工程管理专业“虚实结合”的BIM实践教学研究

付 芳， 张 涛

(中国石油大学(华东) 经济管理学院，山东 青岛 266580)

工程管理专业“虚实结合”的BIM实践教学研究

付 芳， 张 涛

(中国石油大学(华东) 经济管理学院，山东 青岛 266580)

建筑信息模型(BIM)作为建筑业信息化发展的核心技术，在我国已开始应用于各相关领域。工程管理专业与时俱进地引入“虚实结合”的BIM教学，可在知识碎片化、实践不充分两方面为实践教学带来正面影响，为人才培养、快速推广打下基础。针对实践教学环节重新设计“虚实结合”的教学内容体系和教学方式：真实工程环境与虚拟化软件并行的课程设置，实践环节中引入信息化技术的教学手段。在对原有课程设置不做大幅度调整的情况下增强实践教学，同时解决师资力量不足的问题。

建筑信息模型； 工程管理； 实践教学； 混合教学

0 引 言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》针对高等教育提出支持学生参与科学研究，强化实践教学环节，着力培养高素质专门人才和拔尖创新人才。2015年国务院颁布《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》[1]中提出“双一流”建设，而其建设重心应该在学科[2]。工程管理专业作为工程技术和经济管理交叉学科，以培养复合T型人才为目标，对学生实践能力、创新能力具有更高要求[3]。

建筑信息模型(Building Information Modelling，BIM)需要建设项目各参与方协同集成建设产品在项目全生命周期内的数字化信息，具有可视化、协调性、模拟性等特点，是目前建筑业最具有发展前景的技术之一[4]。BIM在国际建筑业发展中快速渗透、广泛应用，我国的《2016-2020建筑业信息化发展纲要》也将继续推广BIM技术，推动建筑业创新发展[5]。因此，把BIM纳入现有的工程管理专业知识体系对提高专业竞争力、扩大国际视野有着至关重要的作用[6]。

鉴于建筑业发展趋势和就业需求，针对工程管理专业开设BIM相关课程，本文从实践教学现状出发,探讨通过对BIM应用展开综合性问题探究[7]，从而达到专业实践教学目标，并从教学内容体系和教学方式两方面针对工程管理专业设计“虚实结合”的BIM实践教学，从而提供当前的实施效果反馈。

1 BIM的实践教学优势

目前大部分高校在实践教学方面普遍存在知识碎片化和实践不充分两类问题：专业课程模块化会导致知识碎片化，即课程间关联度或逻辑性较弱，缺少综合训练整合、贯通全课程内容, 客观上造成学生难以对专业知识整体把握[8]；实践环节不足会延长职业适应期，虽然目前逐步重视学生实习实训，由于安全性等因素导致不允许进入施工现场，或由于各工程规模、进度、管理模式不一，不能使学生对建设工程项目管理形成完整认识[8]，且未对各个实践教学环节进行有效整合，也未将课内实践与课外实践进行合理规划，缺乏贯穿培养全过程的整体设计[10]，本文通过结合BIM应用开展实践教学研究来解决这两类问题。

1.1 解决知识碎片化问题

BIM在工程建设各阶段内的主要应用内容如图1所示，如在施工阶段的应用主要集中在三维协调、场地规划控制、三维规划控制。而工程管理专业课程按照关联程度大体可分为费用管理、工程技术、系统管理三类课程，分别涵盖三四门课程，例如其中的费用管理类课程以工程估价、工程经济学、财务管理课程为主。BIM应用与专业课程间存在对应关系，即技术应用领域是主要依靠对应课程的知识以解决问题的，例如费用估算这一应用贯穿工程建设各阶段，而其所需知识或技能主要在费用管理类课程中学习获得。

图1 BIM应用与课程匹配图

1.2 解决实践不充分问题

国内高校工程管理专业培养计划一般都设计若干实践环节，按照课程类别可划分以及学时配置如表1所示，其中由于工程管理专业对建筑设计要求不高，Revit建模实验属于可选项；各实践环节内容涉及不同的阶段用“√”标注。从表1中可以看出，如果系统化设计实践环节，教学内容完全可以涵盖建设项目全生命周期，最终贯通完整的BIM应用领域；采用实际案例组织学生以小组形式，甚至跨专业开展毕业设计模拟完成工程设计、施工过程管理。

表1 实践环节与工程生命周期表

因此,若实践教学环节结合从策划到运营的完整BIM应用，通过实现“实际案例，虚拟仿真”的“虚实结合”实践教学，既能避开由于安全问题等导致的实践参与不足现象，又实现贯穿工程全生命周期、全员参与的情景式教学。

2 BIM的实践教学设计

虽然高校逐步重视BIM并组织教学，但课程设计欠具体标准，大多也仅仅把BIM作为一种三维建模工具，BIM课程设置尚未形成统一规范，有的仅是短期介绍类课程，90%的大学仅有一个专业提供BIM课程[11]。本文通过设计“虚实结合”[12]的教学内容体系和教学方式，完成对学生从基本技能到创新实践能力的渐进性阶梯式工程人才培养过程[13]，组织开展“虚实结合”实践教学以有效达到预期培养目标。

2.1 “虚实结合”教学内容体系

教学内容体系的“虚实结合”指的是以工程实际为题，学生在真实工程环境中接受校企“双师”指导，借助仿真装备和虚拟软件开展仿真训练，虚实有效互动，以虚强实，实现校内沉浸式仿真训练和专业实践的有机结合。表1中工程管理专业实践环节按照教学形式大体可划分为课内实验、专业实训、毕业设计、课外竞赛四大类，其中课内实验即表1中以4学时为主的实践环节，专业实训包括各类课程设计和专业实习，学科竞赛即自组织或全国性竞赛等的第二课堂。其案例应用情景从简至繁分为具体、复杂、综合三类，组织形式分为独立、合作两种；解决问题角度包括单一、复杂两种，即分析解决问题的目标单一或多参与方多种目标并存竞争。BIM的工程管理专业实践教学体系，概括性的以教学内容设计和培养目标为主，具体如表2所示。

表2 工程管理“虚实结合”教学内容体系

从表中可以看出，实验课程和实践教学做到无缝连接，即在理论教学中培养学生的实践意识，又在实践教学中验证理论教学的知识；根据建设工程全寿命期的各阶段顺序，制定教学实践计划，保证学生执业能力有序递进，实现知识学习、能力训练与专业实践的有效融合。在课内试验中，通过模拟仿真进行实践教学，如工程项目招投标模拟、项目谈判模拟、实例数值优化等；在专业实训教学中，针对真实项目开展了相关课程

设计、项目管理沙盘模拟等，并校企联动共建实习基地、教师企业流动站等；在毕业设计、学科竞赛过程中，组织学生自组建,或与土木工程、建筑学等跨专业联合开展BIM虚拟实验并参加全国性BIM竞赛等，以期在开放性实践中培养学生团队意识和创新精神[14]。最后，鼓励学生在校期间充分准备监理师、造价师、建造师等面向工程全生命周期的执业岗位课程，以期提高工程管理专业学生的综合执业能力。

2.2 “虚实结合”的教学方式

“虚实结合”的教学方式即在教学中引入前沿性专业信息化技术，对传统教学方式进行改革，培养学生自主学习、实践创新的能力。一方面，在所有课程的实践环节中引入混合式教学案例并结合BIM技术作为教学内容，流水式串联工程项目全寿命期管理的知识和技能，实景模拟工程项目设计、施工、运营阶段管理，使学生能够更形象直观地学习，有效解决不同课程领域之间分裂的问题，达到所学知识融会贯通的目的；另一方面，利用学校教学平台、MOOC等技术分别对工程经济学、工程估价、施工组织设计等专业核心课程的课件或教材进行创新编制，采用微信、腾讯QQ群等新型传播技术和翻转课堂等混合教学形式，实现校内校外、线上线下、学生老师间信息共享，极大地提高了自主学习兴趣和知识获取效率。

从图2中可以看出，各课程实践环节在学校教学平台上从BIM应用不同阶段、不同视角统一对混合式教学案例进行分析，采取各类MOOC、线上讨论、在线作业、在线答疑、在线研讨等混合教学方式，让学生可以突破时间、地点的限制完成知识内化过程，倡导自主探究式的学习，将无序性思维转化为阶段性深度思考；并且充分利用数字化资源以团队形式参加BIM的全过程管理竞赛，以提高学习积极性、培养创新精神，同时弥补教学学时有限、知识内容难以拓展等缺陷。整个教学过程把BIM应用、实践课程、案例在线教学有序结合为“三位一体”结构，最终形成“虚实结合”的实践教学体系和教学模式。

图2 “虚实结合”教学模式

3 实施效果分析

BIM的“虚实结合”实践教学框架及线上资源已经初步完成并逐步投入使用，学校现已投入近200万元组建并配备BIM虚拟实验平台，建设完成“石大云课堂”“实践教学管理平台”应用并投入使用，基本完成建筑设计、造价管理、施工BIM 5D管理建设。从学生、教师的使用反馈分析，绝大部分评价认为BIM实践教学效果较好，有利于学生直观认识、理解BIM作为新兴技术的特点：BIM贯通建设项目全生命周期、为各参与方提供协同工作平台，其模型数据是分布式动态变化的。但是，由于BIM技术在我国推广时间不长、应用不太成熟，在教学过程中仍存在一些问题。

(1) BIM相关软件兼容性不够，国际建筑设计类软件与国内造价类软件难以实现无缝对接，国内BIM施工过程管理软件尚需完善，这些都给学习和使用带来巨大挑战；另外，对各类软件操作的学习需要投入很多时间和精力，因此建议在相关课程教学平台中提前引入各类软件介绍或视频课程，使学习时间充裕一些。

(2) BIM应用要求实践课程具有连贯性、一致性，对教师自身的业务水平要求较高，涉及较专业的建筑学或施工技术方面的知识亟待扩充；其次，通过带队参加广联达毕业设计大赛，可以非常明显地发现若在早期实践教学中做好充分的BIM知识、技能引导会为后期的毕业设计和课外竞赛节省大量的资源投入。

4 结 语

人才缺乏是BIM推广的制约因素之一，高校建筑相关专业急需做出相应教学改革，工程管理作为交叉学科更应与时俱进，及早开展实践教学改革。本文阐述BIM教学可切实弥补实践教学过程中常见不足，并从教学体系和教学方式相应提出 “虚实结合”的变革思路以优化设计、整合资源[15]。实践教学效果还需持续验证，但只有不断加强实践教学环节才能保证人才培养目标，以期能为后续工程管理专业BIM教学探索方向，为建筑工程管理培养行业所需特质的人才。

[1] 国务院.关于印发统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案的通知[EB/OL].http://www．gov．cn/zhengce/content/2015-11/05/content_10269.htm, 2015-11-05.

[2] 王洪才. “双一流”建设的重心在学科[J].重庆高教研究，2015,4(1):7-11.

[3] 孙真荣. 积极推进学科交叉融合，全面提升高校创新能力[J].中国高等教育，2013(1):27-29.

[4] 丁烈云.BIM应用-施工[M].上海:同济大学出版社，2015.

[5] 住房和城乡建设部. 关于印发《住房和城乡建设部工程质量安全监管司2016年工作要点》的通知[EB/OL]. http://www.mohurd.gov.cn/wjfb/201603/t20160302_226804.html, 2016-02．

[6] 张 尚，任 宏，Albert P.C. Chan. BIM的工程管理教学改革问题研究(二)[J].建筑经济，2015,36(2):92-96.

[7] 时 伟. 论大学实践教学体系[J].高等教育研究，2013,34(7)：61-64.

[8] 竹隰生，侯荔玮. 工程管理类本科专业实践性教学环节现状与改革研究[J].高等建筑教育，2013,22(6):108-111.

[9] 尚春静，李艳荣，任思佳,等. 基于BIM的工程管理专业理论课程与实践教学创新研究[J].建筑经济，2015,36(9):129-132.

[10] 杨秋波，王雪青. 工程管理专业实践育人体系的探索与实践[J].天津大学学报(社会科学版)，2013,15(6):556-561.

[11] 张 尚，任 宏，Albert P C Chan. BIM的工程管理教学改革问题研究(一)[J].建筑经济，2015,36(1):113-116.

[12] 曹小华，肖 扬，程 详. 基于虚实结合的港口装备控制实验平台[J]. 实验室研究与探索，2016,35(2):74-77.

[13] 文俊浩,徐 玲,熊庆宇. 渐进性阶梯式工程实践教学体系的构造[J]. 高等工程教育研究，2014(1):159-162.

[14] 刘梦琴，邝代治，冯泳兰,等. 以创新能力培养为核心构建多元化实践教学体系[J].实验室研究与探索，2014,33(3):189-193.

[15] 吴根福,吴科杰，高海春. 优化设计 整合资源 提高实验教学质量[J]. 实验室研究与探索，2016,35(8):203-206.

Practical Education Reform in Construction Management Discipline Based on “Virtual-Real” Building Information Hodelling.

FUFang，ZHANGTao

(School of Economics & Management, China University of Petroleum, Qingdao 266580, Shandong, China)

BIM is still at the preliminary stage, as a core technology for informationization of construction. We need to introduce BIM in construction management discipline to affect positively on the practical education from the perspective that fragmented knowledge and incomplete practice can be used to cultivate students. We presented a “virtual-real” teaching system and teaching approach which focuses on true cases combined with virtualization software, practice training introducing information technology. So we reset the original courses in a smooth way for practical practice training and solve the problem of the lack of teachers.

building information modelling(BIM); construction management; practical education; blended teaching

2016-05-16

教育部在线教育研究中心在线教育研究基金(全通教育)2016年一般课题(2016YB146)，全国工程专业学位研究生教育指导委员会自选研究课题(2016-ZX-284)，中国石油大学(华东)研究生教育研究与教学改革资助项目重点项目(YJ-A1409)，中国石油大学(华东)青年教师教学改革项目(QN201525)。

付 芳(1983-)，女，山东东营人，博士，讲师，主要从事工程管理的教学与研究工作。

Tel.：13658690990, E-mail：fufang@upc.edu.cn

G 642.0

A

1006-7167(2017)04-0192-04