BIM仿真在工程項(xiàng)目管理課程教學(xué)改革中的應(yīng)用

曾子軒

廣西財(cái)經(jīng)學(xué)院

【摘要】在工程管理專業(yè)中，工程項(xiàng)目管理課程是一門注重實(shí)踐的課程，其教育與教學(xué)在素質(zhì)教育深化中得到了進(jìn)一步的改革，創(chuàng)新地應(yīng)用教學(xué)手段也為當(dāng)前課堂教學(xué)效率的提高注入了新的推動(dòng)力。文章結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，淺談BIM仿真在工程項(xiàng)目管理課程教學(xué)改革中的應(yīng)用，以供參考。

【關(guān)鍵詞】BIM仿真；工程項(xiàng)目管理課程；教學(xué)改革；實(shí)踐應(yīng)用

工程項(xiàng)目管理專業(yè)的核心課程是《建筑工程項(xiàng)目管理》，其涉及的知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，且需要用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式全面提升學(xué)習(xí)效果[1]。工程管理專業(yè)的學(xué)生，更是要求在學(xué)校期間掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)發(fā)展與時(shí)代變化的能力，確定學(xué)習(xí)的目標(biāo)。本文擬用BIM仿真技術(shù)，發(fā)揮其在推動(dòng)工程項(xiàng)目管理課程教學(xué)工作中的價(jià)值與作用。

一、BIM技術(shù)教學(xué)實(shí)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(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中，它直接表述為：工程項(xiàng)目全壽命期內(nèi)項(xiàng)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(dá)。利用計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)表達(dá)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(shù)支持項(xiàng)目生命周期建設(shè)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(fèi)，但在同樣的時(shí)間中，普通制造業(yè)領(lǐng)域浪費(fèi)為26%，因此美國在很早就已經(jīng)希望將BIM技術(shù)信息化運(yùn)用于建筑業(yè)。時(shí)至今日，美國已有多所高校開設(shè)有關(guān)BIM實(shí)踐性課程，學(xué)生從理論到實(shí)踐均能掌握項(xiàng)目的整個(gè)交付過程，從而明確當(dāng)下建筑行業(yè)運(yùn)行發(fā)展的各項(xiàng)要求。例如德克薩斯州A&M大學(xué)工程建設(shè)學(xué)院，早在10年前就一直為學(xué)生開設(shè)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(xué)習(xí)的學(xué)生要掌握的仿真模型技術(shù)包括Autodesk、Google Sketch-Up以及Autodesk Revit等軟件應(yīng)用[2]。除了教學(xué)領(lǐng)域，BIM工程技術(shù)的應(yīng)用，以信息共享作為基礎(chǔ)，很大程度上減少了不必要的重復(fù)勞動(dòng)，有效降低了成本，提高了效率。

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

二、BIM仿真教學(xué)應(yīng)用模式的實(shí)施方案

在應(yīng)用的BIM可視化教學(xué)實(shí)踐中，工程項(xiàng)目管理教學(xué)改革的思路可以從以下幾點(diǎn)出發(fā)；首先要確保一定的實(shí)際工程項(xiàng)目模仿環(huán)境與施工條件，便于在教學(xué)改革過程中進(jìn)行分析與問題解決，增強(qiáng)應(yīng)變能力培養(yǎng)的可操作性；其次是動(dòng)態(tài)行仿真演練可視化工程，針對(duì)具體模擬的工程項(xiàng)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(shí)際內(nèi)容、責(zé)任等信息，一旦確定角色，就要保證整個(gè)模擬建設(shè)全過程的全面性與系統(tǒng)性。在《工程項(xiàng)目管理》教學(xué)中應(yīng)用BIM技術(shù)，基本原理的消化理解是首要的任務(wù)。結(jié)合當(dāng)前學(xué)生普遍的自學(xué)能力，可以將這門專業(yè)課程的教學(xué)規(guī)劃安排如下：（1）詳細(xì)傳授有關(guān)項(xiàng)目管理方法的概念、原則、技術(shù)，緊密結(jié)合理論與實(shí)踐；（2）全面掌握項(xiàng)目管理與BIM技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和操作方法，并在操作過程中要求學(xué)生養(yǎng)成對(duì)日后具體工作可能產(chǎn)生隱患的預(yù)防性意識(shí)；（3）以分析項(xiàng)目管理與BIM相結(jié)合的綜合性案例為主，準(zhǔn)確區(qū)分涉及其中的各項(xiàng)因素關(guān)系，確保學(xué)生學(xué)會(huì)定性的分析方法與定量的分析方法結(jié)合理論；（4）工程管理課程專業(yè)涉及的知識(shí)范圍較廣，教學(xué)過程難免遇到對(duì)專業(yè)知識(shí)不理解的情況，如果條件允許，最好全方位引入BIM技術(shù)手段輔助教學(xué)，模擬課外實(shí)踐的環(huán)境，提高教學(xué)效果。其中，具有改革意義的模式為“課堂案例結(jié)合講授+多媒體輔助教學(xué)+可視化仿真建模+現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐”。在重要的實(shí)施階段，學(xué)生的邏輯能力與分析水平非常重要，具體的教學(xué)內(nèi)容不但要強(qiáng)調(diào)工程項(xiàng)目過程管理、工程進(jìn)度控制、工程造價(jià)管理、安全環(huán)境管理、工程信息管理以及后續(xù)的驗(yàn)收等，還包括掌握BIM技術(shù)的原理和應(yīng)用軟件。因?yàn)榻Y(jié)合了BIM技術(shù)的多媒體教學(xué)展示更具備生動(dòng)形象的特征，學(xué)生的應(yīng)用教學(xué)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?qū)嵕颁浵瘢缃ㄖ┕がF(xiàn)場(chǎng)管理、建筑安全環(huán)境等都更能提高效率。

BIM信息技術(shù)最大的益處在于三維可視化模型應(yīng)用，學(xué)生將建筑物以專業(yè)的BIM軟件進(jìn)行模擬，真正實(shí)現(xiàn)將工程帶進(jìn)課堂，如身臨其境。例如在學(xué)習(xí)施工階段項(xiàng)目管理，最核心的內(nèi)容包括進(jìn)度以及各種橫道圖、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃等，這些內(nèi)容煩瑣而枯燥。如果采用了BIM技術(shù)的4D虛擬仿真建造技術(shù)，采用4D模擬施工動(dòng)畫，從電腦中建立模型，借助三維可視化設(shè)備虛擬描述項(xiàng)目，那么學(xué)生更容易感知并接受。此外，還能在虛擬的項(xiàng)目實(shí)施環(huán)境下發(fā)現(xiàn)施工過程可能存在，但傳統(tǒng)教學(xué)過程中無法發(fā)現(xiàn)的問題和危險(xiǎn)因素，再次針對(duì)問題進(jìn)行方案模擬，根據(jù)模型展開實(shí)時(shí)調(diào)整和修改，更能幫助學(xué)生理解和掌握有關(guān)工程施工計(jì)劃優(yōu)化的內(nèi)容。

三、BIM仿真在工程項(xiàng)目管理課程教學(xué)中的改革創(chuàng)新

全國性的《工程項(xiàng)目管理》課程明確要求要通過課程學(xué)習(xí)來確保學(xué)生掌握工程項(xiàng)目管理的理論與方法、計(jì)劃和組織、事實(shí)與控制，提高從事工程項(xiàng)目管理工作的能力。但不可否認(rèn)，在當(dāng)前的教學(xué)過程中具體知識(shí)的傳授與市場(chǎng)行業(yè)要求以及國際化標(biāo)準(zhǔn)存在較大的出入。由此可以看出，過去的教學(xué)形式已經(jīng)無法滿足社會(huì)的需求，而《工程項(xiàng)目管理》更需要突出學(xué)習(xí)的實(shí)用性與技能性，重在改革創(chuàng)新[3]。過去的教學(xué)形式側(cè)重理論細(xì)節(jié)的深入講述，忽略了學(xué)生的實(shí)踐能力與應(yīng)用能力。在科技不斷發(fā)展的背景下，應(yīng)用如AutoRevit2012、AutoCad2012等計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工程軟件更能強(qiáng)化教學(xué)效果，針對(duì)具體工程采用三維圖形軟件模擬數(shù)據(jù)，并以實(shí)例的情況來展現(xiàn)三維可視化動(dòng)態(tài)仿真工程重點(diǎn)，學(xué)生也才更能感受到學(xué)習(xí)的樂趣。

再如國外使用的BIM虛擬可視化模式，就能在《工程項(xiàng)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(wù)所。學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)可視化仿真工程平臺(tái)取代紙質(zhì)資料數(shù)據(jù)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(duì)案例中出現(xiàn)的典型建筑項(xiàng)目，通過搜集BIM信息，建立全面的案例庫，為學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)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(xiàng)目管理BIM教學(xué)優(yōu)勢(shì)如下：（1）逼真還原施工現(xiàn)場(chǎng)，使學(xué)生更能身臨其境地感受現(xiàn)場(chǎng)管理活動(dòng)的流程、細(xì)節(jié)以及很多難以用文字在課本中表述的知識(shí)；（2）還原虛擬施工過程的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，還可以安排學(xué)生扮演其中的各個(gè)工程角色，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的指揮、組織和管理，理解團(tuán)隊(duì)合作的重要性，并在模擬中積累直接的合作經(jīng)驗(yàn)；（3）采用BIM模型最大的優(yōu)勢(shì)在于通過三維技術(shù)將施工管理信息集成和優(yōu)化，尤其是在工程造價(jià)的節(jié)能上有巨大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生工程經(jīng)濟(jì)、工程組織或工程計(jì)價(jià)等其他課程的補(bǔ)充；（4）BIM建立后，學(xué)生有了具體觀察的模型，對(duì)應(yīng)的信息展現(xiàn)不僅僅是圖形，更是整個(gè)專業(yè)的輪廓與規(guī)模。

將BIM仿真應(yīng)用在實(shí)際模擬中可分為兩個(gè)內(nèi)容，首先是引入項(xiàng)目管理BIM電子仿真沙盤，采用BIM電子沙盤組織學(xué)生模擬過程中的策略創(chuàng)建、溝通管理、決策過程、項(xiàng)目運(yùn)作等環(huán)節(jié)。另外，學(xué)生還能采用電子沙盤的實(shí)例練習(xí)成本核算、合同預(yù)算、預(yù)算決算等過程，并針對(duì)工程涉及的工期、資源、費(fèi)用等設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。這種全新的教學(xué)形式能夠確保學(xué)生更深入地了解工程項(xiàng)目各周期具體的工作內(nèi)容和流程，進(jìn)一步了解物資流、信息流等本質(zhì)，同時(shí)還能自我選擇擔(dān)任營銷經(jīng)理、采購經(jīng)理、項(xiàng)目經(jīng)理等模擬角色，從各部門不同分工合作的體驗(yàn)中完成實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)參與性和趣味性。

在工程項(xiàng)目管理課程中應(yīng)用BIM技術(shù)，教學(xué)軟件的主要功能模塊有土木工程模擬仿真實(shí)驗(yàn)單元、建筑材料實(shí)驗(yàn)單元、工程造價(jià)模擬實(shí)驗(yàn)單元、工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)單元以及工程過程管理模擬實(shí)驗(yàn)單元，其在教學(xué)各環(huán)節(jié)中均發(fā)揮了重要作用。在課堂教學(xué)中結(jié)合某建筑企業(yè)工程完成一次虛擬的仿真教學(xué)，而軟件應(yīng)用所帶來的即視感更是以標(biāo)配大屏幕來加強(qiáng)真實(shí)性的體驗(yàn)，這就能夠及時(shí)為教師的教學(xué)提供所需要展示的視頻輸出，特別是落實(shí)到建筑施工的過程，其對(duì)應(yīng)的仿真單元將進(jìn)一步豐富教學(xué)內(nèi)容，如有可行性的研究、招投標(biāo)研究、合同管理研究、項(xiàng)目管理研究等，都可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的演示，更直觀地將現(xiàn)實(shí)的信息真實(shí)地傳遞給學(xué)生，進(jìn)一步提高學(xué)生在應(yīng)用學(xué)習(xí)中的實(shí)踐能力，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、小結(jié)

本文緊密結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，談?wù)摬捎肂IM可視化仿真技術(shù)應(yīng)用于《工程項(xiàng)目管理》課程教學(xué)中的實(shí)踐功能與價(jià)值，其高效的代入感和模擬性質(zhì)有助于當(dāng)前工程項(xiàng)目管理教學(xué)的改革，無論對(duì)改革的最終目的還是原則都有重要的作用。就目前我國應(yīng)用這一技術(shù)推動(dòng)教學(xué)的現(xiàn)狀來看，《工程項(xiàng)目管理》的課程教學(xué)還有很大的價(jià)值和方法可以挖掘，教師后續(xù)目標(biāo)應(yīng)放在如何讓學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)全面深入掌握有關(guān)項(xiàng)目管理知識(shí)的重點(diǎn)目標(biāo)上。

對(duì)于今后的教學(xué)改革工作，筆者補(bǔ)充以下幾點(diǎn)建議：（1）結(jié)合社會(huì)對(duì)職業(yè)需求程度以及專業(yè)學(xué)科的定位來設(shè)定課程目標(biāo)；（2）詳細(xì)制訂課程計(jì)劃和設(shè)計(jì)步驟，通過BIM轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)無法涉及的專業(yè)領(lǐng)域，如自動(dòng)化計(jì)量方面，優(yōu)化課程內(nèi)容與結(jié)構(gòu)；（3）建立BIM實(shí)驗(yàn)室，緊密結(jié)合社會(huì)發(fā)展潮流，確保教學(xué)與時(shí)代共同進(jìn)步，積極整合當(dāng)下最新的行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，完善學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，采用更多的BIM手段輔助教學(xué)，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，為學(xué)生今后的成長成才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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