)生的溝通和協(xié)作意識，從BIM模型的建立到利用模型進(jìn)行造價、成本控制、進(jìn)度控制等，環(huán)環(huán)相扣，信息層層傳遞，通過BIM技術(shù)的使用讓學(xué)生們意識到項(xiàng)目的順利完成需要部門和人員之間的合作。

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