BIM技術(shù)融入高校工程管理教學(xué)的思考

吳光東　唐春雷

摘要：隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用已成為建筑業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，BIM技術(shù)的研究在中國(guó)還處于起步階段?？紤]BIM在國(guó)內(nèi)廣闊的發(fā)展前景，對(duì)開設(shè)

高校工程管理專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行改革，將BIM技術(shù)融入現(xiàn)有課程中，以培養(yǎng)滿足行業(yè)需求的新型人才非常必要。文章分析了傳統(tǒng)工程管理專業(yè)教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了基于BIM技術(shù)的工程管理課程改革建議。

關(guān)鍵詞：工程管理；BIM技術(shù)；課程改革

中圖分類號(hào)：G642；TU198 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：

10052909（2015）04015604

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling）的英文縮寫，實(shí)質(zhì)是通過(guò)創(chuàng)建三維建筑模型，利用和共享模型中的信息，保障建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程的無(wú)縫對(duì)接和項(xiàng)目相關(guān)方的信息暢通，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目周期全過(guò)程在手段和方法上的信息化。隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用已成為一個(gè)大趨勢(shì)。傳統(tǒng)專業(yè)培養(yǎng)方案的缺陷一直制約著工程管理學(xué)科的發(fā)展，而BIM技術(shù)的產(chǎn)生給工程管理專業(yè)課程改革提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。

一、BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，尤其是美國(guó)、新加坡和日本。美國(guó)是較早啟動(dòng)建筑信息化研究的國(guó)家，發(fā)展至今，BIM研究與應(yīng)用都走在了世界前列。早在2003年， GSA下屬的公共建筑服務(wù)（Public Building Service）部門的首席設(shè)計(jì)師辦公室（Office of the Chief Architect，OCA）推出了全國(guó)3D-4D-BIM計(jì)劃[1]；2006年10月，USACE發(fā)布了為期15年的BIM發(fā)展路線規(guī)劃；美國(guó)建筑科學(xué)研究院于2007年發(fā)布NBIMS，旗下的Building SMART聯(lián)盟（Building SMART Alliance，BSA）負(fù)責(zé)BIM應(yīng)用研究工作[2]；2011年，BCA發(fā)布了新加坡BIM發(fā)展路線規(guī)劃（BCAs Building Information Modeling Roadmap），規(guī)劃明確提出推動(dòng)整個(gè)建筑業(yè)在2015年前廣泛使用BIM技術(shù)； 2009年是日本的BIM元年，到目前為止，日本33%的施工企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用BIM[3]技術(shù)。

發(fā)達(dá)國(guó)家正逐步將BIM技術(shù)融入到高校工程管理教學(xué)中，并進(jìn)行了一系

列課程研究和改革。如奧本大學(xué)Auburn University 在本科生課程中開設(shè)面向施工專業(yè)學(xué)生的BIM軟件課程，通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，與相鄰建筑院系學(xué)生相比他們的學(xué)生具有更強(qiáng)的能力[4]；伍斯特理工學(xué)院（Worcester Polytechnic Institute， WPI）將BIM應(yīng)用到土木和環(huán)境工程專業(yè)的一些課程中，提高了學(xué)生完成作業(yè)的速度和效率。

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍比較局限，BIM理念還沒(méi)有完全貫穿到高等院校建筑與工程專業(yè)中。2003年，中國(guó)建筑行業(yè)開始關(guān)注BIM技術(shù)，目前的應(yīng)用以設(shè)計(jì)公司為主，各類BIM咨詢公司、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，政府及行業(yè)協(xié)會(huì)也開始越來(lái)越重視BIM的應(yīng)用價(jià)值和意義。到目前為止，中國(guó)只有少部分高校開設(shè)了完整的BIM課程。如清華大學(xué)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程專門開設(shè)了BIM課程，教師根據(jù)技術(shù)發(fā)展的狀況，隨時(shí)加入一些新的技術(shù)[5]；深圳大學(xué)土木工程學(xué)院與清華斯維爾公司建立了長(zhǎng)期合作關(guān)系并在公司內(nèi)部設(shè)立了學(xué)生實(shí)習(xí)基地培養(yǎng)；2012年 華中科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院與廣州優(yōu)比建筑咨詢有限公司合作率先開設(shè)國(guó)內(nèi)首個(gè)BIM方向工程碩士課程，培養(yǎng)BIM綜合管理人才。

二、BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用前景

隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，國(guó)內(nèi)建筑業(yè)高速發(fā)展，BIM技術(shù)在建筑業(yè)的快速滲透與廣泛應(yīng)用已成為必然 。2003年，建設(shè)部“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目建議書中將BIM技術(shù)

寫入其中。2011年，建設(shè)部住建部《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》將BIM技術(shù)作為行業(yè)“十二五”信息化發(fā)展的重點(diǎn)之一。綱要一經(jīng)發(fā)布，行業(yè)開始重視BIM技術(shù)，BIM技術(shù)發(fā)展比較快。此外，地方政府也在努力推動(dòng)BIM技術(shù)的應(yīng)用。2014年10月29日《上海BIM技術(shù)應(yīng)用推廣指導(dǎo)意見》要求，從2017年起，上海市投資額1億元以上或單體建筑面積2萬(wàn)平方米以上的政府投資工程、大型公共建筑、市重大工程，申報(bào)綠色建筑、市級(jí)和國(guó)家級(jí)優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)、施工等獎(jiǎng)項(xiàng)的工程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用；世博園區(qū)等六大重點(diǎn)功能區(qū)域內(nèi)的此類工程，全面應(yīng)用BIM技術(shù)。北京、山東、陜西、廣東等地也相繼推出BIM技術(shù)應(yīng)用推廣政策與標(biāo)準(zhǔn)。BIM技術(shù)主要有三大應(yīng)用：一是在設(shè)計(jì)階段，實(shí)現(xiàn)三維集成協(xié)同設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率，并可進(jìn)行虛擬施工和碰撞檢測(cè)，為順利高效施工提供有力支撐；二是在施工階段，依托三維圖像準(zhǔn)確提供各個(gè)部位的施工進(jìn)度及各構(gòu)件要素的成本信息，實(shí)現(xiàn)整個(gè)施工過(guò)程的可視化控制與管理，有效控制成本、降低風(fēng)險(xiǎn)；三是在運(yùn)營(yíng)階段，依托建筑項(xiàng)目協(xié)調(diào)一致的、可計(jì)算的信息，對(duì)整體工作環(huán)境的運(yùn)行和全部設(shè)施的維護(hù)，及時(shí)快速有效地實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)、維護(hù)與管理[6]。

現(xiàn)階段中國(guó)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用仍停留在設(shè)計(jì)階段，其在施工及運(yùn)營(yíng)階段的應(yīng)用仍有廣闊的前景。隨著國(guó)家與地方政府的大力推廣，BIM技術(shù)的應(yīng)用必將引發(fā)建筑業(yè)以及工程造價(jià)管理的新變革。

三、傳統(tǒng)工程管理課程設(shè)置的缺陷

傳統(tǒng)工程管理課程的設(shè)置主要有兩種方案。一是針對(duì)有工程背景專業(yè)的高校而設(shè)置。該方案將課程設(shè)置分為公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)平臺(tái)課程和專業(yè)方向性課程 3大部分。如：同濟(jì)大學(xué)在工程管理本科教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中將公共基礎(chǔ)課程所占總學(xué)時(shí)的比例設(shè)為52%，專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)平臺(tái)課程和專業(yè)方向性課程各占34%和17% ，在專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)平臺(tái)課程的882學(xué)時(shí)中，有53.06%（ 468學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)用于技術(shù)類專業(yè)平臺(tái)課程[7]。專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)平臺(tái)課程包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、法律4個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。在專業(yè)平臺(tái)課程中，技術(shù)類的專業(yè)平臺(tái)課程所占的比例最大。另一種是針對(duì)財(cái)經(jīng)類高校工程管理專業(yè)而設(shè)置的。該方案將課程分為公共基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程3大部分。如：江西財(cái)經(jīng)大學(xué)在工程管理本科教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃總的154學(xué)分中，專業(yè)課程只占3 5學(xué)分。

傳統(tǒng)工程管理課程設(shè)置存在缺陷，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：（1）忽視學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。工程管理專業(yè)是新興的工程技術(shù)與管理交叉復(fù)合性學(xué)科，作為一個(gè)應(yīng)用型學(xué)科其實(shí)踐性要求較強(qiáng)。開設(shè)工程管理的財(cái)經(jīng)類高校往往在土木工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面偏弱，對(duì)于建筑材料和建筑施工技術(shù)中的一些實(shí)驗(yàn)只能通過(guò)圖片或動(dòng)畫模擬加以了解，很難形成感性認(rèn)識(shí)。而具有專業(yè)工程背景的院校雖然擁有土木力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，但學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)較少。（2）專業(yè)課程之間聯(lián)系不緊密。雖然兩種方案都比較重視學(xué)科基礎(chǔ)課程的設(shè)置，但不同課程之間的聯(lián)系沒(méi)有得到重視。比如工程管理專業(yè)的學(xué)生在大二開始接觸工程制圖、房屋建筑學(xué)和建筑材料等專業(yè)基礎(chǔ)課，在大三才開始接觸土木工程施工，這些關(guān)聯(lián)度很強(qiáng)的課程開設(shè)的時(shí)間跨度大，有的甚至長(zhǎng)達(dá)一年。

（3）在財(cái)經(jīng)類高校工程管理專業(yè)方案中，公共基礎(chǔ)課程和學(xué)科基礎(chǔ)課程所占的學(xué)分過(guò)多，很難在35個(gè)學(xué)分里安排大量的技術(shù)類課程和專業(yè)課程。開設(shè)工程管理專業(yè)的財(cái)經(jīng)類高校在技術(shù)類課程的設(shè)置上存在明顯的短板。（4）忽視學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。大部分高校只開設(shè)了一小部分計(jì)算機(jī)課程作為專業(yè)必修課，如CAD和Project，而像計(jì)算機(jī)三維軟件應(yīng)用、項(xiàng)目管理與投標(biāo)工具箱軟件等往往作為選修課開設(shè)或者不開設(shè)。

四、基于BIM技術(shù)的工程管理課程改革

基于BIM技術(shù)的工程管理課程改革，落實(shí)到具體途徑，可以從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置、師資條件以及BIM實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等四個(gè)方面進(jìn)行實(shí)踐。

（一）培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)置應(yīng)當(dāng)適應(yīng)社會(huì)對(duì)BIM技術(shù)人才的需求。通過(guò)對(duì)比各個(gè)高校的工程管理專業(yè)培養(yǎng)方案發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力是BIM技術(shù)人才必備的技能

。從廣義上講，BIM技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，不過(guò)現(xiàn)階段的工程管理專業(yè)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用主要集中在CAD、Project等傳統(tǒng)軟件的講解上。為了適應(yīng)建筑行業(yè)對(duì)BIM技術(shù)人才的需求，體現(xiàn)對(duì)BIM人才培養(yǎng)的重視，高校有必要將培養(yǎng)學(xué)生BIM技術(shù)能力

單獨(dú)作為一個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)在培養(yǎng)方案中列出。

（二）師資力量

考慮到高校之間師資力量的差異，開設(shè)工程管理專業(yè)的高校應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身的師資力量選擇合適方式，將BIM技術(shù)融入到工程管理教學(xué)中。對(duì)于師資力量較強(qiáng)的高校，可以直接聘請(qǐng)精通BIM技術(shù)的人員進(jìn)行授課，也可通過(guò)派遣教師參加BIM培訓(xùn)的方式直接授課，還可以組織教師編寫符合學(xué)校專業(yè)特色的教材。對(duì)于部分師資力量薄弱的高校，可以通過(guò)與BIM軟件公司合作的方式將BIM技術(shù)融入教學(xué)。目前一些BIM軟件公司正積極開展與高校的合作來(lái)拓展自己在行業(yè)中的占有率，如深圳斯維爾公司和上海魯班軟件有限公司。高校通過(guò)與BIM軟件公司開展合作，一方面可以大大減少在BIM實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、編寫教材、人員培訓(xùn)和技能認(rèn)證等方面的成本。這些系列軟件產(chǎn)品的報(bào)價(jià)較市場(chǎng)價(jià)低很多，清華斯維爾公司承諾其系列軟件基本按企業(yè)版市場(chǎng)報(bào)價(jià)的十分之一提供給各高校；另一方面，高校的BIM課程可以由BIM公司的技術(shù)人員來(lái)?yè)?dān)任教學(xué)工作，從而緩解部分高校師資力量薄弱的壓力。

（三）課程設(shè)置

將BIM技術(shù)融入工程管理教學(xué)，主要有兩種途徑：一是將BIM納入一門或兩門課程中；二是在幾門課程的所有部分都涉及BIM[8]。第一種方法是單獨(dú)開設(shè)一門或兩門新的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要向?qū)W生介紹BIM軟件使用中的基本概念。這種方法可能會(huì)使學(xué)生僅關(guān)注軟件的操作使用，從而忽視BIM在項(xiàng)目整個(gè)生命周期中產(chǎn)生的作用。第二種方法有利于學(xué)生形成系統(tǒng)、清晰的專業(yè)知識(shí)體系。BIM軟件并不是某一特定軟件，而是一系列軟件的統(tǒng)稱，它包括建筑設(shè)計(jì)、綠色建筑分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、三維算量與清單計(jì)價(jià)、安裝算量與清單計(jì)價(jià)、項(xiàng)目管理與招投標(biāo)工具和建筑工程VR仿真系統(tǒng)等8個(gè)方面。在安排教學(xué)計(jì)劃時(shí)可以將BIM技術(shù)引入到專業(yè)課程中，如在工程制圖、房屋建筑學(xué)和建筑材料等專業(yè)基礎(chǔ)課程中，教師可以借助BIM技術(shù)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助學(xué)生理解專業(yè)知識(shí)；在土木工程施工技術(shù)和建筑安裝技術(shù)等專業(yè)課程教學(xué)中可增加部分BIM實(shí)驗(yàn)室授課內(nèi)容。

（四）BIM實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

BIM實(shí)驗(yàn)室建設(shè)給工程管理專業(yè)課程改革提供了一個(gè)新的平臺(tái)。針對(duì)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力差的問(wèn)題，高?？梢砸M(jìn)BIM中的VR技術(shù)，建立虛擬實(shí)驗(yàn)室?；贐IM技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)室可以彌補(bǔ)財(cái)經(jīng)類高校缺乏獨(dú)立土木力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的不足，降低專業(yè)工程院校實(shí)體實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)營(yíng)成本，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴懈行哉J(rèn)識(shí)。針對(duì)課程設(shè)置聯(lián)系性差這一缺陷，學(xué)生可以通過(guò)BIM技術(shù)將所學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)地整合起來(lái)，從而對(duì)專業(yè)知識(shí)有更全面、更清晰的認(rèn)識(shí)。此外，BIM實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)應(yīng)該充分考慮BIM軟件的選擇。目前國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)使用較多的BIM軟件有歐特克軟件、廣聯(lián)達(dá)軟件、魯班軟件、Bentley軟件、ArchiCAD、清華斯維爾以及浩辰BIM，不同公司的BIM軟件側(cè)重點(diǎn)也不同，高校應(yīng)根據(jù)自身工程管理專業(yè)的特色選擇合適的BIM軟件來(lái)建設(shè)BIM實(shí)驗(yàn)室。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著工程管理信息化進(jìn)程的加快， BIM技術(shù)在建筑行業(yè)不斷得到認(rèn)可和推廣。為了培養(yǎng)行業(yè)所需要的BIM技術(shù)人才，提高學(xué)生的就業(yè)率，高校有必要對(duì)專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行改革。高校應(yīng)結(jié)合自身的特色，合理進(jìn)行課程設(shè)置，選擇合適的BIM軟件進(jìn)行教學(xué)。作為一門應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，工程管理專業(yè)應(yīng)與建筑行業(yè)緊密聯(lián)系，培養(yǎng)出滿足行業(yè)需求的新型人才。參考文獻(xiàn)：

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